过程设备设计复习题

1.有一外径为的氧气瓶，最小壁厚为6.5mm，材质为40Mn2A，工作压力为15MPa，试求氧气瓶筒身的应力。2.有一圆筒形容器，两端为椭圆形封头，已知圆筒平均直径D=2020mm，壁厚20mm，工作压力p=2MPa。试确定(1)试求筒身上的应力(2)如果椭圆形封头的a/b分别为2、、3，t=20mm，确定封头上最大应力值①②顶点赤道当a/b=2时顶点赤道最大应力在顶点处有拉应力101MPa，赤道处有压应力101MPa当a/b=时顶点赤道最大应力在顶点处有拉应力71.2MPa当a/b=3时顶点赤道最大应力在赤道处有压应力353.5MPa3.有一立式圆筒形储油罐，罐体直径5000mm，厚度3mm，油液高度18m油的密度为，g取10

（1）当P0=0时，油罐筒体上最大应力。

（2）当P0=0.1MPa时，油罐筒体上的应力及最大应力。由于壁厚t与壁相差较大，因此①时最大应力②时最大应力83.3+5.83×18=188.2MPa4.封闭厚壁筒有钢（）制成，其内径，外径，承受内压试求圆筒内壁外壁和中间面的应力值并简单讨论之340-3002071.2-31.22040020①＞＞内壁处最大②不均匀③5.有一承受内压的厚壁圆筒，其内径200mm，外径400mm，材料为16MnR，屈服，极限强度试求①内壁开始屈服的压力②当壁厚一半达到屈服时的压力③整体屈服压力④爆破压力内壁屈服②半屈服整体屈服④爆破压力1.某内压圆柱形筒体，其设计压力P=0.4MPa，设计温度t=70℃，圆筒内径Di=1000mm，总高3000mm，盛装液体介质，介质密度，筒体材料为Q345R，腐蚀裕量取2mm，焊接接头系数φ=0.85，已知设计温度下Q345R的许用应力，在厚度为6—16mm时，[σ]t=189MPa，厚度16—36mm时，[σ]t=185MPa。试求该①确定参数Q345R[σ]t=189MPa②设计厚度校核不合格③改④水压试验校核应力校核合格2.有一卧式圆筒形储罐，内装浓度99%液氨，筒体内径，筒高L=3200mm，两端利用标准椭圆封头，储罐最高操作温度不超过50℃。具有可靠保护措施，罐顶装有安全阀，试初步确定壁厚。（在50℃时饱和蒸汽压力1.973MPa（表压）安全阀的开启压力）用水压试验校核。①确定参数设计温度最高工作温度50设计压力安全阀选材选Q345R腐蚀裕度《腐蚀裕度数据手册》设计寿命15年焊接系数三类双面焊接对缝焊接许用应力（16—36mm）负偏差②设计厚度筒体封头考虑到选最小壁厚校核合格3.有一库存很久的容器，材料为16MnR，筒体外径，其实测最小壁厚为6.5mm，气瓶两端为半球形状，今欲充压10MPa，常温使用，并考虑腐蚀裕量，问强度是否够用，如不够，最大允许工作压力多大？解法一①确定参数16MnRQ345R实测②不能用解法二不能用解法三不能用4.过热器集箱的平盖形式如图，筒体内径Di=500mm，设计压力18MPa，设计温度500℃，平盖材料采用16CrM的锻件，腐蚀裕量C2=1.5mm①确定参数T=500℃P=18MPaC2=1.5mmDo=结构特征系数k=0.3锻件的许用应力表得②计算厚度③计算圆筒壁厚选择材料15CrMoR时双面对接焊100%探伤C1=1.3C2=1.5t=500℃计算厚度考虑到C1=1.3mm取符合预先设定的范围④确定结构尺寸5.有一承受内压的圆筒形容器，其内径壁厚最高工作压力工作温度200℃，材料为15MnVR焊接接头系数，壁厚附加量，试验算容器强度够不够，如果已知15MnVR在200℃时许用应力为170MPa,试求容器能承受的最大压力多少？显然强度够用6.有一长期不用的反应釜，经实测内径1200mm,最小壁厚10mm，材质为16MnR，纵向焊接接头为双面对接接头，是否曾作检测不清楚，今欲利用该釜承受1MPa的内压，工作温度为200℃，介质无腐蚀性，但需要装设安全阀，试判断该釜在此条件下能否使用。（，）显然可用7.今有一直径Di=600mm，设计外压P=0.1MPa，C2=2mm，计算长度L=500mm的容器，材质为16MnR，工作温度为200℃，试问能否用壁厚8mm的钢板来制造这台设备（忽略板材负偏差，材料弹性模量Di=600mmP=0.1MPaC2=2mmL=5000短圆筒钢板可以制造该设备8.已知，一减压塔内径为1000mm塔体长度为6500mm(不包括封头)其封头为椭圆形，直边高度为40mm，长短轴比值，减压塔在0.00532MPa(绝压)及150℃下操作，塔体与封头均由Q235-B制成试确定1.无加强圈时，塔体所需壁厚2.若在塔外设置5个加强圈，则塔体所需壁厚3.封头的壁厚(1)无加强圈时设临界长度短圆筒且接近可行（2）增设加强圈设合适A=0.0001MPa（3）封头壁厚校核筒体与封头等壁厚原则认为封头合适9.减压塔筒体家两端封头，直边总长24600mm，两端为标准椭圆形封头，内径，壁厚附加量，塔内真空度为30mmHg，设计温度150℃塔壁材料Q235R，试问当塔的有效壁厚时1.塔体和封头稳定性是否满足要求2.若不满足要求，则应加多少加强圈3.若下设加强圈，则壁厚应力为多少时才能满足要求取设计外压：计算压力：（1）塔体圆筒的校核：圆筒计算长度：圆筒外径：查图4-6得：筒体不满足稳定性要求（2）椭圆封头稳定性校核：当量曲率半径：所以：按半球封头设计时：由A查厚度计算图（Q235R，150℃许用外压故封头：时满足要求2、筒体加强圈设计（材料Q235R，设计温度150℃加强圈个数n及间距加强圈最大间距按下式计算：加强圈个数：除两端封头外，实际加强圈数为9个。3.不设加强圈时塔体所需壁厚（满足稳定性）：