济宁学院-化工设备A-期末试卷及参考答案Word文档格式.doc
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1、外压容器失稳的型式有________，______________，______________。
2、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的____径。
3、在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=________和θ________两种。
4、铬镍不锈钢可以形成单一的_____________组织，所以耐腐蚀性比铬不锈钢更高。
5、金属材料牌号Q245R中，245含义______________为，R含义为______________。
6、化工上用的法兰标准有两个______________和______________。
7、常温容器是指是指容器壁温从________到________的容器。
8、某厂生产的锅炉汽包，其工作压力是4Mpa，汽包圆筒的平均直径为800mm，壁厚15mm，它在工作时筒壁产生的环向应力值为_______,经向应力值为_______。
二、选择题（每小题2分，共20分）
1、直线的第一曲率半径是的是：
（）
A：
无穷大B：
零C：
1D：
不确定值
2、某一化工容器的设计压力为6MPa，那么该容器属于：
（）
低压压力容器B：
中压压力容器C：
高压压力容器D:
超高压容器
3、材料在外力作用下其尺寸和形状发生变化，当外力卸除，材料又恢复到原始形态和尺寸的特性，我们称之为（）。
弹性B：
刚度C：
强度D冲击韧性
4、金属材料发生晶间腐蚀的温度范围是（）。
100-300º
C0B50-150º
CC300-500º
CD450-850º
C
5、有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用，其计算压力的值是
1.76MpaB1.6MpaC1.8MpaD1.5Mpa
6、低温容器是指壁温低于（）的容器。
－30º
CB－40º
CC－20º
D－50º
7、影响法兰密封的因素不包括：
螺栓预紧力B：
压紧面C：
垫片性能D：
法兰的直径
8．容器在正常操作情况下的最大工作压力是指（）。
A容器顶部可能出现的最高工作压力B容器底部的压力加上液柱静压
C容器底部可能出现的最大工作压力D容器在液压试验时达到的最大压力
9、无缝钢管制成的圆筒的公称直径是指钢管的：
A：
内径B：
外径C：
中间直径D：
小于外径的一个数值
10、影响临界压力的因素不包括：
（）
筒体几何尺寸B：
筒体材料性能C：
筒体椭圆度和不均匀性D：
工作压力
三、判断题（每小题1分，共10分）
1、刚性外压圆筒不会出现失稳的情况。
2、持久强度是是一定温度和应力下材料抵抗断裂的能力。
3、镇静钢是完全脱氧的钢。
4、硅是一种有益元素，在材料中含量越高越好。
5、椭圆封头的最大应力在底部。
6、化学热处理只能改变金属表面层的化学成分和组织结构。
7、侧向失稳时壳体的横截面积还是圆形的。
8、 卧式圆筒形容器，其内介质压力，只充满液体，因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。
9.为防止容器损坏，卧式容器的两个支座必须是一个固定，一个活动的。
10、在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的短轴与筒体轴线平行。
四、工程应用题（第一小题10分，每2、3题各15分，共40分）
1、查表确定一精馏塔配塔节与封头的联接法兰的公称压力为______________。
已知塔体内径800mm,操作温度350℃，最大工作压力为0.20MPa,材质Q235-B。
公称压力（Mpa）
法兰材质
最大允许工作压力（MPa）
300℃
350℃
0.25
Q235-B
0.14
0.13
0.6
0.33
0.30
1.00
0.55
0.50
2、某化工厂反应釜,内径为1800mm,工作温度为55℃~160℃,工作压力为1.6MPa,釜体材料选用
0Cr18Ni9Ti（不锈钢）。
焊接系数为0.85，凸形封头上装有安全阀,试设计釜体厚度并进行水压实验校核。
（屈服点等于205MPa，C=1mm，，）
3、试设计一分馏塔，已知Di=2000mm，塔身长度（包括两椭圆封头的直边）6000mm，封头深500mm，分馏塔在400℃及真空条件下操作。
现库存12、14mm的16MnR钢板，C=2mm。
问能否用这两种钢板来制造这台设备。
（几何尺寸和应变关系图见附表）
外压圆筒环向应变和尺寸关系的数据表
径厚比
长径比
A
150
2.00
0.349-3
4.00
0.168-3
200
0.227-3
0.110-3
250
0.163-3
0.789-4
外压应力系数B曲线
20级化学工程与工艺化工设备机械基础期末考试答案（A）
一、填空：
（每空2分，共30分）
2、外压容器失稳的型式有轴向失稳、侧向失稳、局部失稳。
2、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的____内径。
3、在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=_120℃_和θ_150℃两种。
4、在外压作用下，容器突然失去原来的形状的现象叫失稳。
5、金属材料牌号Q370R中，370含义___该材料的屈服点是370MPa，R含义为___容器钢__。
6、化工上用的法兰标准有两个：
压力容器法兰标准和管法兰标准。
7、常温容器是指是指容器壁温从____--20℃__到200℃的容器。
8、某厂生产的锅炉汽包，其工作压力是2Mpa，汽包圆筒的平均直径为800mm，壁厚15mm，它在工作时筒壁产生的环向应力值为__53.33MPa经向应力值为__26.67MPa。
1、直线的第一曲率半径是：
（A）
2、某一化工容器的设计压力为5MPa，那么该容器属于：
（C）
3、材料在外力作用下其尺寸和形状发生变化，当外力卸除，材料又恢复到原始形态和尺寸的特性，我们称之为（A）。
4、发生晶间腐蚀的温度范围是（D）。
100-300℃B磷50-150℃C300-500℃D450-850℃
5、有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃且装有安全阀，其计算压力的值是（A）
6、深冷容器是指壁温低于（B）的容器。
D－50º
7、边缘应力的特点是：
自限性B：
无限增大C：
在连接处均匀分布D：
属于无力矩应力
8．容器在正常操作情况下的最大工作压力是指（A）。
9、无缝钢管的公称直径是指钢管的：
（D）
三、判断题：
（每小题1分，共10分）
（√）
（×
）
3、沸腾钢是完全脱氧的钢。
4、锰是一种有益元素，在材料中含量越高越好。
）
5、椭圆封头的最大应力在顶部。
（×
（√）
7、轴向失稳时壳体的横截面积还是圆形的。
（√）
9.由于圆锥形容器锥顶部分应力最小，所以开空宜在锥顶部分。
10、在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
解：
如选用0.25MPa的法兰，其最大允许压力是0.13MPa小于最大工作压力0.2MPa，所以不合适。
5分
如选用0.6MPa的法兰，其最大允许压力是0.3MPa大于最大工作压力0.2MPa，所以选用0.6MPa的法兰。
5分
（1）确定参数：
Di=1800mm;
tw=55~160℃;
pw=1.6MPa;
pc=1.1pw=1.76MPa（装有安全阀）
φ=0.85C=1mm
材质：
0Cr18Ni9Ti[σ]t=112.9MPa2分
[σ]=137MPa
（2）计算厚度：
2分
Sn=S+C+圆整=16.66+1+圆整=17.66+圆整=18（mm）2分
（3）水压试验校核
2分
有效壁厚Se=Sn-C=18-1=17mm2分
试验压力由于t<
200℃,所以，PT=1.25P=1.25*1.76=2.2MPa1分
计算实验应力2分
应力校核
1分
可见，所以水压试验强度足够1分
2、试设计一分馏塔，已知Di=2000mm，塔身长度（包括两椭圆封头的直边）6000mm，封头深500mm，分馏塔在400度及真空条件下操作。
塔的计算长度：
L=6000+2×
500×
1/3=6333mmPc=P=0.1MPa2分
（1）假设用12mm钢板
400度时，E=1.58*105
L/Do=6333/（2000+20）=3.14,2分
计算得A=0.000162分
由于A在曲线的左边，[P]=2/3*E*0.00016*202=0.083MPa1分
由于[P]<
0.1MPa，所以，12mm钢板不能用。
（2）假设用14mm钢板2分
L/Do=6333/（2000+24）=3.13
1分
查表计算得A=0.000212分
由于由于A在曲线的左边，[P]=2/3*1.58*105*0.00021*169=0.13MPa1分
可见[P]大于且接近于Pc，所以，可用厚度为14mm的钢板制作这台设备。
2分
-6-
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