化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題庫完整

1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題庫一、填空力學(xué)基礎(chǔ)部分1在外力的作用下 , 桿件可產(chǎn)生變形的基本形式為軸向拉、壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎 曲。2就所受外力而言 , 受剪切直桿與受彎的梁二者之間的區(qū)別是受剪橫向外力作用 線相距很近、受彎橫向外力作用線相距很遠(yuǎn)。3從工程意義上講 , 材料的破壞可分為二類 ,一類是脆性斷裂破壞 , 應(yīng)采用第一或 二強(qiáng)度理論解釋其破壞原因；另一類是屈服流動破壞 , 應(yīng)采用第三或四強(qiáng)度理論 解釋其破壞原因。4 碳鋼和鑄鐵都是鐵 塑性材料；而鑄鐵是典型的 脆性材料。和碳組成的合金 , 但是它們卻有非常明顯的性能差別 , 低碳鋼是典型的5 碳鋼和鑄鐵都是鐵和碳組成的合金。一般來說 , 對鋼材性

2、能有害的元素是硫 和磷, 其有害作用主要表現(xiàn)在硫使鋼材發(fā)生熱脆 , 磷使鋼材發(fā)生冷脆。6 碳鋼和鑄鐵中的主要化學(xué)元素除鐵外還有碳2.11% 時為碳鋼；如果組成的合金中碳含量大于 2.11% 時為鑄鐵。 , 如果組成的合金中碳含量小于 7就鋼材的含碳量而言 , 制造壓力容器用鋼與制造機(jī)器零件用鋼的主要區(qū)別是制 造容器用低碳鋼 , 而制造機(jī)器零件用中碳鋼。其主要原因是低碳鋼有良好的塑性 與焊接性能 , 中碳鋼可以通過調(diào)質(zhì)提高其綜合機(jī)械性能。8 從應(yīng)力角度看 , 等壁厚、內(nèi)徑和內(nèi)壓均相同的球形容器比圓筒形容器具有優(yōu) 越性,二者經(jīng)向應(yīng)力相同 ,而周向（環(huán)向） 2 倍。應(yīng)力不同 ,圓筒形容器是球形容 器

3、9受氣體內(nèi)壓的錐形殼體 , 殼體上的薄膜應(yīng)力隨距錐頂經(jīng)向距離的增大而增大,錐頂處應(yīng)力為零 , 最大應(yīng)力位于錐底處。10標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長、短半軸之比等于2, 這種封頭的最大拉應(yīng)力位于橢圓殼體的頂點(diǎn)處 , 最大壓應(yīng)力位于殼體的赤道。11標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭最大拉應(yīng)力位于橢圓殼體的頂點(diǎn)處, 位于殼體的赤道出現(xiàn)經(jīng)向的最大壓應(yīng)力 , 其絕對值與最大拉應(yīng)力值相等。12邊緣應(yīng)力的兩個基本特征是局部性 , 自限性。 13圓錐殼與圓柱殼的連接點(diǎn) A 處圓錐殼的第一主曲率半徑為 ,第二主曲率半徑為 。錐頂處 B 點(diǎn)的第一主曲率半徑為 ,第二主曲率半徑為 。15我國鋼制壓力容器常規(guī)設(shè)計所遵循的國家標(biāo)準(zhǔn)的名稱是鋼制壓力容

4、器,標(biāo)準(zhǔn)號是 GB150-1998。16對于用鋼板卷焊的壓力容器筒體 ,用它的內(nèi)徑作為其公稱直徑 , 如果壓力容器 筒體是用無縫鋼管直接截取的 , 規(guī)定用鋼管的外徑作為其公稱直徑。 17鋼板卷制的容器的公稱直徑是其內(nèi)徑 , 鋼管制作的容器的公稱直徑是其外徑； 管子的公稱直徑既不是管子的內(nèi)徑也不是管子的外徑 , 而是與管子外徑相對應(yīng)的 一個數(shù)值。18殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度 , 對于碳素鋼、低合金鋼制壓力 容器,不小于3mm對于高合金鋼制壓力容器不小于 2mm19. 金屬材料的腐蝕按破壞的形式分為均勻腐蝕與非均勻腐蝕 ,其中均勻腐蝕在 容器設(shè)計階段考慮腐蝕裕量即可保證容器強(qiáng)度。20

5、 計算壓力Pc,設(shè)計壓力P,最大工作壓力Pw與安全閥的起跳壓力Pk,四者之 間的關(guān)系應(yīng)該是 Pc> P> Pk> Pw21. 設(shè)計壓力P,最大工作壓力Pw,安全閥的起跳壓力Pk與允許最大工作壓力P, 四者之間的關(guān)系應(yīng)是P > P> Pk> Pw22. 壓力容器的主要受壓元件有壓力容器筒體、封頭（端蓋）、人孔法蘭、人孔 接管、開孔補(bǔ)強(qiáng)圈、設(shè)備法蘭、換熱器的管板和換熱管、膨脹節(jié)、M36以上的設(shè) 備主螺栓、公稱直徑大于250mm勺接管及管法蘭等。（選5個）23. 進(jìn)行壓力容器零部件的機(jī)械設(shè)計應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性、氣密性、節(jié)約材料和便于制造、運(yùn)輸、安裝、

6、操作及維修均應(yīng)方便等要求。（選5個）24. 鋼制圓筒形容器 Di=2000mm內(nèi)壓P=0.2Mpa，材料c t=113Mpa, © =1,則容器 的最小壁厚S min應(yīng)為3mm25. 圖紙標(biāo)注的容器殼體壁厚指的是名義厚度Sn,可以用來承受介質(zhì)壓力的厚度 是有效厚度S e。標(biāo)準(zhǔn)零部件選用26. 壓力容器用法蘭有甲型平焊、乙型平焊、長頸對焊三種結(jié)構(gòu)型式。27. 壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)主要有 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 三種。28. 中低壓法蘭密封面形式常用的有 平面型、凹凸型、榫槽型 三種。29. 中壓容器的壓力范圍是 1.6MPa< P<10Mpa二、回答下列問題1.

7、 加強(qiáng)圈和補(bǔ)強(qiáng)圈的作用有什么不同？加強(qiáng)圈用來縮短外壓容器的計算長度,提高外壓容器的抗失穩(wěn)能力而補(bǔ)強(qiáng)圈用 來進(jìn)行開孔撲強(qiáng)，降低開孔接管處的應(yīng)力集中系數(shù)。2. 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭在承受內(nèi)壓時規(guī)定其S e>0.15%Di,為什么？標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭在承受內(nèi)壓時，在赤道處產(chǎn)生環(huán)向壓縮薄膜應(yīng)力，如封頭的厚度 過薄,圭寸頭在赤道處可能被壓出褶皺，發(fā)生失穩(wěn)。為避免失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生，規(guī)定其S e > 0.15%Di。3. 什么是金屬材料的高溫蠕變現(xiàn)象？金屬材料在高溫時，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時間延續(xù)而增加，逐漸產(chǎn)生塑性變形 的現(xiàn)象。4. 等面積補(bǔ)強(qiáng)法的原則是什么？處于有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的可起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬截面積等

8、于或大雨開孔所削去的殼 體承壓所需的理論截面積。5. 什么是“ 18-8 ”鋼的晶間腐蝕？“ 18-8”鋼在450E -850 C短時加熱時,晶間處C與Cr發(fā)生反應(yīng),而晶粒內(nèi)部的 Cr來不及向晶界擴(kuò)散,使晶界成為 “貧Cr區(qū)”，其含量低于鈍化所需的最低含 Cr量（12.5%）,從而在腐蝕介質(zhì)中,晶界處被腐蝕。這種現(xiàn)象稱為“ 18-8 ”鋼的 晶間腐蝕。6. 利用彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律解釋為什么等橫截面積、等高的工字梁比矩形截面 梁承彎更合理？彎曲正應(yīng)力沿截面高度線性分布，在中性軸上各點(diǎn)的正應(yīng)力為零，離中性愈遠(yuǎn)處 正應(yīng)力愈大，在等橫截面積、等高的前提下工字梁與矩形截面梁相比，中性軸附近 的金屬截面

9、積小，而離中性軸較遠(yuǎn)處的金屬截面積大。因此工字梁比矩形截面梁 承彎更合理。三、判斷正誤并說明理由1 圖紙標(biāo)注的容器殼體厚度指的是名義厚度S n,即可以作為依靠來承受介質(zhì)壓 力的厚度。前半句對,后半句不對。可以作為依靠來承受介質(zhì)壓力的厚度是有效厚度Se。2對同一公稱直徑和公稱壓力的標(biāo)準(zhǔn)法蘭 , 材料不同 , 法蘭的尺寸也不同 , 但法蘭 實(shí)際承壓能力不變。不對。法蘭尺寸相同 , 而承壓能力改變。3在中低壓容器設(shè)計中 , 由于半球形封頭受力情況好 , 因此常常作為最佳的凸形 封頭被選用。不對。雖然球形封頭受力情況最好 , 但由于制造困難 , 多用于大型高壓容器封頭和 壓力較高的儲罐上：而在中低壓器

10、器設(shè)計中 ,通常選用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 ,其受 力情況雖不如球形封頭好 , 但優(yōu)于碟形封頭 , 制造雖較碟形封頭難 , 但易于球形封 頭。4因為封頭的尺寸不能太多 , 壓力容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列來 選取 , 而不是單純按化工工藝要求來確定。對。因為封頭是標(biāo)準(zhǔn)零部件 , 結(jié)構(gòu)尺寸按公稱直徑系列標(biāo)準(zhǔn)化 , 容器筒體與之焊接 或通過設(shè)備法蘭與之連接 , 同一公稱直徑系列的封頭與筒體才能對接。所以壓力 容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列來選取 , 而不是單純按化工工藝要求 來確定。四、選擇填空1 平面一般力系簡化結(jié)果可能是（）。 合力不為零，合力偶矩為零。合力為零，合力偶矩不為零。

11、合力為零，合力偶矩也為零。合力不為零，合力偶矩也不為零2通過金屬材料簡單拉伸試驗可得到材料的機(jī)械性能指標(biāo)有（E 屮 S c s c bAk3可用于制造壓力容器的下列鋼號的板材有（）。 0Cr18Ni9Ti 20R Q235-B 45 16MnR4承受氣體內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的最大應(yīng)力發(fā)生在（）頂點(diǎn) 赤道 中部 不確定6壓力容器的設(shè)計溫度是指（）。介質(zhì)溫度 環(huán)境溫度 壁溫 7提高外壓容器的抗失穩(wěn)能力的途徑有（）。 選用高強(qiáng)度的鋼材 增加容器的相對壁厚配制加強(qiáng)圈 8管法蘭的公稱直徑指的是（）。管子的內(nèi)徑 管子的外徑 管子的中徑 管子的公稱直徑 9容器在正常操作情況下的最大工作壓力是指（）。 容器頂

12、部可能出現(xiàn)的最高工作壓力 容器底部的壓力加上液柱靜壓 容器底部可能出現(xiàn)的最大工作壓力10.為臥式容器配制鞍式支座時，若封頭切線與鞍座中心線的距離為 A,封頭切線之間的距離為L,容器的外徑為DO,那么A應(yīng)滿足的條件為（）。 AW 0.2LAW 0.25LA < 0.25D0A< 0.5D0一、填空題1、 鋼板卷制的筒體和成型封頭的公稱直徑是指它們的（內(nèi)）徑。2、無縫鋼管做筒體時 . 其公稱直徑是指它們的（ 外）徑。3、受外壓的長圓筒 . 側(cè)向失穩(wěn)時波形數(shù) n= （2）；短圓筒側(cè)向失穩(wěn)時波形數(shù)為 n>（ 2）的整數(shù)。4、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)手孔的公稱直徑有 DN（ 150）mm和

13、DN（ 250）mn兩種。5、 防腐（發(fā)生什么腐蝕？有何措施）P37446、薄膜理論： P697、自支撐式塔設(shè)備設(shè)計時 . 除了考慮操作壓力以外 . 還必須考慮（ 自重載荷 ）、（ 風(fēng)載荷 ）、（ 地震載荷 ）、（ 偏心載荷 ）等載荷。8、 橢圓形封頭（標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭怎樣定義？）K=1。 P100-10116Mn R 16: 0.16% 含碳量.Mn:合金元素 R :容器鋼Q235-A- F F :沸騰鋼 Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235-A A:甲類鋼20g g: 鍋爐鋼二、判斷題1、材料的屈強(qiáng)比（C s/ C b）越高.越有利于充分發(fā)揮材料的潛力.因此.應(yīng)極力追 求高的屈強(qiáng)比。（X）2、彈性模數(shù)E和

14、泊桑比卩是材料的重要力學(xué)性能.一般鋼材的E和卩都不隨溫度的變化而變化 . 所以都可以取為定值。 （X）3、蠕變強(qiáng)度是表示材料在高溫條件下抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力；持久強(qiáng)度 表示材料在在高溫抵抗斷裂的能力；沖擊韌性則表示材料在外加載荷突然襲 擊時及時和迅速塑性變形的能力。 （X）4、在承受內(nèi)壓的圓形容器上開橢圓孔 . 應(yīng)使橢圓的長軸與筒體軸線平行。 （X）5、 薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點(diǎn).只要該點(diǎn)的兩個曲率半徑艮.則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力C 0 = C m。（V）6、 依據(jù)彈性失效理論 . 容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料設(shè)計溫度下的屈服點(diǎn)C tS時 . 即宣告該容器已經(jīng)“失效” 。（V）7、安全系數(shù)是一個不斷

15、發(fā)生變化的數(shù)據(jù) . 按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨努 .安全系數(shù)將逐漸變小。（V）8、假定外壓長圓筒和短圓筒的材質(zhì)絕對理想 . 制造的精度絕對保證 . 則在任何大的外壓下也不會發(fā)生彈性失穩(wěn)。（X）9、法蘭密封中.法蘭的剛度比強(qiáng)度更重要。（V）10、無縫鋼管做筒體時.公稱直徑是指它們的外徑。（V）11、材料的屈強(qiáng)比（c s/ C b）越高.越有利于充分發(fā)揮材料的潛力.因此.應(yīng)極力 追求高的屈強(qiáng)比。（X）12、彈性模數(shù)E和泊桑比卩是材料的重要力學(xué)性能.一般鋼材的E和卩都不隨 溫度的變化而變化 . 所以都可以取為定值。 （X）13、蠕變強(qiáng)度是表示材料在高溫條件下抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力； 持久強(qiáng)度 表示材

16、料在在高溫抵抗斷裂的能力；沖擊韌性則表示材料在外加載荷突然襲 擊時及時和迅速塑性變形的能力。 （X）14、因為內(nèi)壓薄壁容器的兩向應(yīng)力與壁厚成反比 . 當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時 . 則壁 厚大的容器.壁內(nèi)的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。 （X）15、因為從受力分析角度來說 . 半球形封頭最好 . 所以在任何情況下 . 都必須首先 考慮采用半球形封頭。 （X）16、依據(jù)彈性失效理論 . 容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料設(shè)計溫度下的屈服點(diǎn)C ts時.即宣告該容器已經(jīng)“失效” 。（V）17、安全系數(shù)是一個不斷發(fā)生變化的數(shù)據(jù) . 按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨努 . 安全系數(shù) 將逐漸變小。（V）18、假定外壓長圓筒和短圓

17、筒的材質(zhì)絕對理想 . 制造的精度絕對保證 . 則在任何大的外壓下也不會發(fā)生彈性失穩(wěn)。 （）19、法蘭密封中 . 法蘭的剛度比強(qiáng)度更重要。 （V）20、 鋼板卷制的筒體和成型封頭的公稱直徑是指它們的內(nèi)徑。（V）21、圖紙標(biāo)注的容器殼體厚度指的是名義厚度S n,即可以作為依靠來承受介質(zhì)壓 力的厚度。前半句對,后半句不對?？梢宰鳛橐揽縼沓惺芙橘|(zhì)壓力的厚度是有效厚度Se。22、對同一公稱直徑和公稱壓力的標(biāo)準(zhǔn)法蘭 , 材料不同 , 法蘭的尺寸也不同 , 但法 蘭實(shí)際承壓能力不變。不對。法蘭尺寸相同 , 而承壓能力改變。23、在中低壓容器設(shè)計中 ,由于半球形封頭受力情況好 ,因此常常作為最佳的凸形 封頭被

18、選用。不對。雖然球形封頭受力情況最好 , 但由于制造困難 , 多用于大型高壓容器封頭和 壓力較高的儲罐上：而在中低壓器器設(shè)計中 ,通常選用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 ,其受 力情況雖不如球形封頭好 , 但優(yōu)于碟形封頭 , 制造雖較碟形封頭難 , 但易于球形封 頭。24、因為封頭的尺寸不能太多 , 壓力容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列 來選取,而不是單純按化工工藝要求來確定。對。因為封頭是標(biāo)準(zhǔn)零部件，結(jié)構(gòu)尺寸按公稱直徑系列標(biāo)準(zhǔn)化，容器筒體與之焊接 或通過設(shè)備法蘭與之連接，同一公稱直徑系列的封頭與筒體才能對接。所以壓力 容器筒體的直徑必須按一定的公稱直徑系列來選取，而不是單純按化工工藝要求 來確定。

19、四、簡答題1、 管子和管板連接方式有哪些？有何優(yōu)缺點(diǎn)？P1992、 生產(chǎn)中采取什么措施進(jìn)行溫度補(bǔ)償？P2143、化工過程開發(fā)有哪些方法？A、相似放大法B、逐級經(jīng)驗放大法C、數(shù)學(xué)模擬放大法 D部分解析法2、下列鋼號各代表何種鋼.符號中的字母和數(shù)字各有什么意義？（8分）Q215-B.F代表 普通碳素鋼（鋼種）.其中Q為 屈服強(qiáng)度的頭一個拼音字 母.215為屈服強(qiáng)度值.B表示質(zhì)量等級.F表示沸騰鋼。20A代表高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼.20為含碳量0.2%。15MnVDR弋表普通低合金鋼.含碳量0.15%左右.含Mn小于1.5%.含V小于1.5%.D表示低溫用鋼.R代表容器用鋼H80代表 黃銅（鋼種）.H為黃銅

20、牌號.80表示平均含銅80%含鋅20%5、下列容器屬一、二、三類容器的哪一類？（4分）（1）直徑為2000mm設(shè)計壓力為1MPa的圓筒形容器（2）設(shè)計壓力為3.6MPa的搪玻璃壓力容器（3）設(shè)計壓力為0.5MPa的管殼式余熱鍋爐（4）p為3MPa的氰化氫容器（1）為一類容器；（2）為三類容器；（3）為二類容器；（4）為三類容器。1、一個低合金鋼內(nèi)壓反應(yīng)塔.筒體內(nèi)徑Di = 1000mm.標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭.工作壓力2.0MPa （裝有安全閥）.工作溫度2700C .塔體采用單面手工電弧焊.100%無損探傷.內(nèi)部介質(zhì)有輕微腐蝕性。設(shè)計塔體壁厚.并校核水壓試驗強(qiáng)度。（U =144MPa . !170MPa .二s =345MPa . 一 0.9 = s ）26 e（10 分）表鋼板負(fù)偏差C （mm鋼板厚度4.5 5.56782526 3032 3436 40負(fù)偏差0.20.60.80.911.1解：根據(jù)題意 C2 =1mm.=0.9. p =1.05 2 = 2.1MPa;d =pDiC22 1.05 10001.0 =9.17mm2 144 0.9-2 1.05再加上鋼板負(fù)偏差C1=0.8mm.然后圓整.取= 10mm 厚。1.25x2x1.05x x(1Pt D、飛12e2 8.278.2 0=10.5M0.9 七 s =0.9 0.9 345 =