過程設(shè)備設(shè)計(jì)

1、 過程裝備設(shè)計(jì)題庫注：本版本為beta1.4版，并未完善，余下部分請自行解決或等待版本更新。Staff：陳錦軍、狄洪亮、張文遠(yuǎn)、周圣?。樞虿环窒群骭） 本題庫為以上成員辛勤勞作的成果。1.針對圖1-1，說明壓力容器主要由哪幾部分組成？各部分起什么作用？筒體:用以儲(chǔ)存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。封頭:與筒體直接焊在一起，起到構(gòu)成完整容器壓力空間的作用。密封裝置:保證承壓容器不泄漏。開孔與接管: 滿足工藝要求和檢修需要。支座:支承并把壓力容器固定在基礎(chǔ)上。安全附件:保證壓力容器的使用安全和測量、控制工作介質(zhì)的參數(shù)，保證壓力容器的使用安全和工藝過程的正常進(jìn)行。2. 舉例說明什么是靜設(shè)備

2、，什么是動(dòng)設(shè)備。動(dòng)設(shè)備包括 泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等靠機(jī)械動(dòng)力運(yùn)行的設(shè)備。靜設(shè)備包括 塔類、攪拌罐、反應(yīng)器、換熱器等3. 分別說明，低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器的壓力范圍。低壓(代號L) 0.1MPap1.6MPa； 中壓(代號M) 1.6MPap10.0MPa； 高壓(代號H) 10.0MPap100.0MPa； 超高壓(代號U) p100.0MPa。4. 對于壓力容器內(nèi)的介質(zhì)，第一組介質(zhì)和第二組介質(zhì)是如何定義的？第一組介質(zhì)：毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。第二組介質(zhì)：除第一組以外的介質(zhì)。5. 根據(jù)危險(xiǎn)程度，將壓力容器劃分為類壓力容器、類壓力容器和類壓力容器

3、，能夠應(yīng)用圖1-2和圖1-3，對給定的壓力容器設(shè)計(jì)參數(shù)，確定屬于哪類容器。第一組介質(zhì)第二組介質(zhì)6. 美國的ASMEBPVC規(guī)范中的Section是有關(guān)壓力容器的，請查閱資料，簡要說明Section四個(gè)分卷（Division1-4）的內(nèi)容。第1分卷壓力容器簡寫為ASME-1，通常稱為“按規(guī)則設(shè)計(jì)”的規(guī)范，屬于常規(guī)設(shè)計(jì)法。它的指導(dǎo)思想是:以主要部位的最大主應(yīng)力不超過彈性范圍為設(shè)計(jì)的安全準(zhǔn)則，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定材料的許用應(yīng)力，并且對容器各部件的結(jié)構(gòu)與尺寸作出一些具體的規(guī)定。 第2分卷壓力容器另一規(guī)則，簡寫為ASME-2。通常稱為“按分析設(shè)計(jì)”的規(guī)范，為分析設(shè)計(jì)法。其指導(dǎo)思想是：對壓力容器中各部位的應(yīng)力作盡

4、可能詳細(xì)的分析，對求得的應(yīng)力值再進(jìn)行分類，并且分別按照不同的安全準(zhǔn)則予以處理。與ASME-1相比，ASME-2要求更為詳盡的應(yīng)力分析。 第3分卷 高壓容器設(shè)計(jì)7. 目前我國壓力容器設(shè)計(jì)所依據(jù)的國標(biāo)是，GB150-2011壓力容器，請查閱資料，說明該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和主要內(nèi)容。（不要羅列目錄）GB150 標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍是： 1. 2本標(biāo)準(zhǔn)適用的設(shè)計(jì)壓力1.2.1鋼制容器不大于35Mpa1.2.2其他金屬材料制造、容器按照相應(yīng)引用標(biāo)準(zhǔn)確定1.3本標(biāo)準(zhǔn)適用的設(shè)計(jì)溫度范圍1.3.1設(shè)計(jì)溫度范圍：-269-9001.3.2鋼制容器不得超過按GB150.2中列入材料的允許使用溫度范圍1.3.3其他金屬材料制

5、容器按本部分相應(yīng)引用標(biāo)準(zhǔn)中列入的材料允許使用溫度確定1.4本標(biāo)準(zhǔn)適用的結(jié)構(gòu)形式1.4.1本標(biāo)準(zhǔn)適用鋼制容器的結(jié)構(gòu)形式按本部分一級GB150.2150.4的相應(yīng)規(guī)定1.4.2本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍內(nèi)的特定結(jié)構(gòu)容器以及鋁、鈦、銅、鎳及鎳合金、鋯制容器，其結(jié)構(gòu)形式和適用范圍還應(yīng)滿足下述標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求：a. GB151管殼式換熱器b. GB12337鋼制球形儲(chǔ)罐c. JB/T4731臥式容器d. JB/T4710塔式容器e. JB/T4734鋁制焊接容器f. JB/T4745鈦制焊接容器g. JB/T4755銅制焊接容器h. JB/T4756鎳及鎳合金焊接容器i. NB/T47011鋯制壓力容器8. 目前我國

6、壓力容器制造檢驗(yàn)所依據(jù)的規(guī)范是，TSGR0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，請查閱資料，說明該規(guī)范的主要內(nèi)容和作用。（不要羅列目錄）簡稱固容規(guī)，是固定式壓力容器設(shè)計(jì)、制造過程中所遵守的總原則，由中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布。其目的是保障固定式壓力容器安全運(yùn)行，保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)快步發(fā)展。 9. 在壓力容器設(shè)計(jì)中，如何定義薄壁容器？為什么要有薄壁容器的定義？壓力容器按厚度可以分為薄壁容器和厚壁容器。所謂厚壁與薄壁并不是按容器厚度的大小來劃分，而是一種相對概念，通常根據(jù)容器外徑DO與內(nèi)徑Di的比值K來判斷，K1.2為厚壁容器，K1.2為薄壁容器。工程實(shí)

7、際中的壓力容器大多為薄壁容器。10. 對于回轉(zhuǎn)曲面上的某點(diǎn)，畫圖說明該點(diǎn)的幾何參數(shù)R1、R2、K1、K2、r。11. 在薄壁容器應(yīng)力分析中，說明小位移假設(shè)含義及作用。殼體受力變形前后，殼體上各點(diǎn)位移量遠(yuǎn)小于壁厚尺寸，屬于彈性小變形。(變形后尺寸可由變形前尺寸代替，推導(dǎo)中可忽略高階無窮小，使微分方程式呈線性。） 12. 為什么將應(yīng)用于薄壁容器應(yīng)力分析的方法稱為無力矩理論，或稱為薄膜理論？回轉(zhuǎn)薄殼中彎矩很小，可忽略殼壁中的彎矩影響，使殼體的應(yīng)力分析大為簡化。（微元體僅受拉壓力和剪力） 忽略彎矩的殼體理論稱為無力矩理論，或者稱為薄膜理論，由此所得到的解答稱為薄膜解，薄膜解是設(shè)計(jì)薄壁容器的理論基礎(chǔ)。

8、13. 對于承受內(nèi)壓的薄壁回轉(zhuǎn)殼體，如何獲得主應(yīng)力狀態(tài)下的微六面體？ 一對殼體內(nèi)外表面 一對經(jīng)向截面（也稱經(jīng)線平面) 一對與經(jīng)線相正交的圓錐面 (也稱緯向截面或緯線平面) 14. 解釋說明，(1)不連續(xù)效應(yīng)；(2)邊緣應(yīng)力；(3)邊緣應(yīng)力的特性；(4)工程設(shè)計(jì)中如何考慮不連續(xù)效應(yīng)。(1)不連續(xù)效應(yīng):在不同殼體連接的附近地區(qū)，由于二者的自由變形不可能完全一致（稱為變形不連續(xù)或者稱為變形不協(xié)調(diào)），出現(xiàn)相互約束導(dǎo)致彎曲變形，從而在連接的邊緣處產(chǎn)生較大的力矩和剪力。這種現(xiàn)象稱為不連續(xù)效應(yīng)或邊緣效應(yīng)(2)邊緣應(yīng)力:由邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為不連續(xù)應(yīng)力，或邊緣應(yīng)力。(3)邊緣應(yīng)力的特性: ·局部性

9、：隨著離邊緣距離x的增加，各內(nèi)力呈指數(shù)函數(shù)迅速衰減以致消失，這種性質(zhì)成為不連續(xù)應(yīng)力的局部性 ·自限性：不連續(xù)盈利濕疣彈性變形受到約束所致，因此對于用塑性材料制造的殼體，當(dāng)連接邊緣的局部區(qū)產(chǎn)生塑變形，這種彈性約束就開始緩解，變形不會(huì)連續(xù)發(fā)展，不連續(xù)應(yīng)力也自動(dòng)限制，這種性質(zhì)稱不連續(xù)應(yīng)力的自限性(4)工程設(shè)計(jì)中如何考慮不連續(xù)效應(yīng)：對于連接邊緣的結(jié)構(gòu)，只做局部處理。如局部加強(qiáng)、避免在連接邊緣開孔、設(shè)置焊縫等。對于用塑性較好材料制成的容器，受靜載荷時(shí)， 除了進(jìn)行連接邊緣局部處理外，不再對邊緣應(yīng)力作進(jìn)一步考慮。15.比較承受氣壓的薄壁圓筒、球形封頭和錐形封頭的薄膜應(yīng)力分布，并解釋應(yīng)力分布出現(xiàn)“跳

10、躍”的現(xiàn)象。薄壁圓筒： 球形封頭：錐形封頭：16.厚壁圓筒是如何定義的？厚壁圓筒力學(xué)分析模型與薄壁圓筒力學(xué)分析模型有何不同？ （1）定義：圓筒的外直徑與內(nèi)直徑之比常大于1.2，屬于厚壁圓筒（2）不同： 17.對于承受內(nèi)壓的厚壁圓筒，描述圓筒上任意一點(diǎn)的主應(yīng)力狀態(tài)。包括：該點(diǎn)三個(gè)主應(yīng)力的方向、主應(yīng)力表達(dá)式、主應(yīng)力沿壁厚方向的分布。 當(dāng)僅有內(nèi)壓pi 時(shí)，po=0，有 針對僅受內(nèi)壓的厚壁圓筒應(yīng)力分布，分析如下： r 為壓應(yīng)力，z與位置無關(guān)，在外載荷和筒體幾何尺寸確定后，為定值。顯然，為第一主應(yīng)力，z 為第二主應(yīng)力， r 為第三主應(yīng)力。 根據(jù)第一強(qiáng)度理論，有：1 =, 最大的1 在內(nèi)壁面處( r=Ri

11、 )，因此內(nèi)壁面為危險(xiǎn)部位，屈服首先由內(nèi)壁面開始。同理，如果根據(jù)第三強(qiáng)度理論， 有：1 - 3=- r , 最大的1 - 3仍然在內(nèi)壁面處， 因此內(nèi)壁面為危險(xiǎn)部位。這里，第一強(qiáng)度理論和第三強(qiáng)度理論得出相同的危險(xiǎn)部位位置。 r 、和z 沿壁厚方向的分布是不均勻的，在內(nèi)壁面處應(yīng)力值較大，外壁面處應(yīng)力值較小，表明筒體材料未得到充分利用。18.內(nèi)部加熱的厚壁圓筒，為什么在圓筒不受約束的情況下依然會(huì)有熱應(yīng)力產(chǎn)生？為降低厚壁圓筒熱應(yīng)力，可以采取哪些措施？ 厚壁筒通常承受內(nèi)部加熱，或者外部加熱，在無保溫層情況下，必然使得溫度沿壁厚的分布不均。將厚壁圓筒看成由許多薄壁圓筒套在一起而成。由于溫度分布不均勻，每個(gè)

12、薄壁圓筒的熱膨脹量不一樣，而圓筒又須保持連續(xù)。這樣必然要相互間產(chǎn)生應(yīng)力。措施：可通過內(nèi)外壁面的保溫，使溫度差降低，達(dá)到降低熱應(yīng)力的目的。避免外部對熱變形的約束、設(shè)置膨脹節(jié)（或柔性元件）、采用良好的保溫層等。19.什么是理想彈塑性材料？為什么可以將壓力容器用鋼看成是理想彈塑性材料？ 在研究材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系時(shí)，分兩個(gè)階段。第一階段為彈性變形，第二階段為塑性變形。在塑性變形時(shí)，要考慮變形之前的彈性變形，而不考慮硬化的材料，也就是進(jìn)入塑性狀態(tài)后，應(yīng)力不需要增加就可以產(chǎn)生塑性變形。材料屈服后不考慮其加工硬化對材料的影響的模型。對于理想彈塑性材料，忽略材料的硬化階段，同時(shí)認(rèn)為材料的屈服極限為常數(shù)。因?yàn)殇?/p>

13、受力能變形，（彈性范圍內(nèi)）外力消失后能完全恢復(fù)原來形狀的材料。不管變形多大，外力消失后能完全恢復(fù)原來形狀。受力能變形，外力消失后不再恢復(fù)原來形狀的材料。受力很少就能變形，外力消失后能保持所變成的形狀，一點(diǎn)不回彈。20.根據(jù)（2-47）式，分別根據(jù)彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，求得內(nèi)壓厚壁圓筒最大內(nèi)壓承載能力以及圓筒壁厚計(jì)算式，并加以比較。 21.根據(jù)第一強(qiáng)度理論，說明通過增加厚壁來提高內(nèi)壓厚壁筒承載能力的局限性。 此時(shí)，無論如何增大壁厚，都無法滿足(2-54)式。這說明，當(dāng)工作內(nèi)壓力增大到一定數(shù)值時(shí)，通過加大厚度，將無法滿足彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則條件（彈性失效判據(jù)）。此外，在K >4 時(shí)

14、，內(nèi)壁面至外壁面間的應(yīng)力分布極為不均勻，材料利用率很低，并且熱應(yīng)力較大。如果厚壁筒是用塑性較好的材料制成，就可以通過結(jié)構(gòu)的塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則條件（塑性失效判據(jù)）進(jìn)行設(shè)計(jì)。22.以內(nèi)壓厚壁圓筒彈塑性承受載荷為例，說明筒壁中殘余應(yīng)力產(chǎn)生過程，以及殘余應(yīng)力具有的特征。 在厚壁筒承受內(nèi)壓出現(xiàn)塑性區(qū)后，將內(nèi)壓卸除。由于塑性區(qū)材料變形的不可恢復(fù)，最終使得塑性區(qū)筒體承受壓縮應(yīng)力作用，而彈性區(qū)筒體承受拉伸應(yīng)力的作用。在沒有外載的情形下，在整個(gè)筒壁內(nèi)分布著殘余應(yīng)力。顯然，這個(gè)殘余應(yīng)力分布是一個(gè)自平衡應(yīng)力。23.簡述自增強(qiáng)法和多層熱套法原理，并用應(yīng)力分布圖加以說明。 24. 針對壓力容器結(jié)構(gòu)中的軸對稱載荷下圓形薄板

15、彈性小饒度問題，(1)簡述：什么是軸對稱載荷，圓形薄板，彈性小饒度；(2)對于上述軸對稱載荷圓薄板，主要承受什么類型的內(nèi)力載荷？（1）軸對稱載荷： 圓形薄板：1/100t/b1/5的圓形平板 彈性小撓度：撓度1/5w/t5的彈性平板（2），r25.如何定義圓平板的抗彎剛度？它有什么含義？在圓平板受力分析中，如何運(yùn)用(2-60)式？（1）（2）抗彎剛度D表明圓板抵抗彎曲變形的能力， 與圓板材料的彈性模量和板厚成正比。（3）(2-60) 是關(guān)于變量w 的微分方程，稱為：軸對稱橫向載荷圓形薄板小撓度彎曲微分方程。通過不同的邊界條件，可求得某一問題特解。其中，剪力Qr 可依據(jù)具體問題的靜力平衡條件求得

16、。26.對于軸對稱載荷下的周邊固支圓平板，(1)寫出求解(2-60)式過程中所用到的邊界條件；(2)繪制w=w(r)、=(r)、Mr=Mr(r)、M=M(r)，以及上、下表面的r=r(r)、=(r)分布圖。（1） r=R =0 r=R w=0 （2） 27.對于軸對稱載荷下的周邊簡支圓平板，(1)寫出求解(2-60)式過程中所用到的邊界條件；(2)繪制w=w(r)、=(r)、Mr=Mr(r)、M=M(r)，以及上、下板表面的r=r(r)、=(r)分布圖。（1）r=R w=0 r=R Mr=0（2） 28.分析：(1)周邊支撐條件對軸對稱載荷下圓平板剛度和強(qiáng)度的影響；(2)在承受同等載荷條件下，

17、為什么圓平板厚度尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于圓筒壁厚尺寸。（1）對撓度的影響 兩種支承條件下，板內(nèi)最大撓度的比值為 對應(yīng)力的影響兩種支承條件下，板內(nèi)最大拉應(yīng)力的比值為 式中，簡支板內(nèi)的最大拉應(yīng)力為板中心處下表面的徑向應(yīng)力；固支板內(nèi)的最大拉應(yīng)力為板邊緣處上表面的徑向應(yīng)力。 通過上述比較，表明固支板在剛度和強(qiáng)度兩方面均優(yōu)于簡支板。工程設(shè)計(jì)中，通常采用接近于固支的支承方式， 或增加板的厚度等方法來提高圓平板的強(qiáng)度和剛度。29.從以下三方面簡述承受外壓圓筒發(fā)生失穩(wěn)破壞過程： (1) 圓筒幾何形狀的變化； (2) 圓筒內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)變化； (3) 最終導(dǎo)致圓筒破裂的原因。 （1）承受外壓的圓筒，當(dāng)外壓載荷增大到某一數(shù)值時(shí)

18、，圓筒會(huì)突然失去原有的形狀，被壓癟或出現(xiàn)波紋。（2）在筒壁中產(chǎn)生了以彎曲應(yīng)力為主的附加應(yīng)力，導(dǎo)致圓筒彎曲破裂失去承載能力。此時(shí)筒壁中的壓應(yīng)力稱為臨界壓力cr，發(fā)生失穩(wěn)時(shí)的最低外壓力稱為臨界壓力Pcr。（3）在筒壁中產(chǎn)生了以彎曲應(yīng)力為主的附加應(yīng)力，導(dǎo)致圓筒彎曲破裂失去承載能力。其實(shí)質(zhì)為容器由一種平衡狀態(tài)躍變到另一種新的平衡狀態(tài)。30.解釋說明： (1) 外壓圓筒失穩(wěn)臨界狀態(tài)； (2) 失穩(wěn)臨界壓力；(3) 為什么會(huì)有“外壓長圓筒”和“外壓短圓筒”區(qū)分；(4) 如何定義外壓圓筒的臨界長度。 （1）指外壓圓筒筒壁中的壓應(yīng)力到達(dá)臨界值即將發(fā)生失穩(wěn)時(shí)的狀態(tài)。（2）外壓圓筒在發(fā)生失穩(wěn)那一刻所承受的外壓力，

19、稱為臨界壓力，用Pcr表示。（3）周向外壓圓筒失穩(wěn)后，其橫截面形狀呈現(xiàn)正選波形曲線。其變形波數(shù)n 可能等于2、3、4、5，取決于圓筒的結(jié)構(gòu)尺寸和約束條件。稱波紋數(shù)n=2 的圓筒為長圓筒；而n>2 的圓筒稱為短圓筒。圓筒長度越短，其失穩(wěn)后截面的波紋數(shù)就越多。（4）臨界長度是區(qū)分長、短圓筒的尺度。當(dāng)圓筒長度尺寸為臨界長度時(shí)，長圓筒臨界壓力與短圓筒臨界壓力相等，由此可求得臨界長度Lcr。外壓圓筒的計(jì)算長度，取圓筒上兩相鄰剛性構(gòu)件之間的最大距離，用于短圓筒臨界壓力的計(jì)算。31.如何定義外壓圓筒的計(jì)算長度？為了提高外壓圓筒承載能力，可以采取哪些有效措施？ （1） 外壓圓筒的計(jì)算長度，應(yīng)取圓筒上兩相

20、鄰剛性構(gòu)件之間的最大距離L。兩相鄰剛性構(gòu)件之間的距離，按照下圖所示選取。（2） 修改外形尺寸或加裝補(bǔ)強(qiáng)圈32.推導(dǎo)，外壓圓筒圖算法設(shè)計(jì)中系數(shù)B與系數(shù)A之間的關(guān)系。為什么B與A之間的關(guān)系可以通過修訂的材料拉伸性能曲線來表達(dá)？ （1）（2）圓筒在Pcr作用下，產(chǎn)生周向薄膜應(yīng)力 這里近似地按照單向應(yīng)力考慮應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系(胡克定律)， 周向應(yīng)變計(jì)算式如下，同時(shí)根據(jù)系數(shù)A的定義，有 ，系數(shù)為應(yīng)變，因?yàn)檫@樣，B與A的關(guān)系可以看作：修訂的材料單向拉伸曲線(=E)。因此，B值可以由修訂的材料拉伸曲線得到，即由“B”圖得到。33.舉例說明外壓圓筒設(shè)計(jì)圖算法的優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)圓筒失穩(wěn)發(fā)生在筒體材料出現(xiàn)屈服之后，依然可

21、以使用圖算法進(jìn)行設(shè)計(jì)。34.通過查閱資料（圖書館網(wǎng)頁上的資料或互聯(lián)網(wǎng)上的資料），找出承受外壓（包括周向外壓、軸向外壓）圓筒發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，其外形失穩(wěn)形狀照片。 凸(艸皿艸 )35.查閱資料文獻(xiàn)，舉例說明軸向外壓圓筒的失穩(wěn)核算過程。 凸(艸皿艸 )36.查閱資料文獻(xiàn)，說明外壓圓筒設(shè)計(jì)參數(shù)中，安全系數(shù)m取值為3的原因。 凸(艸皿艸 )37.舉例說明，壓力容器結(jié)構(gòu)上哪些部位會(huì)存在局部載荷，為什么會(huì)存在局部載荷。 壓力容器材料或結(jié)構(gòu)不連續(xù)處，如截面尺寸、幾何形狀突變的區(qū)域、兩種不同材料的連接處等，如支座、托架、吊耳和接管等。除受到介質(zhì)壓力作用外，過程設(shè)備還承受通過接管或其他附件傳遞來的局部載荷，如設(shè)備的自

22、重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的約束反力、溫度變化引起的載荷等。38.為什么不能應(yīng)用無力矩理論對存在局部載荷的壓力容器進(jìn)行應(yīng)力分析？ 無力矩理論是對旋轉(zhuǎn)薄殼而言，其應(yīng)用必須同時(shí)符合以下條件：1.殼體見曲面必須連續(xù)，不存在曲率或厚度突變；2.外載荷必須連續(xù)，不存在外力矩或集中載荷；3.殼體邊界必須自由，不存在支撐或約束。以上如有一條不滿足，殼體相應(yīng)部分的內(nèi)力矩將起顯著作用，而不能忽略，此時(shí)就應(yīng)按有力矩理論進(jìn)行應(yīng)力分析。局部應(yīng)力不僅與載荷大小有關(guān)，而且與載荷作用處的局部結(jié)構(gòu)形狀和尺寸密切相關(guān)，很難甚至無法對其進(jìn)行精確的理論分析，在大多數(shù)情況下，必須依靠有限元、邊界元的數(shù)值計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)應(yīng)力

23、測試方法，以數(shù)值解或（和）實(shí)測值為基礎(chǔ)，整理，歸納出經(jīng)驗(yàn)公式和圖表，供設(shè)計(jì)計(jì)算式使用。由于幾何形狀和尺寸的突變，受內(nèi)壓殼體與接管連接處附近的局部范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力。39.對于承受單向拉伸的平板開小孔問題，畫出孔邊緣周向應(yīng)力應(yīng)力分布圖，說明應(yīng)力集中現(xiàn)象。 (a) r=a時(shí)沿孔邊的分布 (b) 在水平和垂直方向, r分布趨勢 在r=a,時(shí)，有最大拉應(yīng)力，顯然應(yīng)力集中系數(shù)為3。應(yīng)力集中具有明顯的局部性，遠(yuǎn)離小孔應(yīng)力集中迅速衰減。取帶小孔平板的1/4作為有限元分析模型，在單向拉伸條件下，計(jì)算得到板內(nèi)x方向的應(yīng)力分布云圖。可見，小孔頂端最大x方向應(yīng)力為單向拉伸力的3倍。 40.為了降低壓力容器

24、局部載荷引起的局部應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以采取哪些措施？ 減少兩連接件的剛度差； 盡量采用圓弧過渡； 局部區(qū)域補(bǔ)強(qiáng)； 選擇合適的開孔方位。 41.對于容器上的開孔接管結(jié)構(gòu)，查閱文獻(xiàn)資料簡述開孔接管處結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布有哪些特征。 42.(1)舉例說明什么是低碳鋼、低合金鋼和高合金鋼。(2)使用環(huán)境溫度對低碳鋼的力學(xué)性能有什么影響？（1） 低碳鋼:含碳量小于1.35%，除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷 硫等雜質(zhì)外，不含其他合金元素的鋼。主要有：Q235鋼板； 10, 20鋼管；20, 35鍛件；20R鋼板。 低合金鋼:在碳鋼基礎(chǔ)上，為改善鋼的性能向鋼中加入一種或幾 種合金元素，稱為合金鋼。合金元素總量低

25、于3.5%的叫低合 金鋼。主要有：壓力容器專用鋼板Q345R(原來的16Mng和 16MnR、19Mng合并為Q345R )；用于-20-70的16MnDR, 15MnNiDR, 09MnNiDR低溫容器鋼；用于550以內(nèi)的15CrMoR 熱強(qiáng)鋼；用于-19470大中型鍛件20MnMo。 高合金鋼：合金元素總量大于10%的稱為高合金鋼。有鉻鋼 0Cr13、鉻鎳鋼0Cr18Ni9、鉻鎳鉬鋼00Cr18Ni5Mo3Si2。（2） 溫度：隨著環(huán)境溫度的升高，對材料性能的影響如圖。在高溫 下，用蠕變極限表示材料的抗拉能力。 介質(zhì)：這里，主要是指介質(zhì)的腐蝕性對材料的影響。 加載速率：加載速率較高時(shí)，使得

26、材料脆性斷裂的傾向增加， 尤其對含缺陷結(jié)構(gòu)。43.對于鋼材中的化學(xué)元素成分，(1)碳元素C含量對鋼材的力學(xué)性能有什么影響，通過什么措施控制C含量？(2)硫元素S和磷元素P為什么是有害元素？通過什么措施控制S和P含量？（1） C(碳)元素影響：C含量的提高可使強(qiáng)度提高，但塑性降低，焊接時(shí)易出現(xiàn)裂紋。一般要求C0.25%。（2） S(硫)、P(磷)元素影響：S、P是有害元素！S可生成非金屬夾雜物，使塑性和韌性降低。P能提高強(qiáng)度，但增加脆性，特別是低溫脆性。控制S<0.02%, P<0.03%。44.鋼材的塑性指標(biāo)是如何定義的？壓力容器用鋼對材料的塑性指標(biāo)有何要求？為什么？（1）塑性是鋼

27、材在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能。通常用伸長率和斷面收縮率來表示。1.伸長率是鋼材受拉發(fā)生斷裂時(shí)所能承受的永久變形能力，是試件拉斷后標(biāo)距長度的增量與原標(biāo)距長度之比，以百分?jǐn)?shù)表示。2.斷面收縮率是指試件拉斷后縮頸處斷面面積的最大縮減量占原橫斷面面積的百分率。（2）45. 在壓力容器的焊接加工過程中，為什么要在焊前和焊后進(jìn)行熱處理工序？（1）焊前：（2）焊后：壓力容器的焊后熱處理主要就是去應(yīng)力退火以及消氫處理，其目的是為了改善焊縫區(qū)的組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力等有害物質(zhì)。46.什么是鋼材的夏比沖擊試驗(yàn)？壓力容器用鋼在什么條件下需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)？（1）夏比沖擊試驗(yàn)是用以測定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的

28、試驗(yàn)。制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣，使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比沖擊試驗(yàn)機(jī)上處于簡支梁狀態(tài)，以試驗(yàn)機(jī)舉起的擺錘作一次沖擊，使試樣沿缺口沖斷，用折斷時(shí)擺錘重新升起高度差計(jì)算試樣的吸收功，即為Aku和Akv?？稍诓煌瑴囟认伦鳑_擊試驗(yàn)。吸收功值(焦耳)大，表示材料韌性好，對結(jié)構(gòu)中的缺口或其他的應(yīng)力集中情況不敏感。對重要結(jié)構(gòu)的材料近年來趨向于采用更能反映缺口效應(yīng)的V形缺口試樣做沖擊試驗(yàn)。（2） 47. 查閱文獻(xiàn)，對壓力容器用鋼Q245R和Q345R給予說明（化學(xué)成分，力學(xué)性能，使用條件）。Q245R：化學(xué)成分：C：0.20，Si：0.35，Mn：0.501.00，P：0.025，S：0.015

29、，Alt：0.020力學(xué)性能：使用條件：制造鍛件和熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，無縫鋼管、機(jī)械制造中的零件，如曲軸、轉(zhuǎn)軸、軸銷、杠桿、連桿、橫梁、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母等。Q345R：化學(xué)成分：力學(xué)性能：使用條件：廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器等。48.什么是壓力容器的強(qiáng)度失效？有哪些強(qiáng)度失效形式？ 因材料屈服或斷裂引起的容器失效，主要方式有韌性斷裂結(jié)構(gòu)里的應(yīng)力達(dá)到或接近所用材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生的斷裂，其特征是斷后有宏觀塑性變形。脆性斷裂容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄，斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。材料的脆性和缺陷兩種原因都會(huì)引起壓力容器發(fā)生脆性斷裂。疲勞斷裂(Fati

30、gueFracture)在交變載荷作用下，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生斷裂失效的過程。疲勞斷裂出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力較高的部位，危險(xiǎn)性很大。蠕變斷裂(CreepRupture)壓力容器在高溫下長期受載，隨時(shí)間的增加材料不斷發(fā)生蠕變變形，造成厚度明顯減薄與鼓脹變形，最終導(dǎo)致斷裂。腐蝕斷裂(CorrosionFracture)因均勻腐蝕導(dǎo)致的厚度減薄，或局部腐蝕造成的凹坑所引起的斷裂。49.以內(nèi)壓厚壁圓筒為例，說明什么是彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。50.查閱資料，對比說明GB150和JB4732的設(shè)計(jì)思想。GB150、JB4732和JB/T4735的適用范圍和主要區(qū)別項(xiàng)目GB150鋼制壓

31、力容器JB4732鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4735鋼制焊接常壓容器設(shè)計(jì)壓力0.1MPapd35MPa，真空度不低于0.02MPa0.1MPapd100MPa，真空度不低于0.02MPa-0.02MPapd0.1MPa設(shè)計(jì)溫度按鋼材允許的使用溫度確定（最高為700,最低為-196）低于以鋼材蠕變控制其設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度的相應(yīng)溫度（最高475）大于-20至350（奧氏體高合金鋼制容器和設(shè)計(jì)溫度低于-20,但滿足低溫低應(yīng)力工況,且調(diào)整后的設(shè)計(jì)溫度高于-20的容器不受此限制）基本安全系數(shù)碳素鋼、低合金鋼：nb3.0，ns=nts1.6，nD1.5,nn1.0；高合金鋼：nb3.0,ns=nts1.5

32、，nD1.5，nn1.0碳素鋼、低合金鋼、鐵素體高合金鋼：nb2.6,ns=nts1.5；奧氏體高合金鋼：ns=nts1.5碳素鋼、低合金鋼、鐵素體高合金鋼：nb2.5,ns=nts1.5；奧氏體高合金鋼：ns=nts1.5對介質(zhì)的限制不限不限不適用于盛裝高度毒性或極度危害介質(zhì)的容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,局部應(yīng)力用極限分析和安定性分析結(jié)果來評定一般為彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)力分析方法以材料力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ),并引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)彈性有限元法;塑性分析;塑性理論和板殼理論公式;實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析以材料力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ),并引入應(yīng)力增

33、大系數(shù)和形狀系數(shù)強(qiáng)度理論最大主應(yīng)力理論最大切應(yīng)力理論最大主應(yīng)力理論,但大多數(shù)容器的設(shè)計(jì)厚度由最小厚度決定是否需要應(yīng)力分析不需要,但超出本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí),需要應(yīng)力分析需要,但按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的球殼、筒體、封頭等不需要應(yīng)力分析不需要是否需要疲勞分析不適用于需要疲勞分析的容器需要,但有免除條件（按載荷循環(huán)次數(shù)或應(yīng)力幅提供疲勞分析免除條件）不適用于需要疲勞分析的容器設(shè)計(jì)、制造資格要求設(shè)計(jì)單位和制造單位應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)批準(zhǔn)書或制造許可證;設(shè)計(jì)單位需取得應(yīng)力分析設(shè)計(jì)資格證書,設(shè)計(jì)文件必須由三名具有資格證書的分析設(shè)計(jì)人員簽名;設(shè)計(jì)、制造都無資格要求;檢驗(yàn)資格要焊接必須由持有相應(yīng)類別資格的焊工擔(dān)任;無損檢測必須由有相應(yīng)

34、類別資格的人員擔(dān)任制造單位必須具有三類容器的制造許可證;焊接必須由持有相應(yīng)類別資格的焊工擔(dān)任;無損檢測必須由級或級人員擔(dān)任需無損檢測的容器,應(yīng)由有無損檢測資格的人員擔(dān)任;有的容器需由有考試合格證的焊工擔(dān)任容器殼體無損檢測要求按鋼種、厚度、介質(zhì)特性和耐壓試驗(yàn)類型確定無損檢測要求;局部無損檢測要求長度不小于各條焊縫長度的20%,且不小于250mm所有A類或B類焊接接頭;筒體或封頭名義厚度大于65mm的C類焊接接頭（多層包扎筒體中的C類除外）;開孔直徑大于100mm且筒體或封頭名義厚度大于65mm的D類焊接接頭都要做100%無損檢測按容器的公稱容積、厚度、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)毒性程度和可燃性、耐壓試驗(yàn)種類

35、和鋼種確定是否需要無損檢測,檢測長度不小于各條焊縫長度的10%壓力試驗(yàn)制造完工的容器應(yīng)按圖樣規(guī)定進(jìn)行壓力試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)壓力至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10%時(shí)，且不超過0.05MPa時(shí)保壓5分鐘檢漏；升壓至50%后，按照每級為規(guī)定試驗(yàn)壓力的10%的極差逐級增至規(guī)定的試驗(yàn)壓力，保壓10分鐘后降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的87%，并保持足夠長時(shí)間后再次進(jìn)行泄露檢查。 容器制造完工后，應(yīng)按照圖樣要求進(jìn)行盛水試驗(yàn)、液壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)或煤油試漏等。液壓試驗(yàn)時(shí)，壓力緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后應(yīng)保持30分鐘以上檢漏。綜合經(jīng)濟(jì)性一般結(jié)構(gòu)的容器綜合經(jīng)濟(jì)性好大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的容器綜合經(jīng)濟(jì)性好在相應(yīng)范圍內(nèi)的容器綜合經(jīng)濟(jì)性好51.解

36、：考慮鋼板使用過程中的腐蝕量，有設(shè)計(jì)厚度 52.什么是壓力容器的設(shè)計(jì)壓力？對于盛有液體的容器，如何計(jì)算該容器的設(shè)計(jì)壓力？ 設(shè)計(jì)壓力是容器頂部的最高壓力，其值不得低于工作壓力，工作壓力系指正常工作情況下容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。 對于存儲(chǔ)液體的容器，當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力不小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，計(jì)算該元件厚度的計(jì)算壓力由設(shè)計(jì)壓力加上液柱靜壓力。 53.解釋：計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度和有效厚度的含義。54.在壓力容器設(shè)計(jì)過程中，(1) 為什么要規(guī)定最小厚度？不銹鋼容器設(shè)計(jì)的最小厚度是多少？ (2) 為什么要引入焊縫系數(shù)？什么條件下焊縫系數(shù)取為1.0？ （1） 為保證容器在制造、運(yùn)輸和安裝過程

37、中的剛度要求而規(guī)定的殼壁最小厚度值。對碳鋼和低合金鋼制的容器，不小于3mm；對高合金鋼制的容器，不小于2mm。 不能認(rèn)為壁厚越小就越能節(jié)省鋼材，就可降低造價(jià)。越是薄的圓筒，在制造過程中為了維持必要的圓度、剛度。為在運(yùn)輸過程中不使變形過大，就必須使用大量的輔助鋼材，把圓筒撐圓，以保證有足夠的剛度。待制造完后，這些輔助鋼材須去掉，實(shí)際上造成制造費(fèi)用的增加。 （2） 焊縫區(qū)是容器上強(qiáng)度比較薄弱的地方。焊縫區(qū)強(qiáng)度降低的原因在于焊接時(shí)可能出現(xiàn)缺陷；焊接熱影響區(qū)往往形成粗大晶粒區(qū)而使強(qiáng)度或塑性降低；由于結(jié)構(gòu)剛性約束造成焊接殘余應(yīng)力較大。 雙面焊的對接焊縫，用100%無損探傷檢驗(yàn)時(shí)焊縫系數(shù)為1.055.在無

38、損檢測方法中，什么是UT、RT和PT？ 超聲波檢測（Ultrasonic Testing，UT） 超聲波是頻率高于20千赫的機(jī)械波，在材料中傳播時(shí)遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面（如缺陷或被測物件的底面等）就會(huì)產(chǎn)生反射，這種反射現(xiàn)象可被用來進(jìn)行超聲波探傷。 UT設(shè)備輕便，操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢驗(yàn)。但不易檢查形狀復(fù)雜的工件，要求被檢查表面有一定的光潔度,同時(shí)要求操作者經(jīng)驗(yàn)豐富。 射線照相檢測（Radiographic Testing，RT） 是指用X射線管為射線源的X射線或以放射性同位素為射線源的射線，照相檢測來檢測材料和工件、并以射線照相膠片作為記錄介質(zhì)和顯示來判定被檢材料和工件的內(nèi)部是否存在缺陷

39、。 RT準(zhǔn)確度較高，被用來對材料進(jìn)行嚴(yán)格檢測，但存在輻射危險(xiǎn)。 滲透檢測（Penetration Testing，PT） 即在測試材料表面使用一種液態(tài)染料(滲透液)，利用液體的毛細(xì)管作用，將滲透液滲入固體材料表面開口缺陷處。再通過顯像劑將滲入的滲透液析出到表面顯示缺陷的存在。用于檢測非疏孔性金屬和非金屬試件表面開口缺陷的無損檢測方法。 56.(1) 推導(dǎo)內(nèi)壓半球形封頭厚度計(jì)算式(4-40)；(2) 解釋內(nèi)壓橢球形封頭厚度計(jì)算公式中應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)K的含義。57.對于雙鞍臥式容器，(1)畫出鞍座結(jié)構(gòu)簡圖，并說明由哪些參數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn)鞍座。(2)在鞍座安裝過程中，畫圖說明如何定義鞍座與封頭距離尺寸A。(3

40、)通常如何確定尺寸A，為什么？(1)參數(shù)：外伸長度A，封頭切線距離L，鞍座包角，筒體外徑R0，均布載荷q和支座反力F（2）58. 在Zick分析法中，最大圓筒軸向彎矩發(fā)生在哪些筒體橫截面上，最大剪力發(fā)生在哪些圓筒橫截面上？最大軸向彎矩出現(xiàn)在筒體的跨中截面或鞍座截面上,在跨中截面和鞍座截面上有可能出現(xiàn)最大的軸向彎曲應(yīng)力值59. 什么是扁塌現(xiàn)象？產(chǎn)生扁塌現(xiàn)象的原因是什么？如何有效避免扁塌現(xiàn)象？(1)(2)由于支座處截面受剪力作用而產(chǎn)生周向彎距，在周向彎距的作用下，導(dǎo)致支座處圓筒的上半部發(fā)生變形，產(chǎn)生所謂“扁塌”現(xiàn)象。 (3)可以設(shè)置加強(qiáng)圈，或者使支座靠近封頭布置，利用加強(qiáng)圈或封頭的加強(qiáng)作用。60.

41、對于鞍座截面上的軸向彎曲應(yīng)力，(1)什么條件下需要考慮“扁塌”對軸向彎曲應(yīng)力分布影響？(2)發(fā)生“扁塌現(xiàn)象”時(shí)，畫圖說明軸向彎曲應(yīng)力分布范圍。61.對于鞍座截面上的周向(切向)剪應(yīng)力，(1)不會(huì)發(fā)生“扁塌”對周向(切向)剪應(yīng)力分布影響的條件是什么？(2)什么條件下需要考慮封頭中的周向(切向)應(yīng)力？62.在鞍座處的筒體縱向截面上，產(chǎn)生周向應(yīng)力的因素有哪些？ 63.什么是加熱器，常用加熱劑有哪些？什么是冷凝器，常用冷卻劑有哪些？（1）換熱設(shè)備又稱換熱器。當(dāng)換熱器用于對物料進(jìn)行加熱時(shí)，又稱為加熱器。常用的加熱劑有：水蒸氣、礦物油、煙道氣等。（2）換熱器用于冷卻時(shí)，稱為冷凝器。常用的冷卻劑有：冷水、鹽

42、水、空氣、氨、氟利昂等。64.描述，板式換熱器的工作原理及特點(diǎn)。利用緊固螺栓把波紋狀金屬板片壓緊在兩端蓋間，板周邊放置密封圈，流體在各自的流道內(nèi)通過板片實(shí)現(xiàn)換熱。板式換熱器便于組裝與拆卸，有利于清洗與除垢，可任意改變傳熱面積，傳熱系數(shù)高。65. (1)什么是管殼式換熱器？管殼式換熱器主要有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？(2)對于固定管板式換熱器，為什么會(huì)存在溫差應(yīng)力？如何減緩溫差應(yīng)力？(1) 管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面 作為傳熱面的間壁式換熱器。 管殼式換熱器種類很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，可以分為剛性結(jié) 構(gòu)的和具有溫差補(bǔ)償?shù)膬纱箢悺?1)1)結(jié)構(gòu)因素：即換熱器的管束與殼體是剛性

43、連接; 2)溫差因素：即換熱器的管壁溫度與殼壁溫度差; 3)材質(zhì)因素：即換熱器的管束與殼體材料的線膨脹系數(shù)大小的影 響。殼之間產(chǎn)生溫差應(yīng)力，此時(shí)須在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，利用膨 脹節(jié)在外力作用下產(chǎn)生較大的變形能力來降低溫差應(yīng)力。 66.描述，浮頭式換熱器中的浮頭結(jié)構(gòu)特征。浮頭式換熱器中的一塊管板通過螺栓夾緊在殼體法蘭 和管箱法蘭之間，另一塊管板能沿軸向自由移動(dòng)。當(dāng)管束與殼體受熱伸長不等時(shí)，兩者互不牽制，因而不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。另外，管束可以抽出，便于清洗管子內(nèi)外表面的污垢。67.描述，管殼式換熱器結(jié)構(gòu)中管板與換熱管的連接方式。強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊接、漲焊并用68.管殼式換熱器中的管程結(jié)構(gòu)包括哪些？對于1

44、管程、2管程和4管程，描述管程中流體的流動(dòng)順序。換熱管、管板、管箱、管束分程、換熱管與管板連接。 對于1管程、 2管程和4管程，描述管程中流體的流動(dòng)順序。69. 管殼式換熱器中設(shè)置防沖板和折流板的目的是什么？折流板的結(jié)構(gòu)形式有哪些？（1）防沖板是在換熱器中為了防止流體直接沖刷管子而引起管子振動(dòng)失穩(wěn)和腐蝕而設(shè)置的。設(shè)置折流板的目的是，提高殼程流體的流速，增加傳動(dòng)的程度，并使殼程流體與管程流體相垂直。（2）單弓，雙弓，三弓，圓盤-圓環(huán)形70我國現(xiàn)行的管殼式換熱器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么？影響管板強(qiáng)度和剛度的主要因素有哪些？（1） 1 美國的TEMA標(biāo)準(zhǔn)Tubular Exchanger Manufactur

45、es AssociationØ2 我國的GB150-2011標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)鋼制壓力容器Ø3 我國的GB/T 151-2014標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)熱交換器（2） 管束對管板的支撐作用包括對管板撓度支承和轉(zhuǎn)角支承兩個(gè) 方面。 管孔對管板的削弱作用體現(xiàn)在對管板整體的削弱作用，和管孔邊緣存在局部的應(yīng)力集中。 管板外周邊的固定方式由圓平板受力分析得知，周邊支承條件不同，會(huì)對管板的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。 殼壁和管壁的溫度差由溫差引起的溫差應(yīng)力，可增大管板、換熱管以及殼體中的應(yīng)力。71.闡述，提高管殼式換熱器傳熱效率的措施。72.(1)塔設(shè)備在石化裝置中的作用是什么？說明蒸餾、

46、吸收、萃取過程原理。(2)描述，塔盤和填料這二類塔內(nèi)件，在塔內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過程的特征。(3)通過查閱文獻(xiàn)，簡述散裝填料和規(guī)整填料應(yīng)用特點(diǎn)。(1) 塔設(shè)備通常應(yīng)用于蒸餾、吸收、萃取，以及氣體的洗滌、增濕及冷卻等單元操作中。在塔設(shè)備內(nèi)部，通過實(shí)現(xiàn)氣(汽)液相，或液液相之間的充分接觸，達(dá)到相際間進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的目的。蒸餾：利用混合液體或液-固體系中各組分沸點(diǎn)不同，使低沸點(diǎn)組分 蒸發(fā)，再冷凝以分離整個(gè)組分的單元操作過程。吸收：根據(jù)混合物各組分在某種溶劑中溶解度的不同而達(dá)到分離的目 的，該操作過程稱為吸收。萃?。褐咐没衔镌趦煞N互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分 配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng) 過反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來的方法，亦稱抽提。（2） 填料：填料以增加兩種流體間的接觸表面。例如應(yīng)用于氣體吸收時(shí)，液體由塔的上部通過分布器進(jìn)入，沿填料表面下降。氣體則由塔的下部通過填料孔隙逆流而上，與液體密切接觸而相互作用。結(jié)構(gòu)較簡單，檢修較方便。廣泛應(yīng)用于氣體吸收、蒸餾、萃取等操作。 塔板：液體在重力作用下，自上而下依次流過各層塔板，至塔底排出；氣體在壓力差推動(dòng)下，自下而上依次穿過各層塔板，