化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題庫版

1、化丄設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題庫-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)釆用第三或四強(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,對鋼材性能有害的元素是硫 和磷，

2、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(shí)為碳鋼；如果組成的 合金中碳含量大于2.11%時(shí)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

3、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,第二主曲率半徑為二錐頂處B點(diǎn)的第一主曲率半徑為,第二主曲率半徑為二15. 我國鋼制壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)所遵循的國家標(biāo)準(zhǔn)的名稱是鋼制壓力容器， 標(biāo)準(zhǔn)號是GB150-1998o16. 對于用鋼板卷焊的壓力容器筒體，用它

4、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2mmc19.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(jì)階段考慮腐蝕裕量即可保證容器強(qiáng)度。20計(jì)算壓力Pc,設(shè)計(jì)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PcPPk

5、Pwo21. 設(shè)計(jì)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PlPPkPwo22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的接管及管法蘭等。（選5個）23進(jìn)行壓力容器零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)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、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二2000mm,內(nèi)壓P二0. 2Mpa,材料o t=U3Mpa, 4）=1,則容器 的最小壁厚&

6、; min應(yīng)為3mmo25. 圖紙標(biāo)注的容器殼體壁厚指的是名義厚度8 n,可以用來承受介質(zhì)壓力的璋度 是有效厚度§ 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圧力容器開孔補(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、禪槽型三種。29中壓容器的壓力范圍是1. 6MPaP<10Mpao二、回答下列問題1. 加強(qiáng)圈和補(bǔ)強(qiáng)圈的作用有什么不同？加強(qiáng)圈用來縮短外圧容器的汁算長度，提高外汗容器的抗失穩(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

7、時(shí)規(guī)定其5 eO. 15%Di,為什么？標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭在承受內(nèi)壓時(shí)，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，封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8 e $0. 15%Dio3. 什么是金屬材料的高溫蠕變現(xiàn)象？金屬材料在高溫時(shí)，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時(shí)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450°C-850°C短時(shí)加熱時(shí)，晶間處C與Cr發(fā)生反應(yīng)

8、,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、等高的丄字梁比矩形截面 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6 n,即可以作為依幕來承受

9、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6 eo2. 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(jì)中，山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，但山于制造困難，多用于大型高壓容器封頭和 壓力較高的儲罐上：而在中低圧器器設(shè)計(jì)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?yàn)榉忸^的尺寸不能太多，壓力容器筒體的直徑必須按一定的公稱

10、直徑系列來 選取，而不是單純按化工工藝要求來確定。對。因?yàn)榉忸^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（）o 合力不為零，合力偶矩為零。合力為零，合力偶矩不為零。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(yàn)可得到材料的機(jī)械性能指標(biāo)有（）o®E 屮 §os obAk3. 可用于制造壓力容器的下列鋼號的板材有（）。

11、4;0Crl8Ni9Ti20R Q235-B45 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(jì)溫度是指（）o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（）。管子的公稱直徑 ）o管子的內(nèi)徑 管子的外徑 管子的中徑 9容器在正常操作情況下的最大工作壓力是指（容器頂部可能岀現(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(shí)，若封頭切線與鞍座中心線的距離為A,

12、封頭切線之間的距離為L,容器的外徑為D0,那么A應(yīng)滿足的條件為（）。AWO. 2LAWO. 25LA WO. 25D0AWO. 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(shí)，其公稱直徑是指它們的（夕卜）徑。3、受外壓的長圓筒，側(cè)向失穩(wěn)時(shí)波形數(shù)n二（2）；短圓筒側(cè)向失穩(wěn)時(shí)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2ZV（150） mm和DN （250） mm兩種。5、防腐（發(fā)生什么腐蝕？有何措施）P37、446、薄膜理論：P697、自支撐式塔設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，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）

13、、（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二1。P100-10116Mn R 16： 0. 16%含碳量，Mn：合金元素 R：容器鋼Q235-AF F：沸騰鋼Q:鋼材屈服點(diǎn) Q235-A A:中類鋼20g g:鍋爐鋼二、判斷題1、材料的屈強(qiáng)比（6/久）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)£和泊桑比"是材料的重要力學(xué)性能，一般鋼材的E和“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

14、料在外加載荷突然襲 擊時(shí)及時(shí)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)的兩個曲率半徑盡=足，則該點(diǎn)的兩向應(yīng) 力。產(chǎn)（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)訃溫度下的屈服點(diǎn)時(shí)，即宣告該容器已經(jīng)“失效”。（J）7、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。（?。?、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。（J）10、無縫鋼管做筒體時(shí)，公稱直徑是

15、指它們的外徑。（J）11、材料的屈強(qiáng)比（么/入）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)卍和泊桑比"是材料的重要力學(xué)性能，一般鋼材的疋和"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(shí)及時(shí)和迅速塑性變形的能力。（X）14、因?yàn)閮?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)圧力一定時(shí)，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）13、因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋碚f，半球形封頭最

16、好，所以在任何悄況下，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(jì)溫度下的屈服點(diǎn)時(shí)，即宣告該容器已經(jīng)“失效”。（J ）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。（?。?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)。（）19、法蘭密封中，法蘭的剛度比強(qiáng)度更重要。（J）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。（J）21、圖紙標(biāo)注的容器殼體厚度指的是名義厚度8 n,即可以作為依黑來承受介質(zhì)壓 力的厚度。前半句對,后半句不對。可以作為依靠

17、來承受介質(zhì)壓力的厚度是有效厚度8 e。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(jì)中，山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，但山于制造困難，多用于大型高圧容器封頭和 壓力較高的儲罐上：而在中低壓器器設(shè)計(jì)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?yàn)榉忸^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

18、。對。因?yàn)榉忸^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、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(yàn)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,213為屈服強(qiáng)度值，B表示質(zhì)

19、量等級，F(xiàn)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代表普通低合金鋼，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(jì)壓力為IMPd的圓筒形容器（2）設(shè)訃壓力為3. 6MPa的搪玻璃壓力容器（3）設(shè)訃壓力為0. 5MP&的管殼式余熱鍋爐（4）p為3MPa的氤化氫容器（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

20、應(yīng)塔，筒體內(nèi)徑D（=1000/n/n,標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，工作壓力2.0MP"（裝有安全閥），工作溫度270°C，塔體釆用單面手工電弧焊，100%無損探傷，內(nèi)部介質(zhì)有輕微腐蝕性。設(shè)計(jì)塔體壁厚，并校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度。（打=144，b= 17OMP" , 丁 = 345MPa ,=Zk(/2 + y< 0.97v) (10 分) 26。表 鋼板負(fù)偏差G （mm）鋼板厚度4. 55. 56782526 3032 3436 40負(fù)偏差0.20.60.80.911.1解：根據(jù)題意，C. = mm , (p = 0.9 , “ = 1.05x2 = 2MP“2打(p_p2x1.05x10002x144x0.9-2x1.05+10 = 917再加上鋼板負(fù)偏差= O.Snun ,然后圓整，取戈=10"厚。170m p 1.25x2xl.05x一x(1000 +8.2)也+