化工機(jī)械設(shè)備期末考試大復(fù)習(xí)

1、. 一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)1.第一、三、四、五、六、七章重點(diǎn)，填空，判斷，選擇；2.計(jì)算主要集中在三、四、七章，問答三、四、五、七或八章。3.薄膜理論及內(nèi)壓容器的設(shè)計(jì)（壁厚），外壓容器的臨界壓力，管殼式換熱器的溫差應(yīng)力與拉脫力等等。4.特別注意課后題、課程要點(diǎn)及書中例題：P81例3-1，3-2；P101例4-1，4-2，4-3，4-4；P139 例5-1；5-2；P218例7-1等。二、復(fù)習(xí)題型1. 判斷1正火：將加熱到臨界點(diǎn)以上的一定溫度，保溫一段時(shí)間后的工件從爐中取出置于空氣中冷卻下來，冷卻速度比退火快，因而晶粒細(xì)化。 2.退火：把工件加熱到臨界點(diǎn)以上的一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后隨爐一起冷卻下來，

2、得到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理方法。3.淬火：將鋼加熱至淬火溫度（臨界點(diǎn)以3050oC）并保溫一定時(shí)間，然后再淬火劑中冷卻以得到馬氏體組織的一種熱處理工藝。淬火可以增加工件的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。4.回火：在零件淬火后再進(jìn)行一次較低溫度的加熱與冷卻處理工藝?；鼗鹂梢越档秃拖ぜ慊鸷蟮膬?nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定，并獲得技術(shù)上所要求的性能。5材料的沖擊韌度k值越高，則其塑性指標(biāo)5也高，反之，當(dāng)材料的5高，則k值也一定高 6欲提高法蘭的剛度，則應(yīng)加大法蘭的外徑，增加法蘭的厚度，減小螺栓力作用的力臂7按無力矩理論求得的應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿殼體法線方向均勻分布的8開孔的等面積補(bǔ)強(qiáng)，是說補(bǔ)強(qiáng)面積應(yīng)等

3、于開孔的園面積。 9一臥式容器有三個鞍式支座，應(yīng)選一個A型，兩個B型的。 10只要管子的公稱直徑一定，它的外徑也就確定了。 11折流板固定時(shí)，一邊可焊在筒體壁上，一邊可焊在拉桿上。12在一般回轉(zhuǎn)薄殼上,同一緯線上各點(diǎn)的周向應(yīng)力相同而經(jīng)向應(yīng)力不同。 13.只要管子的公稱直徑一定，它的外徑也就確定了。14.在一般回轉(zhuǎn)薄殼上,同一緯線上各點(diǎn)的周向應(yīng)力相同而經(jīng)向應(yīng)力不同。15. 厚度為60mm和6mm的16MnR熱軋鋼板,其屈服點(diǎn)是不同的,且60mm厚鋼板的s大于6mm厚鋼板的s. 16.依據(jù)彈性失效理論,容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)s(t)時(shí),即宣告該容器已經(jīng)”失效”. 17.安

4、全系數(shù)是一個不斷發(fā)展變化的數(shù)據(jù),按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢,安全系數(shù)將逐漸變小. 18.在承受內(nèi)壓的圓筒形容器上開橢圓孔，應(yīng)使橢圓的長軸與筒體軸線平行。19.薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點(diǎn)，只要該點(diǎn)的兩個曲率半徑，則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力。 20.因?yàn)閮?nèi)壓薄壁圓筒的兩向應(yīng)力與壁厚成反比，當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時(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。21.按無力矩理論求得的應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。 2 . 選擇題1、有效厚度、名義厚度、計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度的關(guān)系2、一臺外壓容器直徑 1800mm，圓筒殼長2500mm,兩端為半球形封頭，其外壓計(jì)算長度為（） a2800mm b3100m

5、m c3500mm3、對于鐵基合金，其屈服點(diǎn)隨著溫度的升高而（）a升高 b不變 c 降低4、外壓圓筒的計(jì)算長度：指的是兩相鄰剛性構(gòu)件之間的（）距離。a最大 b最小 c 平均5、 U型管式換熱器能進(jìn)行機(jī)械清洗的空間（）a.只有管程 b.只有殼程 c.管程及殼程均可6、設(shè)計(jì)壓力為8MPa的壓力容器屬于（ ）a低壓容器 b中壓容器 c高壓容器 7.、指出下列壓力容器溫度與壓力分級范圍溫度分級溫度范圍（ºC）壓力分級壓力范圍(Mpa)常溫容器20ºC 200ºC低壓容器0.1P1.6中溫容器壁溫在常溫和高溫之間中壓容器1.6P10高溫容器壁溫達(dá)到材料蠕變溫度高壓容器10P

6、100低溫容器壁溫低于20ºC超高壓容器P100淺冷容器壁溫在20ºC至40ºC之間真空容器器外一個大氣壓，內(nèi)部為真空或低于常壓深冷容器壁溫低于40ºC3. 填空1、有一容器，其最高氣體工作壓力為1.6Mpa，無液體靜壓作用，工作溫度150，且裝有安全閥，試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力p=（ ）Mpa；計(jì)算壓力pc=（ ）Mpa；水壓試驗(yàn)壓力pT=（ ）Mpa。2、有一立式容器，下部裝有10m深，密度為=1200/m3的液體介質(zhì)，上部氣體壓力最高達(dá)0.5 Mpa，工作溫度100，試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力p=（ ）Mpa；計(jì)算壓力pc=（ ）Mpa；水壓試驗(yàn)壓力pT

7、=（ ）Mpa。3.標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭之球面部分內(nèi)徑Ri=（ ）Di；過渡圓弧部分之內(nèi)半徑r=（ ）Di。4.承受均勻壓力的圓平板，若周邊固定，則最大應(yīng)力是（ ）彎曲應(yīng)力，且最大應(yīng)力在圓平板的（ ）處；若周邊間支，最大應(yīng)力是（ ）和（ ）彎曲應(yīng)力，且最大應(yīng)力在圓平板的（ ）處。6.凹面受壓的橢圓形封頭，其有效厚度Se不論理論計(jì)算值怎樣小，當(dāng)K1時(shí)，其值應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的（ ）；當(dāng)K>1時(shí)，Se應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的（ ）。7.對于碳鋼和低合金鋼制的容器，考慮其剛性需要，其最小壁厚Smin=（ ）mm；對于高合金鋼制的容器，其最小壁厚Smin=（ ）mm。8. 對碳鋼、16MnR、15MnNbR

8、和正火的15MVR鋼板制容器，液壓試驗(yàn)時(shí)，液體溫度不低于（ ），其他低合金鋼制容器（不包括低溫容器），液壓試驗(yàn)時(shí)，液體溫度不得低于（ ）。6、是金屬材料的（）指標(biāo)；b、s 是材料的（）指標(biāo)；k是 材料的（）指標(biāo)。7邊緣應(yīng)力的兩大特點(diǎn)是（ ）和（ ）。8. 內(nèi)壓薄壁封頭和殼體的強(qiáng)度計(jì)算公式是以（ ）理論為基礎(chǔ)，采用（ ）失效準(zhǔn)則，以（ ）強(qiáng)度理論建立強(qiáng)度條件而推導(dǎo)出來的。9在鞍座標(biāo)記“JB/T472192 鞍座A2600F”中，“A”表示（ ），“2600”表示（ ），“F”表示（ ）。10臥式容器的支座有三種：（ ）、（ ）、（ ）。11列管式換熱器的管子與管板有（ ）、（ ）、（ ）三種連接

9、形式。12一臺夾套容器,內(nèi)壓為0.2Mpa,夾套內(nèi)壓力為1.6Mpa, 那么筒體的壁厚應(yīng)按（ ）壓設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)壓力為（ ）; 按（ ）壓校核,壓力為（ ）14 15有一容器，其最高氣體工作壓力為1.6MPa,無液體靜壓作用，工作溫度150，且裝有安全閥，試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力P= MPa;計(jì)算壓力PC = MPa；水壓試驗(yàn)壓力PT= MPa 16.焊縫區(qū)的強(qiáng)度取決于（ ）、（ ）和（ ）。設(shè)計(jì)所需的焊接接頭系數(shù)大小主要根據(jù)（ ）和（ ）確定。 17.受外壓的長園筒,側(cè)向失穩(wěn)時(shí)波形數(shù)n= ;短園筒側(cè)向失穩(wěn)時(shí)波形數(shù)為n 的整數(shù).19. 法蘭連接結(jié)構(gòu)，一般是由( )件、( )件和( )三部分組成。1）

10、在法蘭密封所需要的預(yù)緊力一定時(shí)，采取適當(dāng)減小螺栓( )和增加螺栓的( )的辦法，對密封是有利的。2）提高法蘭剛度的主要途徑是( )；（ ）；（ ）；3）制定法蘭標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列時(shí)，是以（ ）材料，在（ ）時(shí)的力學(xué)性能為基礎(chǔ)的。4）法蘭公稱壓力的確定與法蘭的最大( )、( )和( )三個因素有關(guān)。5) 臥式容器雙鞍座設(shè)計(jì)中，容器的計(jì)算長度等于( )長度加上兩端凸形封頭曲面深度的（ ）。6）配有雙鞍式支座設(shè)計(jì)中，其筒體的危險(xiǎn)截面可能出現(xiàn)在( )處和( )。7）臥式容器雙鞍式支座設(shè)計(jì)中，筒體的最大軸向總應(yīng)力的驗(yàn)算條件是：軸向拉應(yīng)力為：（ ）軸向壓應(yīng)力為：（ ）。20.在填料塔的噴淋裝置中，常用的三種類型

11、是（ ）、（ ）、（ ）。21.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（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等載荷。4、簡答題1.薄膜理論的基本假設(shè)有哪些？2.寫出薄膜應(yīng)力的兩個方程，并說明式中字母的含義及兩個方程的應(yīng)用條件。3. 指出球體、圓筒、橢球、碟形、錐形殼體的第一和第二曲率半徑及薄膜應(yīng)力的計(jì)算公式。4. 管子在管板上排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有哪些？各適用于什么場合？5. 什么叫外壓圓筒的臨界壓力？影響臨界壓力的因素有哪些？外壓圓筒壁厚設(shè)計(jì)時(shí)系數(shù)A指的是什么，寫出A，B及外壓容器p圖算的推導(dǎo)過程。6. 列管式換熱器主要有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？7. 列管式換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？8.

12、換熱管在管板上有哪幾種固定方式？各適用范圍如何？9. 何謂管子拉脫力？如何定義？產(chǎn)生原因是什么？10為什么雙鞍式支座的最佳位置為A0.2L且盡可能使A0.5Ri ?11. 管子在管板上排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有哪些？各適用于什么場合？12、 固定管板式換熱器中溫差應(yīng)力是如何產(chǎn)生的，并畫圖列式說明？有哪些補(bǔ)償溫差應(yīng)力的措施？5、計(jì)算題及分析題1.有一外徑為228mm的氧氣瓶，最小壁厚為=7.5mm,材質(zhì)為40Mn2A,工作壓力為16MPa,試求氧氣瓶筒壁內(nèi)的應(yīng)力。2. 某廠生產(chǎn)的鍋爐汽包，其工作壓力為2.5Mpa，汽包圓筒的平均直徑為816 mm，壁厚為16 mm，試求汽包圓筒壁被的薄膜應(yīng)力。3. 有一承

13、受氣體內(nèi)壓的圓筒形容器，兩端封頭均為橢圓形封頭，已知：圓筒平均直徑為2030 mm，筒體與封頭厚度均為30 mm，工作壓力為3Mpa，試求； 圓筒壁內(nèi)的最大工作壓力；若封頭橢圓長，短半軸之比分別為，2，2.5時(shí)，計(jì)算封頭上薄膜應(yīng)力的的最大值并確定其所在的位置。4. 校驗(yàn)舊氣瓶。資料記載該氣瓶材質(zhì)為40Mn2A，系無縫鋼管收口而成。實(shí)測其外徑為219mm,最小壁厚為6.5mm。查材料手冊得該材料的b=785MPa,s=510MPa,d5=18%。（1）常溫下可否充15MPa氧氣？（2）如強(qiáng)度不夠，最高允許工作壓力多少？5. 某化工廠反應(yīng)釜,內(nèi)徑為1600mm,工作溫度為5105,工作壓力為1.6

14、MPa,釜體材料選用0Cr18Ni9Ti。采用雙面焊對接接頭,局部無損探傷,凸形封頭上裝有安全閥,試設(shè)計(jì)釜體厚度。材質(zhì)：0Cr18Ni9Ti t =112.9MPa（按教材附錄9表16-2，內(nèi)插法取值） =137MPa ；s=210Mpa6.設(shè)計(jì)乙烯精餾塔。由工藝計(jì)算得出塔體公稱直徑為600mm,工作壓力為2.2MPa（不計(jì)液注高度），工作溫度t=-3-20，塔體保溫。確定該塔壁厚及選用的材料。7. 設(shè)計(jì)鍋爐汽包的筒體壁厚。工作壓力為15.6MPa,工作溫度為350,其內(nèi)徑為1300mm。8.有一庫存很久的氣瓶，其材質(zhì)為16MnR,圓筒體外徑為Do=219mm,系無縫鋼管（=1.0）收口而成，

15、實(shí)測其最小壁厚為6.5mm（C1=0）,已知材料的b=540 Mpa（nb=3）,s=260 Mpa（ns=1.6）,設(shè)計(jì)溫度為常溫。今欲充15MPa的壓力使用,問強(qiáng)度是否夠？如果強(qiáng)度不夠，該氧氣瓶的最大允許工作壓力是多少？（取C2=1mm）9. 設(shè)計(jì)容器筒體和封頭厚度。已知內(nèi)徑Di=1400mm,計(jì)算壓力pc=1.8MPa,設(shè)計(jì)溫度為40,材質(zhì)為15MnVR,介質(zhì)無大腐蝕性.雙面焊對接接頭,100%探傷。封頭按半球形、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形和標(biāo)準(zhǔn)碟形三種形式算出其所需厚度,最后根據(jù)各有關(guān)因素進(jìn)行分析,確定一最佳方案。10. 有一臺聚乙烯聚合釜，其外徑為D0=1580mm，高L=7060mm（切線間長度）

16、，有效厚度Se=11mm，材質(zhì)為0Cr18Ni9Ti，試確定釜體的最大允許外壓力。（設(shè)計(jì)溫度為200）；查表得Et=1.84×105MPa11. 試驗(yàn)算固定管板式換熱器的拉脫力，1）已知條件如下：項(xiàng) 目管 子殼 體操作壓力MPa操作溫度材質(zhì)線膨脹系數(shù)1/彈性模數(shù)MPa許用應(yīng)力MPa尺寸mm管子根數(shù)排列方式管間距mm管子與管板連接結(jié)構(gòu)： 脹接長度mm許用拉脫力MPa1.02001011.8×10-60.21×10611225×2.5×1500501正三角形a=32開槽脹接l =29q=4.00.6120Q235-B11.8×10-60.21×