化工设备机械基础习题答案

【篇一：化工设备机械基础作业答案】

txt>二、填空题

1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（ 内）径。 2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（ 外）径。 第三章 内压薄壁容器的应力分析 一、名词解释 a组：

⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。

⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。

⒌第一曲率半径：中间面上任一点m处经线的曲率半径。 ⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。

⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。

⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。 ⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。

二、判断题（对者画√，错着画╳） a组：

1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？

（2） 横截面为圆的轴对称柱壳。（√） （4） 横截面为圆的椭球壳。（√） （6） 横截面为圆的锥形壳。（√）

3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径r?r，则该点的两向应力?m???。 （√）

5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（√） b组：

1. 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。（√）

2. 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。（√） 12

3. 凡薄壁壳体，只要其几何形状和所受载荷对称于旋转轴，则壳体上任何一点用薄膜理论应力

4. 椭球壳的长，短轴之比a/b越小，其形状越接近球壳，其应力分布也就越趋于均匀。（√）

5. 因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以不论在任何情况下，都必须首先考虑采用

第四章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计 二、填空题 a组：

1. 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,

试确定该容器的设计压力p=(1.76)mpa;计算压力pc=( 1.76 )mpa;水压试验压力 pt=(2.2)mpa.

2. 有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5mpa,工作温度200℃,试确定:

(1)釜体的计算压力(外压)pc=( -0.6 )mpa;釜体水压试验压力pt=( 0.75 )mpa.

(2)夹套的计算压力(内压)pc=( 0.5 )mpa;夹套的水压试验压力pt=( 0.625 )mpa.

0.5mpa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0.5 )mpa;计算压力

pc=( 0.617 )mpa;水压试验压力pt=(0.625)mpa.

4. 标准碟形封头之球面部分内径ri=( 0.9 )di;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )di.

5. 承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板

的(边缘 )处;若周边简支,最大应力是( 径向 )和( 切向)弯曲应力,且最大应力在圆

平板的( 中心)处.

6. 凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度se不论理论计算值怎样小,当k≤1时,其值应小于封头内

直径的( 0.15)%;k1时,se应不小于封头内直径的( 0.3)%.

7. 对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚smin=( 3)mm;对于高合金钢

制容器,其最小壁厚smin=(2 )mm.

8. 对碳钢,16mnr,15mnnbr和正火的15mnvr钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于

( 5) ℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于 ( 15) ℃.

容器已经”失效”. ( √ )

3. 安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小. ( √ )

力状态,在建立强度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当 应力. ( √ ） 四、工程应用题 a组：

1、 有一dn2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚sn=22mm,承受的最大气体工作压力pw=2mpa,容器上

【解】（1）确定参数：pw =2mpa; pc=1.1pw =2.2mpa（装有安全阀）;

di= dn=2000mm( 钢板卷制); sn =22mm; se = sn -c=20mm （2）最大工作应力：

?t?p(d?s)2.2?(2000?20)??111.1mpa 2se2?20 se = sn -c=20mm.

（2）最大工作压力：球形容器.

[p]w4[?]t?se4?147?1.0?20???1.17mpa di?se10000?20

3、 某化工厂反应釜,内径为1600mm,工作温度为5℃~105℃,工作压力为1.6mpa,釜体材料选用

0cr18ni9ti。采用双面焊对接接头,局部无损探伤,凸形封头上装有安全阀,试设计釜体厚度。 【解】

（1）确定参数：di =1600mm; tw=5~105℃;

pw=1.6mpa;pc =1.1 pw =1.76mpa（装有安全阀） c2=0（对不锈钢，当介质腐蚀性轻微时） （2）计算厚度：