化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試卷及答案18P

1、*大學(xué)200 200 學(xué)年第 學(xué)期姓名班級學(xué)號座號密封線學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題試卷B題號一二三四五總計審核得分得分閱卷人一、 填空題。（每小題2分，共計40分）1、 金屬材料的強(qiáng)度主要有包括：_、_、_ _、 _、_等指標(biāo)。2、 純鐵通常情況下可以有_和_兩種結(jié)構(gòu)。3、 低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量_ _、_、_、_ _、_、_、_等合金元素構(gòu)成。4、 金屬設(shè)備的防腐措施可以有_、_、_ _等方法。5、 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析一般采用薄膜應(yīng)力理論，該理論假定考慮的應(yīng)力狀況只有_，沒有_ _，是一種兩向應(yīng)力狀態(tài)6、 內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力的特點(diǎn)是具有_ _和_。7、 裝有爆破片的內(nèi)壓容器的設(shè)計

2、壓力等于爆破片的_壓力加上所選爆破片制造范圍的_。8、 壓力容器的名義厚度等于_和_之和并且向_達(dá)到常用的_標(biāo)準(zhǔn)。9、 碟形封頭可以有三部分構(gòu)成，這三部分是：_ _、_ _、和_。10、 按照破壞情況，外壓圓筒形殼體可以有_、_ _、和_三種。11、 對于外壓長圓筒和短圓筒而言，設(shè)計過程中除了需要進(jìn)行_ _計算外，尤其需要進(jìn)行_校核。12、 按照法蘭與設(shè)備或管道聯(lián)接方式不同可以將法蘭分為_ _、_ _、_三類。13、 計算法蘭厚度、確定法蘭的公稱壓力級別時是以_材料在_溫度下的力學(xué)性能為基準(zhǔn)制定的。14、 A型帶墊板8號耳式支座可以表示為：_。15、 容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計原則有兩種，它們是：_設(shè)

3、計原則和_補(bǔ)強(qiáng)原則。16、 管殼式換熱器溫差應(yīng)力的補(bǔ)償可以有_、_ _、_等方法。17、 自支承式塔設(shè)備除了承受工作介質(zhì)壓力外還承受_、_、_、_等載荷的作用。18、 有一個帶夾套的反應(yīng)釜，釜內(nèi)真空，夾套內(nèi)工作壓力為0.4Mpa,工作溫度200。則釜體計算壓力Pc=_Mpa,釜體水壓試驗(yàn)壓力=_Mpa,夾套計算壓力Pc=_Mpa,夾套氣壓試驗(yàn)壓力=_Mpa。19、 半頂角為的圓錐形封頭與直徑為D的柱殼連接點(diǎn)處的第一曲率半徑=_;第二曲率半徑=_。20、 直徑和壁厚分別為D、S的薄壁圓筒型殼體，承受均勻側(cè)向外壓力P作用，則薄壁圓筒殼體上的環(huán)向應(yīng)力= _,徑向應(yīng)力= _，它們均是_應(yīng)力，與筒體的_

4、無關(guān)。得分閱卷人二、計算題。（每小題6分，共計30分）1、 一橫截面為圓形的實(shí)心金屬構(gòu)件，R=20mm,長度為100mm,當(dāng)該構(gòu)件受到3*105Pa的軸向拉力后，此構(gòu)件的長度被拉長到120mm,在受到5*105Pa的軸向拉力后，構(gòu)件發(fā)生了斷裂，斷面半徑r=12mm,試求此構(gòu)件s(0.2)，b和斷面收縮率。2、 有一個承受內(nèi)壓的橢圓形封頭，其平均直徑為1930mm,厚度為30mm,工作壓力為3MPa,試求封頭長短半軸之比為21/2時，封頭上的薄膜應(yīng)力最大值。3、 某球形內(nèi)壓薄壁容器，內(nèi)徑為Di=5m,厚度為Sn=23mm,雙面焊對接接頭，100探傷，厚度附加量為C=3mm, t=170MPa,試

5、計算該球形容器的最大允許工作壓力。4、 有一承受內(nèi)壓的圓筒形容器，直徑為Di=2000mm,最高工作壓力為Pw=2.5MPa,裝有安全閥 t=177.MPa,雙面焊對接接頭，局部無損探傷，壁厚Sn=20mm,厚度附加量C=2.0mm,試驗(yàn)算容器的強(qiáng)度。5、 一橫截面為圓形的實(shí)心金屬構(gòu)件，R=20mm,長度為100mm,當(dāng)該構(gòu)件受到3*105Pa的軸向拉力后，發(fā)生了明顯的塑性變形，在受到5*105Pa的軸向拉力后，構(gòu)件發(fā)生了斷裂，斷面半徑r=12mm,試求此構(gòu)件s，b和斷面收縮率。得分閱卷人三、工程應(yīng)用題。（每小題15分，共計30分）1、 試設(shè)計一個中試車間試驗(yàn)設(shè)備輕油裂解氣廢熱鍋爐汽包筒體及其

6、標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭的厚度，并回答如果風(fēng)頭與筒體厚度不同應(yīng)該采用什么樣的連接方法，作什么樣的連接處理。設(shè)計條件為：Pc=10MPa, t=211.7MPa,Di=1000mm, 雙面焊對接接頭，100探傷，C2=3mm。2、 有一個固定管板式換熱器，管子的操作壓力是1.6MPa,管子的操作溫度是200，管子在管板上按照正三角形排列，管子的外徑是25mm,管間距是32mm,管子與管板之間采用脹接連接方式，試求操作壓力對管子造成的管子拉脫力的大小。#大學(xué)200 200 學(xué)年第 學(xué)期姓名班級學(xué)號座號密封線學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題試卷B題號一二三四五總計審核得分得分閱卷人二、 填空題。（每小題2分，共計40分

7、）1、 金屬材料的強(qiáng)度主要有包括：_屈服點(diǎn)_、_抗拉強(qiáng)度_、_蠕變極限_、 _持久強(qiáng)度_、_疲勞強(qiáng)度_等指標(biāo)。2、 純鐵通常情況下可以有_面心立方晶格_和_體心立方晶格_兩種結(jié)構(gòu)。3、 低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量_Si_、_Mn_、_Cu_、_Ti_、_V_、_Nb_、_P_等合金元素構(gòu)成。4、 金屬設(shè)備的防腐措施可以有_襯覆保護(hù)層_、_電化學(xué)保護(hù)_、_添加緩釋劑_等方法。5、 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析一般采用薄膜應(yīng)力理論，該理論假定考慮的應(yīng)力狀況只有_正應(yīng)力_，沒有_彎曲正應(yīng)力_，是一種兩向應(yīng)力狀態(tài)。6、 內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力的特點(diǎn)是具有_局部性_和_自限性_。7、 裝有爆破片的內(nèi)壓容器的

8、設(shè)計壓力等于爆破片的_設(shè)計爆破_壓力加上所選爆破片制造范圍的_上限值_。8、 壓力容器的名義厚度等于_設(shè)計厚度_和_厚度附加量_之和并且向_上圓整_達(dá)到常用的鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)。9、 碟形封頭可以有三部分構(gòu)成，這三部分是：_球面部分_、_折邊部分_、和_直邊部分_。10、 按照破壞情況，外壓圓筒形殼體可以有_長圓筒_、_短圓筒_、和_剛性圓筒_三種。11、 對于外壓長圓筒和短圓筒而言，設(shè)計過程中除了需要進(jìn)行_強(qiáng)度_計算外，尤其需要進(jìn)行_穩(wěn)定性_校核。12、 按照法蘭與設(shè)備或管道聯(lián)接方式不同可以將法蘭分為_整體法蘭_、_活套法蘭_、_螺紋法蘭_三類。13、 計算法蘭厚度、確定法蘭的公稱壓力級別時是以_

9、16MnR_材料在_200_溫度下的力學(xué)性能為基準(zhǔn)制定的。14、 A型帶墊板8號耳式支座可以表示為：耳座A3。15、 容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計原則有兩種，它們是：_等面積補(bǔ)強(qiáng)法_設(shè)計原則和_塑性失效_補(bǔ)強(qiáng)原則。16、 管殼式換熱器溫差應(yīng)力的補(bǔ)償可以有_減少殼體與管束間的溫度差_、_裝設(shè)撓性構(gòu)件_、_殼體和管束自由熱膨脹_等方法。17、 自支承式塔設(shè)備除了承受工作介質(zhì)壓力外還承受_自重_、_風(fēng)_、_地震_、_偏心_等載荷的作用。18、 有一個帶夾套的反應(yīng)釜，釜內(nèi)真空，夾套內(nèi)工作壓力為0.4Mpa,工作溫度200。則釜體計算壓力Pc=_4.4_Mpa,釜體水壓試驗(yàn)壓力=_5.5_Mpa,夾套計算壓力Pc

10、=_4.4_Mpa,夾套氣壓試驗(yàn)壓力=_5.5_Mpa。19、 半頂角為的圓錐形封頭與直徑為D的柱殼連接點(diǎn)處的第一曲率半徑=_;第二曲率半徑=_D/(2COS) _。20、 直徑和壁厚分別為D、S的薄壁圓筒型殼體，承受均勻側(cè)向外壓力P作用，則薄壁圓筒殼體上的環(huán)向應(yīng)力= _PD/2S_,徑向應(yīng)力= _PD/4S_，它們均是_壓_應(yīng)力，與筒體的_長度_無關(guān)。得分閱卷人二、計算題。（每小題6分，共計30分）6、 一橫截面為圓形的實(shí)心金屬構(gòu)件，R=20mm,長度為100mm,當(dāng)該構(gòu)件受到3*105Pa的軸向拉力后，此構(gòu)件的長度被拉長到120mm,在受到5*105Pa的軸向拉力后，構(gòu)件發(fā)生了斷裂，斷面半

11、徑r=12mm,試求此構(gòu)件s(0.2)，b和斷面收縮率。s(0.2)=Ps/F0=3*105/R2=3*105/*0.04=238.9Mpab=Ps/F0=5*105/R2=5*105/*0.04=398.0Mpa=(R2-r2)/ R2=32*8/20*20=64%7、 有一個承受內(nèi)壓的橢圓形封頭，其平均直徑為1930mm,厚度為30mm,工作壓力為3MPa,試求封頭長短半軸之比為21/2時，封頭上的薄膜應(yīng)力最大值。當(dāng)a/b=21/2,在X0處，m=P*a/2S*a/b=1930/2*3/(2*30)*21/2=68.2MPa在Xa處，m=P*a/2S =48.25MPa=P*a/2S(2-

12、a2/b2)=08、 某球形內(nèi)壓薄壁容器，內(nèi)徑為Di=5m,厚度為Sn=23mm,雙面焊對接接頭，100探傷，厚度附加量為C=3mm, t=170MPa,試計算該球形容器的最大允許工作壓力。Pw=4t*Se/(Di+Se)=4*170*1*20/5020=2.71MPa9、 有一承受內(nèi)壓的圓筒形容器，直徑為Di=2000mm,最高工作壓力為Pw=2.5MPa,裝有安全閥 t=177.MPa,雙面焊對接接頭，局部無損探傷，壁厚Sn=20mm,厚度附加量C=2.0mm,試驗(yàn)算容器的強(qiáng)度。t=Pc(Di+Se)/2Se=2.5*(2000+18)/36=154.2 MPat=177*0.85=150

13、.5Mpa所以，強(qiáng)度不合適10、 一橫截面為圓形的實(shí)心金屬構(gòu)件，R=20mm,長度為100mm,當(dāng)該構(gòu)件受到3*105Pa的軸向拉力后，發(fā)生了明顯的塑性變形，在受到5*105Pa的軸向拉力后，構(gòu)件發(fā)生了斷裂，斷面半徑r=12mm,試求此構(gòu)件s，b和斷面收縮率。s=Ps/F0=3*105/R2=3*105/*0.04=238.9Mpab=Ps/F0=5*105/R2=5*105/*0.04=398.0Mpa=(R2-r2)/ R2=32*8/20*20=64%得分閱卷人三、工程應(yīng)用題。（每小題15分，共計30分）3、 試設(shè)計一個中試車間試驗(yàn)設(shè)備輕油裂解氣廢熱鍋爐汽包筒體及其標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭的厚度，并回答如果風(fēng)頭與筒體厚度不同應(yīng)該采用什么樣的連接方法，作什么樣的連接處理。設(shè)計條件為：Pc=10MPa, t=211.7MPa,Di=1000mm, 雙面焊對接接頭，100探傷，C2=3mm。筒體：S= Pc*Di/(2t- Pc)=10*1000/(2*1*211.7-10)=24.2Sn=24.2+3+0.25=27.4528mm碟形封頭： S= 1.2*Pc*Di/(2t- 0.5*Pc)=10*1000/(2*1*211.7-5)=29.0Sn=29.0+3+0.25=32.25