化機(jī)基礎(chǔ)習(xí)題解答上網(wǎng)

1、1 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答 第五章外壓圓筒與圭寸頭的設(shè)計(jì) 二、 判斷是非題(對(duì)者畫(huà)， 錯(cuò)者畫(huà) X) 1 假定外壓長(zhǎng)圓筒和短圓筒的材質(zhì)絕對(duì)理想，制造的精度絕對(duì)保證，則在任何大的外壓下也 不會(huì)發(fā)生彈性失穩(wěn)。 (X ) 2 18MnMoNbF 鋼板的屈服點(diǎn)比 Q235-AR 鋼板的屈服點(diǎn)高 108%因此，用 18MnMoNb 鋼板制造 的外壓容器，要比用 Q235-AR 鋼板制造的同一設(shè)計(jì)條件下的外壓容器節(jié)省許多鋼材。 (X ) 3 設(shè)計(jì)某一鋼制外壓短圓筒時(shí)， 發(fā)現(xiàn)采用 20g 鋼板算得的臨界壓力比設(shè)計(jì)要求低 10%后改用 屈服點(diǎn)比 20g 高 35%勺 16MnF 鋼板，即可滿足設(shè)計(jì)要求。 (X

2、 ) 4 幾何形狀和尺寸完全相同的三個(gè)不同材料制造的外壓圓筒，其臨界失穩(wěn)壓力大小依次為： Per不銹鋼 Per鋁 Per銅。 (X) 5 外壓容器采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，則容器的總重量就愈輕。 (X ) 三、 填空題 a) 受外壓的長(zhǎng)圓筒，側(cè)向失穩(wěn)時(shí)波形數(shù) n= ( 2);短圓筒側(cè)向失穩(wěn)時(shí)波形數(shù)為 n (2)的整數(shù)。 b) 直徑與壁厚分別為 D, S 的薄壁圓筒殼，承受均勻側(cè)向外壓 p 作用時(shí)，其環(huán)向應(yīng)力 b e = (PD/2S),經(jīng)向應(yīng)力b m (PD/4S),它們均是(壓)應(yīng)力，且與圓筒的長(zhǎng)度 L (無(wú))關(guān)。 c) 外壓容器的焊接接頭系數(shù)均取為 =(1);設(shè)計(jì)外壓圓筒現(xiàn)行的

3、穩(wěn)定安全系數(shù)為 m= (3)o d) 夕卜壓圓筒的加強(qiáng)圈，其作用是將(長(zhǎng))圓筒轉(zhuǎn)化成為(短)圓筒，以提高臨界失穩(wěn)壓力， 減薄筒體壁厚。加強(qiáng)圈的慣性矩應(yīng)計(jì)及(加強(qiáng)圈)和(加強(qiáng)圈和圓筒有效段組合截面) 。 e) 外壓圓筒上設(shè)置加強(qiáng)圈后，對(duì)靠近加強(qiáng)圈的兩側(cè)部分長(zhǎng)度的筒體也起到加強(qiáng)作用，該部分 長(zhǎng)度的范圍為(加強(qiáng)圈中心線兩側(cè)各為 0.55 . D0Se的殼體)。 四、工程應(yīng)用題 A 組: 1、圖 5-21 中 A, B, C 點(diǎn)表示三個(gè)受外壓的鋼制圓筒，材質(zhì)為碳素鋼， 回答： (1) A, B, C 三個(gè)圓筒各屬于哪一類圓筒？它們失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù) b s=108MPa E=68.7GPa),它的許用外壓

4、力有何變化？變 【解】 b s=216MPa E=206GPa 試 n等于(或大于)幾？ (2)如果將圓筒改為鋁合金制造( 化的幅度大概是多少？(用比值 P鋁/P (1) APcr僅與 Se/D0有關(guān)，而與 L/D 0無(wú)關(guān)，失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù) n=2o 銅; B 2 B短圓筒，臨界壓力 Pcr不僅與 Se/Dc有關(guān)，而且與 L/D0有關(guān)，失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)為 n2 的整數(shù)。 C 臨界圓筒(長(zhǎng)、 短圓筒拐點(diǎn)處)，長(zhǎng)度等于臨界長(zhǎng)度，發(fā)生失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)為n2o 3 (2) 在圓筒幾何尺寸一定情況下， P只與 E 有關(guān)。所以，改用鋁合金后： P鋁/P =Pcr 鋁/Pcr =E 鋁/E 鋼=68.7/206=

5、0.333 許用外壓力下降了 66.7%。 2、有一臺(tái)聚乙烯聚合釜，其外徑為 Do=1580mm 高 L=7060mm(切線間長(zhǎng)度)，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 200C) 【解】查表得 E=1.84 x 105MPa foT Lcr =1.17D0 s = 22155mm 1.295Et()2.5(Di Se)D。 Lcr : 1625.2mm Cr Se 汀汀 T Lcr )2.5 0 =0.42MPa 4 /真空度=大氣壓-絕壓=760-10- =759.99 mmHg 0.1x759.99 FC 0.09999

6、0.1 MPa c 760 t 5 查表得：E=1.95 M0 MPa (1) 取壁厚附加量 C=2mm 有效厚度 Se=2mm 則名義厚度 Sn= Se+C=2+2=4mm D0= Di+2Sn=800+8=808mm L/D 0=1.86 D/Se=404 (2) 求 A 值 查圖 5-5 得 A= 0.000085 (3) 求 B 值 查圖 5-12 A 點(diǎn)落在曲線左側(cè)，計(jì)算 B 值： 2 t 2 3 B EtA 195 103 0.000085 =11.05MPa 3 3 B 11.05 P 0.027MPa Do/Se 404 PcP 不設(shè)置加強(qiáng)圈會(huì)被抽癟 (4) 設(shè)置加強(qiáng)圈 所需加強(qiáng)圈最大間距 Ls =0.86Et (魚(yú)產(chǎn)5 =0.86 195 103 808 (-產(chǎn)5 =404.5mm Pc Do 0.1 808 加強(qiáng)圈個(gè)數(shù)：n= -1 1500 -1 =2.7(個(gè)) Ls 404.5 取整，n=3 需設(shè)三個(gè)加強(qiáng)圈 (5) 驗(yàn)算 設(shè)三個(gè)加強(qiáng)圈，則： Le=L/4=1500/4=375mm Le/D0=0.4