化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)期末課堂大作業(yè)(C)

./ADDINCNKISM.UserStyle理工學(xué)院〔2007至2008學(xué)年第1學(xué)期系專業(yè)系專業(yè)級班學(xué)號姓名密封線密封線內(nèi)不要答題命題教師：適用班級：題號一二三四五六總分評閱〔統(tǒng)分教師得分注意事項：滿分100分。要求卷面整潔、字跡工整、無錯別字?？忌仨殞?、班級、學(xué)號完整、準(zhǔn)確、清楚地填寫在規(guī)定的地方,否則視為廢卷。作業(yè)形式為閉卷,作業(yè)時間為100分鐘。判斷題和選擇題一定要將所選答案填入方框中。試題得分評閱教師判斷題：<每題1.5分,共計15分,正確的填"T",錯誤的填"F">題號12345678910所選答案開孔等面積補強設(shè)計準(zhǔn)則,是說補強面積應(yīng)等于開孔的圓面積。螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)設(shè)計中,螺母材料的硬度應(yīng)該低于螺栓材料的硬度。因為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,則壁厚大的容器,壁的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。在鋼號表示方法中,含碳量以平均含量的萬分之幾表示。GB151-1999適用于換熱器的設(shè)計。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。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢,安全系數(shù)逐漸變小。圓筒容器的公稱直徑是指它的徑。確定容器壓力試驗的試驗壓力時,式中P應(yīng)為容器的設(shè)計壓力或最大允許工作壓力。10、一臺臥式容器有三個鞍式支座,應(yīng)選一個A型,兩個B型的。得分評閱教師二、選擇題：<每題1.5分,共計15分>題號12345678910所選答案1、浮頭式換熱器,a.完全消除溫差應(yīng)力b.部分消除溫差應(yīng)力c.不能消除溫差應(yīng)力2、一臺外壓容器直徑1200mm,圓筒殼長2000mm,兩端為半球形封頭,其外壓計算長度為a.2000mmb.2400mm3、一個薄壁外壓圓筒,按我國容器設(shè)計規(guī)定進(jìn)行校核,得知其允許工作外壓為2MPa,則該容器的臨界壓力為：a.=2MPab.=4MPac.=6MPa4、有效厚度一定不小于a.名義厚度b.計算厚度c.設(shè)計厚度5、壓力容器元件的金屬溫度是指該元件的金屬的a.表面溫度的較高者b.外表面溫度的平均值c.截面溫度的平均值6、在筒體上開橢圓孔,長軸應(yīng)與筒體軸線a.垂直b.平行c.成夾角7、 用抗拉強度規(guī)定值下限為材料制造的容器,屬于a.Ⅰ類容器b.Ⅱ類容器c.Ⅲ類容器8、 工程上把≤〔的圓筒稱為薄壁圓筒。a.0.1b9、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10、設(shè)計壓力為10MPa的壓力容器屬于a.低壓容器b.中壓容器c.高壓容器得分評閱教師系專業(yè)級班學(xué)號姓名密封線密封線內(nèi)不要答題三、填空題：<每空1分,共計25分>、是金屬材料的〔指標(biāo)；、是材料的〔指標(biāo)；是材料的〔指標(biāo)。按材料成分劃分,Q235-B屬于〔鋼,16MnR屬于〔鋼。壓薄壁封頭和殼體的強度計算公式是以〔理論為基礎(chǔ),采用〔失效準(zhǔn)則,以〔強度理論建立強度條件而推導(dǎo)出來的。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)計壓力P=〔MPa；計算壓力PC=〔MPa；水壓試驗壓力PT=〔MPa法蘭公稱壓力的確定與法蘭的〔、〔以及〔三個因素有關(guān),這是因為在制定法蘭尺寸系列,計算法蘭厚度時,是以〔材料在〔℃時的力學(xué)性能為基準(zhǔn)制定的。臥式容器的支座有三種：〔、〔、〔。列管式換熱器的管子與管板有〔、〔、〔三種連接形式。在填料塔的噴淋裝置中,常用的三種類型是〔、〔、〔。得分評閱教師四、問答題：<共計20分>1、寫出無力矩理論的兩個方程,并說明式中字母的含義及兩個方程的應(yīng)用條件?！?分2、為什么雙鞍式支座的最佳位置為A≤0.2L且盡可能使A≤0.5Ri?〔6分系專業(yè)級班學(xué)號姓名密封線密封線內(nèi)不要答題3、 畫圖說明固定管板式換熱器產(chǎn)生溫差應(yīng)力的原因,并說明消除溫差應(yīng)力的措施?！?分得分評閱教師五、計算題：<15分>有一庫存很久的氧氣瓶,其材質(zhì)為16MnR,圓筒體外徑為Do=219mm,系無縫鋼管收口而成,實測其最小壁厚為6.5mm,已知材料的=540MPa,=260MPa,設(shè)計溫度為常溫。今欲充15MPa的壓力使用,問強度是否夠？如果強度不夠,該氧氣瓶的最大允許工作壓力是多少？〔取C2=1mm系專業(yè)級班學(xué)號姓名密封線密封線內(nèi)不要答題得分評閱教師六、分析題〔10分：對于壓和外壓操作的塔設(shè)備,它們的最大組合軸向壓應(yīng)力各出現(xiàn)在什么工況下？給出簡單計算公式,并繪出危險截面2—2〔塔體與裙座連接焊縫處的截面上的應(yīng)力分布圖。ADDINCNKISM.UserStyle〔2007至2008學(xué)年第1學(xué)期化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)期末課堂大作業(yè)〔B評分標(biāo)準(zhǔn)命題教師：適用班級：判斷題：<每題1.5分,共計15分,正確的填"T",錯誤的填"F">題號12345678910所選答案FTFFFTTFTF二、選擇題：<每題1.5分,共計15分>題號12345678910所選答案abcbcacabc三、填空題：<每空1分,共計25分>1． 塑性,強度,韌性2． 低碳,低合金3． 薄膜,彈性,第三4． 1.68~1.76,1.68~1.76,2.1~2.25． 最大操作壓力,操作溫度,法蘭材料,16MnR,2006．鞍座,圈座,支腿7． 脹接,焊接,脹焊并用8． 噴灑型,溢流型,沖擊型四、問答題：<共計20分>1、寫出無力矩理論的兩個方程,并說明式中字母的含義及兩個方程的應(yīng)用條件?！?分答題要點第一,薄膜應(yīng)力的兩個方程………….5分微體平衡方程式區(qū)域平衡方程式—經(jīng)向應(yīng)力,MPa—環(huán)向應(yīng)力,MPa—殼體中曲面在所求應(yīng)力點的第一曲率半徑,mm;—殼體中曲面在所求應(yīng)力點的第二曲率半徑,mm;—厚度,mm;P—氣體壓力,MPa第二,應(yīng)用條件………….2分回轉(zhuǎn)殼體曲面在幾何上是軸對稱,殼體厚度無突變；曲率半徑是連續(xù)變化的,材料是各向同性的,且物理性能〔主要是E和μ應(yīng)當(dāng)是相同的；載荷在殼體曲面上的分布是軸對稱和連續(xù)的；殼體邊界的固定形式應(yīng)該是自由支承的；殼體的邊界力應(yīng)當(dāng)在殼體曲面的切平面,要求在邊界上無橫剪力和彎矩。/Di≤0.12、為什么雙鞍式支座的最佳位置為A≤0.2L且盡可能使A≤0.5Ri?〔6分答：為減少支座處筒體最大彎矩,使其應(yīng)力分布合適,使支座跨距中心與支座最大彎矩相等〔M1=M2,據(jù)此推導(dǎo)出的支座中心與封頭切線間的距離A=0.207L〔L—筒體長度,如果設(shè)計偏離此值,則支座處的軸向彎曲應(yīng)力將顯著增加；……………….2分封頭的剛性一般較筒體大,對筒體有局部加強作用,試驗證明,當(dāng)A≤0.5Ri時,封頭對筒體才有加強作用,因此支座的最佳位置應(yīng)在滿足A≤0.2L的條件下,盡量使A≤0.5Ri…………2分當(dāng)A＞0.5Ri或筒體無加強措施而剛性不足時,在周向彎矩的作用下,鞍座處筒體上將產(chǎn)生"扁塌"現(xiàn)象：使鞍座上筒體發(fā)生變形,猶如"扁塌"。鞍座處筒體不起承載作用,成為無效區(qū)〔圖,這不但會使鞍座處筒體中的各種應(yīng)力增大,而且還會使軸向組合應(yīng)力、切向剪應(yīng)力和周向組合壓應(yīng)力最大值的作用點下移。…………2分3、畫圖說明固定管板式換熱器產(chǎn)生溫差應(yīng)力的原因,并說明消除溫差應(yīng)力的措施?！?分答：①溫差應(yīng)力產(chǎn)生的原因………….5分如圖所示,固定管板式換熱器的殼體與管子,在安裝溫度下,它們的長度均為L<圖a>;當(dāng)操作時<圖b>,殼體和管子的溫度都升高,若管壁溫度高于殼壁溫度,則管子自由伸長量和殼體自由伸長量分別為=<->L=<->L式中,—分別為管子和殼體材料的溫度膨脹系數(shù),1/℃；—安裝時的溫度,℃,—分別為操作狀態(tài)下管壁溫度和殼壁溫度,℃由于管子與殼體是剛性連接,所以管子和殼體的實際伸長量必須相等,見圖c,因此就出現(xiàn)殼體被拉伸,產(chǎn)生拉應(yīng)力；管子被壓縮,產(chǎn)生壓應(yīng)力。此拉、壓應(yīng)力就是溫差應(yīng)力。這就是溫差應(yīng)力產(chǎn)生的原因。②消除溫差應(yīng)力的措施…………….2分減少殼體與管束間的溫度差裝設(shè)撓性構(gòu)件使殼體和管束自由熱膨脹雙套管溫度補償五、計算題：<15分>有一庫存很久的氧氣瓶,其材質(zhì)為16MnR,圓筒體外徑為Do=219mm,系無縫鋼管收口而成,實測其最小壁厚為6.5mm,已知材料的σb=540MPa,σs=260MPa,設(shè)計溫度為常溫。今欲充15MPa的壓力使用,問強度是否夠？如果強度不夠,該氧氣瓶的最大允許工作壓力是多少？〔取C2=1mm解：〔1確定參數(shù)……………..5分 =15MPa=219mm=