2023年過程設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-學(xué)生習(xí)題集西安石油大學(xué)

《過程設(shè)備設(shè)計(jì)根底》習(xí)題集樊玉光西安石油大學(xué)2023.1前言書。設(shè)計(jì)根底》教材中各章教學(xué)要求根本對應(yīng)。各章中包含思考題和習(xí)題。1\l“_TOC_250012“第一章壓力容器導(dǎo)言 2\l“_TOC_250011“第一章思考題 2\l“_TOC_250010“其次章壓力容器應(yīng)力分析 3\l“_TOC_250009“其次章思考題 3\l“_TOC_250008“其次章習(xí)題 7\l“_TOC_250007“第三章壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對其性能的影響 13\l“_TOC_250006“第三章思考題 13\l“_TOC_250005“第四章壓力容器設(shè)計(jì) 14\l“_TOC_250004“第四章思考題 14\l“_TOC_250003“第四章習(xí)題 16\l“_TOC_250002“第五章儲(chǔ)存設(shè)備 19\l“_TOC_250001“第五章思考題 19\l“_TOC_250000“第五章習(xí)題 1921.1壓力容器總體構(gòu)造，1.2壓力容器分類，1.3壓力容器標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。思考題1.1.壓力容器主要有哪幾局部組成？分別起什么作用？影響？pV大小進(jìn)展分類？GB150的適用范圍是否一樣？為什么？JB/T4735三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有何不同？他們的適用范圍是什么？思考題1.6.化工容器和一般壓力容器相比較有哪些異同點(diǎn)？為什么壓力容器的安全問題特別重要？要求？思考題1.8.為什么對壓力容器分類時(shí)不僅要依據(jù)壓力凹凸，還要考慮壓力乘容積PV的大小?PV＞0.2MPa·m3的低壓容器應(yīng)定為幾類容器？1.10.所謂高溫容器是指哪一種狀況?2.1載荷分析，2.2回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析，2.3厚壁圓筒應(yīng)力分析，2.4平板應(yīng)力分析，殼體的穩(wěn)定性分析，2.6典型局部應(yīng)力。思考題2.1.一殼體成為回轉(zhuǎn)薄殼軸對稱問題的條件是什么？直于軸線的橫截面代替教材中與經(jīng)線垂直、同殼體正交的圓錐面？為什么？思考題2.3.試分析標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭承受長短軸之比a/b=2的緣由。Rt2.4.與兩個(gè)參數(shù)的物理意義是什么？Rt思考題2.5.對殼體進(jìn)展應(yīng)力分析有哪兩種理論?它們分別考慮殼體中哪些應(yīng)力?為什么工程實(shí)際中可以用無矩理論？思考題2.6.試用圖(a)、(b)中所注尺寸符號(hào)寫出各回AB點(diǎn)的第一曲率半徑和其次曲率半徑，以及平行圓半徑。思考題2.7.試解釋以下名詞術(shù)語：母線，經(jīng)線，平思考題2.8.為什么推導(dǎo)一般回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力時(shí)不能承受材料力學(xué)中的截面法?對一般回轉(zhuǎn)殼體取殼單元的假想截面承受垂直于軸線的橫載面為什么是不正確的?應(yīng)當(dāng)如何取才是正確的?思考題2.9.P，其沿器壁厚度的各點(diǎn)上有否彎曲應(yīng)力?假設(shè)有則為什么無矩理論中不予考慮?思考題2.10.使用無矩理論有什么限制?為什么說殼體邊界上的外力只能沿殼體經(jīng)線的切線方向?思考題2.11.圖2D，壁厚tH均一樣的薄壁容器，容器內(nèi)布滿液體，液體密度為，分別懸掛在支座上，試問：A-AB-B橫截面上的經(jīng)向薄膜應(yīng)力是否相等?為什么?三個(gè)容器在同一高度的對應(yīng)點(diǎn)上環(huán)向薄膜應(yīng)力是否相等?為什么?A—A橫截面上的

是否相等?為什么?思考題2.12.如將布滿液體的臥式貯罐直立，則器壁中的薄膜應(yīng)力是否按臥式時(shí)一樣計(jì)算?為什么?2.13.圓柱殼軸對稱彎曲問題中，為什么縱向截面的剪力Q

等于零，且全部內(nèi)力重量均與坐標(biāo)無關(guān)?思考題2.14.殼體彎曲問題的解法與無矩理論的解法有什么根本區(qū)分?思考題2.15.對于兩端作用有邊緣載荷的圓柱殼，在何種狀況下可以只考慮一端的彎曲效應(yīng)?思考題2.16.如何理解對于圓柱殼彎曲時(shí)，在縱截面產(chǎn)生的環(huán)向力N

?它與薄膜力有何異同?2.17.何謂邊緣效應(yīng)?使容器產(chǎn)生邊緣效應(yīng)有哪些因素?不連續(xù)應(yīng)力有哪些重要特征?在何種狀況下可以不作具體計(jì)算?對構(gòu)造進(jìn)展合理設(shè)計(jì)有哪些根本措施?思考題2.18.變形連續(xù)的物理意義與連續(xù)條件是什么?變形協(xié)調(diào)方程式中各項(xiàng)的正負(fù)號(hào)如何確定?思考題2.19.試以半球殼與圓柱殼相連接為例說明計(jì)算容器不連續(xù)應(yīng)力的一般步驟。Rt思考題2.20.?最大應(yīng)力是否確定在連接邊緣上?為什么?Rt

這兩個(gè)參量的物理意義是什么?2.22.對于組合容器，當(dāng)兩個(gè)殼體在連接處無公切線時(shí)，在計(jì)算邊緣載荷時(shí)與有公切線有何不同?試以局部球殼與圓柱殼相連接為例述之。2.23.單層厚壁圓筒承受內(nèi)壓時(shí)，其應(yīng)力分布有哪些特征？當(dāng)承受的內(nèi)壓很高時(shí)，能否僅用增加壁厚來提高承載力氣，為什么？思考題2.24.單層厚壁圓筒承受內(nèi)壓時(shí)承受內(nèi)壓PP作用時(shí)，能否用壓差i 0

代入僅受內(nèi)壓或僅受外壓的厚壁圓筒筒壁應(yīng)力計(jì)算式來計(jì)算筒壁應(yīng)力？為什i 0么？思考題2.25.單層厚壁圓筒在內(nèi)壓于溫度差同時(shí)作用時(shí)，其綜合應(yīng)力沿壁厚如何分布？筒壁屈服發(fā)生在何處？為什么？思考題2.26.為什么厚壁圓筒微元體的平衡方程 r分析中同時(shí)適應(yīng)？

drdrr思考題2.27.一厚壁圓筒，兩端封閉且能牢靠地承受軸向力，試問軸向、環(huán)向、徑向三應(yīng)力之關(guān)系式Z為什么？

r2

，對于抱負(fù)彈塑性材料，在彈性、塑性階段是否都成立，K和材料一樣，試問這兩個(gè)厚壁圓筒的爆破壓力是否一樣？為什么？思考題2.29.厚壁圓筒與薄壁圓筒受力后筒壁上的應(yīng)力有何主要區(qū)分？2.30.單層厚壁圓筒受溫差作用時(shí)，其熱應(yīng)力分布有哪些規(guī)律？加熱方式對其有何影響？2.31.K=1.2為其界限？2.32.預(yù)應(yīng)力法增加厚壁圓筒屈服承載力氣的根本原理是什么？試以雙層熱套圓筒為例加以說明。思考題2.33.何謂自增加處理？確定自增加壓力的原則是什么？對于抱負(fù)塑性材料，當(dāng)塑性層擴(kuò)展到圓筒的整個(gè)壁厚時(shí)，增加自增加壓力能否連續(xù)提高承載力氣？2.34.承受橫向均布載荷的圓形薄板，其力學(xué)特性是什么？其承載力氣低于薄壁殼體的承載力氣的緣由是什么？2.35.試比較承受橫向均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡支和固支狀況下的最大彎曲應(yīng)力和擾度的大小和位置。思考題2.36.何謂板的中面、薄板、厚板、大撓度薄板、小撓度薄板?思考題2.37.在薄板小撓度彎曲理論中承受哪些根本假設(shè)?為什么在此根本假設(shè)下，能歸結(jié)為求解中面撓度函數(shù)的問題?2.38.簡支與固支邊界條件的含義是什么?2—8所示各題的邊界條件。思考題2.39.薄板受橫向載荷時(shí)的力學(xué)特征是什么?殼與板相比較在承載力氣上有什么異同?剪應(yīng)力和撓度的大小與位置。2.41.受橫向均布載荷圓板的小撓度彎曲問題中為什么無薄膜力和扭矩，又無橫向剪力?思考題2.42.試述建立圓板軸對稱彎曲問題的根本方程的步驟。思考題2.43.當(dāng)環(huán)形板中的計(jì)算應(yīng)力超過材料的屈服點(diǎn)時(shí)，能不能用疊加法?2.44.2—9所示各題的撓度和應(yīng)力。思考題2.45.?各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?比有何異同？2.47.試述有哪些因素影響承受均布外壓圓柱的臨界壓力？提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，承受高強(qiáng)度材料是否正確，為什么？思考題2.48.提高材料強(qiáng)度對鋼制外壓容器的穩(wěn)定性有何影響？思考題2.49.為什么軸向外壓圓筒的臨界載荷通常以臨界應(yīng)力表征，而不用臨界壓力P ？cr思考題2.50.求解內(nèi)壓殼體與接收連接處的局部應(yīng)力有哪幾種方法？2.51.圓柱殼除受到介質(zhì)壓力作用外，還有哪些從附件傳遞來的外加載荷？2.52.組合載荷作用下，殼體上局部應(yīng)力的求解的根本思路是什么？試舉例說明。思考題2.53.什么叫應(yīng)力集中和應(yīng)力集中系數(shù)？思考題2.54.為什么容器開孔接收處會(huì)產(chǎn)生較高的局部應(yīng)力？這種應(yīng)力有何特征？7習(xí)題2.1.試應(yīng)用無力矩理論的根本方程，求解圓柱殼中的應(yīng)力〔殼體承受氣體內(nèi)壓pRt20R〔b

=400MPa，s

=245MPa〕16MnR〔b

=510MPa，s

時(shí)，圓柱殼中的應(yīng)力如何變化？為什么？習(xí)題2.2.試?yán)妙}2-1(a)~(d)AR1、R2和平行園半徑rp作用時(shí)，器壁中A點(diǎn)的經(jīng)向應(yīng)力和周向應(yīng)力。己知：D=1000mm、L=1000mm、x=L/2、=45、=30。、a=200mm，壁厚均為t=10mm。R習(xí)題2.3.試求單葉雙曲面殼的主曲率半徑 R1

。曲線方程為x2R2 a2R

y2b2

1。2-3圖所示。殼體由鋼板制成，其外徑為2.5m，壁厚20mm，試求當(dāng)船在海平面下1000m工作時(shí)，艙壁內(nèi)的周向應(yīng)力為多大？無視各球連接處的不連續(xù)效應(yīng)和殼體受深水壓力作用的1020kg/m3。h體密度為。習(xí)題2.6.一錐形容器盛滿液體，錐殼半頂角為H，厚度為t，液體密度為，試確定(1)錐殼中的薄膜應(yīng)力和最大簿膜應(yīng)力及其位置；(2)假設(shè)容器中盛局部液體，其離錐頂距離hhH)，薄膜應(yīng)力又將如何變化？8習(xí)題習(xí)題2.7.一鋼質(zhì)圓筒形水槽，其直徑為D，高度為H，壁厚為t，試計(jì)算水深為x處殼體的位移以及轉(zhuǎn)角E、泊松比為)。2.8.試證明欲使園柱形筒體與半球形封頭連接處半徑膨脹量一樣。此封頭的厚度應(yīng)為ttc

(1/(2)Rtc

，且兩者材料一樣。2.9.一等厚度的圓柱形貯罐，中面半徑R，厚度為t，如以下圖，其中布滿密度為，h之液體。假設(shè)罐底固定，頂部放開。試求下部器壁中的應(yīng)力。2.10.對一標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭〔2-52所示〕進(jìn)展應(yīng)力測試。該封頭中面處的長軸D=1000mmt=10mmE點(diǎn)〔x=0〕50MPa。此時(shí)，壓力表A指示數(shù)1MPaB2MPa，試問哪一個(gè)壓力表已失靈，為什么？習(xí)題2.11.有一球罐〔如圖2-53所示〕，其〕，20mm3m的氣p=0.4MPa640kg/m3A-A支承，其120°，試確定該球殼中的薄膜應(yīng)力。習(xí)題2.12.有一錐形底的圓筒形密閉容器，如圖2-54所示，試用無力矩理論求出錐形殼中的最大薄膜應(yīng)力與R，厚度t；錐形底的半錐角，厚度t，內(nèi)裝有密度為H，液面上承受氣體P。c習(xí)題2.13.試用圓柱殼有力矩理論，求解列管式換熱器管子與管板連接邊緣處〔如〔管板剛度很大，管子兩端是開口的，不承受軸向拉力〕P，管外壓力為零，管子中面半徑為r，厚度為t。102-56P，操作溫度為t，環(huán)境溫度為t，而材料的彈性模量E相等，線膨脹系數(shù)分別為 和 ，0 c 1 2管道半徑為r，厚度為t，試求焊接處的不連續(xù)應(yīng)力〔不計(jì)焊縫余量〕。2.14.d＝250mm，t＝10mm，P＝5MPa，工作時(shí)溫度上升為T＝250℃，兩種材料的E＝E＝s c1.76×105MPa，＝17.8×106/C， ＝13.2×106/C。留意：建立連續(xù)方程時(shí)要將s c溫升產(chǎn)生的直徑變化考慮在內(nèi)。2.15.一單層厚壁圓筒，承受內(nèi)壓力P=36MPa是，測得〔用千分表〕筒壁外表i面的徑向位移Wo

=0.365mmD0

=980mmE=2×105MPa=0.3。試求圓筒內(nèi)外壁面應(yīng)力值。2.16.78mm34mm300MPa，操作溫度下材料的b強(qiáng)處理壓力。

=1000MPa，s

習(xí)題2.17.Ri

=160mmR0

=320mm的閉式厚壁圓筒，承受外壓p=15MPaE=2×105MPa=0.3。試問在此狀況下：oP25MPa？i在上述內(nèi)外壓同時(shí)作用下，圓筒內(nèi)壁的內(nèi)直徑增加多少？假設(shè)筒體內(nèi)外壁溫差tti

t=100℃，11106/℃。試計(jì)算筒壁熱應(yīng)力，并畫o圖。2.18.D0

環(huán)向應(yīng)變值以及軸向應(yīng)變值分別是： 500106，z=0.3。試求其內(nèi)直徑為多少？

125106。材料的E=2×2.19．一厚壁圓筒，內(nèi)半徑100mm，外半徑150mm，受60MPa30MPa外壓作用，求圓筒內(nèi)外壁徑向﹑周向和軸向應(yīng)力。2.20160mm320mm。假設(shè)筒內(nèi)壁上的允許最為多少？200mm320mm20MPa，計(jì)算此壓力作用時(shí)，圓筒外徑轉(zhuǎn)變多少？習(xí)題2.22．P=50MPa，外壁軸向i應(yīng)力

Z0習(xí)題2.23.一整體式厚壁筒的ti

=200℃，t0

P=16tt熱應(yīng)力

=-108MPa，內(nèi)壁熱應(yīng)力

=52MPa，計(jì)算

Zit

﹑rit

﹑ ﹑0t

r0t

的大小。2.24.800mm1000mm，s

200MPa，按Triscan屈服條件推斷內(nèi)壁是否屈服。習(xí)題2.25.高壓單層厚壁容器，在水壓試驗(yàn)壓力40MPa作用下，試驗(yàn)測得，外壁軸向應(yīng)變

=0.8×10-4，環(huán)向應(yīng)變E0

=3.4×10-4E=2×105MPa=0.3，計(jì)算筒體K及此時(shí)內(nèi)外壁各項(xiàng)應(yīng)力。2.26.一高壓單層厚壁筒體，工作內(nèi)壓30MPa，內(nèi)外壁溫差ttti 0

=40℃已經(jīng)測得外壁軸向合成應(yīng)力

=140MPa，假設(shè)溫差應(yīng)力按Z0 t

=1.5tMPa]計(jì)算，筒體處于彈性Pt產(chǎn)生的應(yīng)力及合成應(yīng)力。2.27.P=40MPa，，材料的彈性模量E=2i×105MPa=0.3，試驗(yàn)測得外外表軸向應(yīng)變E0筒體處于彈性范圍，計(jì)算內(nèi)外壁各項(xiàng)應(yīng)力。

=0.8×10-4，環(huán)向應(yīng)變0

=3.4×10-4，2.28.高壓厚壁筒，徑比K=1.2，受內(nèi)壓P=10MPa作用，同時(shí)內(nèi)壁溫度比外壁i50℃，假設(shè)溫差應(yīng)力數(shù)值由t力r﹑﹑Z。

mt=1.5t[MPa]確定，試計(jì)算內(nèi)外壁以下狀況各項(xiàng)應(yīng)〔1〕P產(chǎn)生應(yīng)力；〔2〕由t產(chǎn)生應(yīng)力；〔3〕P﹑t共同作用應(yīng)力。i i習(xí)題2.29.承受橫向均布載荷作用的圓平板，當(dāng)其厚度為確定時(shí)，試證明板承受的總載荷為一與半徑的定植。2.30.R=500mm，板厚t=38mm，板面上承受橫向p=3MPa，試求板的最大撓度和應(yīng)力〔E=2×105MPa=0.3〕。一分析比較。2.31.有一園平板，半徑R=500mm，板厚t=38mm，板外表作用有P=3.0MPa布?jí)毫?，試求?dāng)板周邊剛性固定和周邊簡支時(shí)，板的最大撓度和應(yīng)力值，并分析比較。E=2105MPa=0.3。習(xí)題2.32.一鋼制薄園盤，半徑為30mm，且周邊固定。當(dāng)壓力到達(dá)3MPa時(shí)，其中心1mmE=2105MPa，=0.3。1500mm800mm〔液體密度=1.5×103kg/m3〕，6mm，材料為低碳鋼〔E=2×105MPa=0.3〕。3mm以下，試問塔板的厚度應(yīng)增加多少？習(xí)題2.34.三個(gè)幾何尺寸一樣的承受周向外壓得短圓筒，其材料分別為碳素鋼〔=220MPE=×105MPa=0.〔s

合銅〔s

=100MPa，E=1.1×105MPa，=0.31〕，試問哪一個(gè)圓筒的臨界壓力最大，為什么？2.35.兩個(gè)直徑、厚度和材質(zhì)一樣的周向均布外壓，其中一個(gè)為長圓筒，另一的周向壓應(yīng)力是否一樣，為什么？2.36.承受均布周向外壓力的圓筒，只要設(shè)置加強(qiáng)圈均可提高其臨界壓力。對什么？習(xí)題2.37.1000mm10mm20m20R〔=400MPa，=245MPaE=2×105MPa=0.3〕。①在承受周向外壓力時(shí)，求其b sPcr

Pb

，并比較其結(jié)果。上題中的圓筒，其長度改為2m，在進(jìn)展上題中的①、②的計(jì)算，并與上題結(jié)果進(jìn)展綜合比較。習(xí)題2.38.Di

=1000mm，壁厚10mm，殼體上的垂直接收外徑do

=159mm，6mmP=15KN和經(jīng)向彎矩ML=2.4KNM作用。計(jì)算上述靜載荷在殼體中引起的最大局部應(yīng)力。13第三章壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對其性能的影響3.1壓力容器材料，3.2壓力容器制造工藝對鋼材性能的影響，3.3環(huán)境對壓力容器用鋼性能的影響，3.4壓力容器材料選擇。思考題3.1.壓力容器用鋼有哪些根本要求？3.3.為什么要把握壓力容器用鋼中的硫、磷含量？思考題3.4.為什么說材料性能劣化引起的失效往往具有突發(fā)性？工程上可實(shí)行哪些措施來預(yù)防這種失效？思考題3.5.壓力容器選材應(yīng)考慮哪些因素？要求？程中的退化和時(shí)效。材料的塑性和韌性。無塑性轉(zhuǎn)變溫度(NDT)和蠕變溫度。V型和U型缺口沖擊試樣。思考題3.8.指出以下鋼號(hào)按化學(xué)成分和用途分屬哪類鋼材，并注明各代號(hào)的意義：18MnMoNbR，15CrMoR，0Crl8Ni9，00Crl9Nil1，00Cr17Ni14Mo2。16MnR16Mn有什么主要區(qū)分?Q235—A.F鋼板時(shí)，對溫度、壓力范圍及介質(zhì)需加以限制???哪個(gè)鋼材?4.3.64.3.74.3.8焊4.3.9壓力試驗(yàn))，4.4分析設(shè)計(jì)(4.4.14.4.24.4.3應(yīng)技術(shù)進(jìn)展。4.2.壓力容器的設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括哪些內(nèi)容？思考題4.3.壓力容器設(shè)計(jì)有哪些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？它們和壓力容器失效形式有什么關(guān)系？思考題4.4.壓力容器的失效模式有哪些？思考題4.5.什么叫設(shè)計(jì)壓力？液化氣體儲(chǔ)存壓力容器的設(shè)計(jì)壓力如何確定？思考題4.6.一容器殼體的內(nèi)壁溫度為Ti

0

，通過傳熱計(jì)算得出的元件金屬截面的溫度平均值為T，請問設(shè)計(jì)溫度取哪個(gè)？選材以哪個(gè)溫度為依據(jù)？關(guān)系；在上述厚度中，滿足強(qiáng)度及使用壽命要求的最小厚度是哪一個(gè)？為什么？思考題4.8.影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有哪些？思考題4.9.壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)法和分析設(shè)計(jì)法有何主要區(qū)分？4.10.薄壁圓筒和厚壁圓筒如何劃分？其強(qiáng)度設(shè)計(jì)的理論根底是什么？有何區(qū)分？4.12.高壓容器圓筒的對接深環(huán)焊縫有什么缺乏？如何避開？4.13.對于內(nèi)壓厚壁圓筒，中徑公式也可按第三強(qiáng)度理論導(dǎo)出，試作推導(dǎo)。4.14.為什么GB150p≤0.4[]t？思考題4.15.外壓圓筒容器為什么承受圖算法進(jìn)展穩(wěn)定性設(shè)計(jì)？4.17.外壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖是否與材料有關(guān)？4.18.1mD0

及有效厚度t出臨界長度1.5m，試問該段管子屬于長圓筒還是短圓筒？4.19.加強(qiáng)圈設(shè)置應(yīng)滿足哪些要求？試分析這些要求不同時(shí)滿足時(shí)會(huì)消滅什么狀況？4.20.試分析標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭承受a／b＝2的緣由?為什么容器設(shè)計(jì)現(xiàn)在對碟形封頭要規(guī)定最小允許過渡半徑?4.21.為什么球殼是一種抱負(fù)的壓力容器或端蓋?4.23.從受力和制造兩方面比較半球形、橢圓形、碟形、錐殼和平蓋封頭的特點(diǎn)，并說明其主要應(yīng)用場合。4.24.螺栓法蘭連接密封中，墊片的性能參數(shù)有哪些？它們各自的物理意義是什么？4.25.法蘭標(biāo)準(zhǔn)化有何意義？選擇標(biāo)準(zhǔn)法蘭時(shí)，應(yīng)依據(jù)哪些因素確定法蘭的公稱壓力？思考題4.26.在法蘭強(qiáng)度校核時(shí)，為什么要對錐頸和法蘭環(huán)的應(yīng)力平均值加以限制？4.27.簡述強(qiáng)制式密封，徑向或軸向自緊式密封的原理，并以雙錐環(huán)密封為例說明保證自嚴(yán)密封正常工作的條件。4.29.高壓容器的密封為何承受金屬窄面密封墊圈？思考題4.30.高壓容器有哪些構(gòu)造特征？為什么？4.31.簡述強(qiáng)制式密封，徑向或軸向自緊式密封的機(jī)理，并以雙錐環(huán)密封為例說明保證自嚴(yán)密封正常工作的條件?？卓刹涣硇醒a(bǔ)強(qiáng)？GB150對其適用范圍作了何種限制，其緣由是什么？4.37.補(bǔ)強(qiáng)元件有哪幾種構(gòu)造？各有什么特點(diǎn)？4.39.為什么等面積法要對開孔的最大直徑加以限制？4.40.承受補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，為何GB150標(biāo)準(zhǔn)要提出材料、殼體和補(bǔ)強(qiáng)圈厚度的限制？4.41.試比較安全閥和爆破片各自的優(yōu)缺點(diǎn)？在什么狀況下必需承受爆破片裝置？思考題4.42.壓力試驗(yàn)的目的是什么？為什么要盡可能承受液壓試驗(yàn)？4.44.壓力容器中，削減構(gòu)造局部附加應(yīng)力的措施有哪些？4.45.試分析容器中承受下述構(gòu)造的目的：橢圓形封頭設(shè)置直邊；容器支座處設(shè)置墊板；思考題4.46.壓力容器的焊縫分幾類？分類的目的是什么？4.48.打算容器焊縫坡囗形式的因素有哪些？舉例說明。思考題4.49.為什么要對壓力容器的應(yīng)力進(jìn)展分類？應(yīng)力分類的依據(jù)和原則是什么？思考題4.50.一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力的區(qū)分是什么？4.51.分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)劃分了哪五組應(yīng)力強(qiáng)度？許用值分別是多少？是如何確定的？思考題4.52.在疲乏分析中，為什么要考慮平均應(yīng)力的影響？如何考慮？思考題4.53.壓力容器CAD設(shè)計(jì)和常規(guī)設(shè)計(jì)的主要差異是什么？壓力容器的CAD設(shè)計(jì)方法和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要區(qū)分是什么？思考題4.54.分析設(shè)計(jì)中，各應(yīng)力的限制條件和計(jì)算應(yīng)力的載荷分別是什么？思考題4.55.不考慮疲乏破壞時(shí)，分析設(shè)計(jì)法對各類應(yīng)力強(qiáng)度的限制條件是什么？習(xí)題4.1.一內(nèi)壓容器，設(shè)計(jì)〔計(jì)算〕壓力為0.85MPa，設(shè)計(jì)溫度為50℃；圓筒內(nèi)徑D=1200mm，對接焊縫承受雙面全熔透焊接接頭，并進(jìn)展局部無損檢測；工作介質(zhì)無毒iQ235-A·F、Q235-A、16MnR三種材料中選用兩種作為圓筒材料，并分別計(jì)算圓筒厚度。有保冷措施；內(nèi)裝混合液化石油氣，經(jīng)測試其在50℃1.62MPa〔即50℃時(shí)丙烷的飽和蒸汽壓〕；圓筒內(nèi)徑Di

=2600mm，筒長L=8000mm；材料為16MnR，腐蝕裕量C2

=2mm，焊接接頭系數(shù)=1.00.9。試確定：①各設(shè)計(jì)〔不考慮支座的影響；④水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力，并進(jìn)展應(yīng)力校核。習(xí)題4.3.今欲設(shè)計(jì)一臺(tái)乙烯精餾塔。該塔內(nèi)徑Di

=600mm，厚度n

=7mm，材16MnRPc

=2.2MPa，工作溫度t=-20~-3℃。試分別承受半球形、橢圓形、碟形和平蓋作為封頭計(jì)算其厚度，并將各種形式封頭的計(jì)算結(jié)果進(jìn)展分析比較，最后確定該塔的封頭形式與尺寸。習(xí)題4.4.一多層包扎式氨合成塔，內(nèi)徑Di

=800mm31.4MPa，工作溫200℃，16MnR16MnR，取C2

=1.0mm，試確定圓筒的厚度。4.5.D=2023mmi材料Q235-A，腐蝕裕量C=2mm，焊縫接頭系數(shù)=0.85，罐體總高度(含封頭)3200mm，20.15MPa，50℃，液體密度(1160kg/m3)隨溫度變化很小。試設(shè)計(jì)罐體及封頭厚度，并確定水壓試驗(yàn)壓力及校核水壓試驗(yàn)應(yīng)力。i1.5MPa，0Cr18Ni11Ti，腐蝕裕量C=0，雙面對2接焊、局部無損探傷，其凸形封頭上裝有安全閥，開啟壓力1.6MPa。(1)試設(shè)計(jì)釜體壁(2)試確定分別承受半球形、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形、標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭的封頭壁厚。習(xí)題4.7．一高壓容器，其筒體內(nèi)徑為 1000mm，外徑1250mm，材料許用應(yīng)力習(xí)題4.8．Di

=1850mmP=14MPa，設(shè)計(jì)溫度為i280℃，材料18MnMoNbR，[常溫下 s縫系數(shù)=1.0，壁厚附加量4mm，試確定筒體壁厚。1.2MPa，298℃，焊縫接頭系數(shù)=1.0C=0D=1200mm，為便利出料，釜體底部為2 i45o，要求錐殼小端處出料接收(0Cr18Ni9Ti)內(nèi)直徑不小(出料管可選規(guī)格219×7～219×10，0.5mm)。習(xí)題4.10.D=400mm，筒高1500mm，設(shè)計(jì)壓力為8MPa，設(shè)計(jì)溫度iT=20016MnR，腐蝕裕量C=2mm，焊縫接頭系數(shù)=1。試選擇一種焊接平板結(jié)2構(gòu)作端蓋，并設(shè)計(jì)筒體、平蓋厚度，并確定焊縫等局部構(gòu)造尺寸(畫圖標(biāo)注)。Di

=2023mm，塔身長〔指圓筒長+兩端橢圓形封頭直邊高度〕L1

=6000mm，封頭曲面深度h1

=500mm，塔在370℃及其真空條件下操作，現(xiàn)在8mm、12mm、14mmQ235-A鋼板，問能否用這三種鋼板來制造這臺(tái)設(shè)備。4.11.24600mm(包，壁厚附加量CQ235-A。150℃，此時(shí)彈性模量E=2×105MPa。試計(jì)算當(dāng)塔筒體、封頭的有效壁厚te

=8mm①塔筒體、封頭穩(wěn)定性是否滿足要求？假設(shè)要滿足穩(wěn)定性要求，筒體、封頭的設(shè)計(jì)名義厚度tn

應(yīng)為多少？te

=8mm時(shí)滿足穩(wěn)定性要求，應(yīng)加多少個(gè)加強(qiáng)圈？承受等邊角鋼(100×100×10)(Q235-A)做加強(qiáng)圈，能否滿足慣性矩要求？4.12.194mm×24mm，12CrMo，實(shí)23mm，管子腐蝕裕量C2多少？

=1mm，設(shè)計(jì)溫度400℃，計(jì)算內(nèi)管可承受的最大外壓力是4.13.5000mm，20230mm〔切線間長度，兩端均為球20R，4mm，s

=220MPa，E=2.1×105MPa，μ=0.3，當(dāng)塔內(nèi)操0.01MPa〔絕壓〕時(shí)，由穩(wěn)定性計(jì)算塔的最小壁厚。習(xí)題4.14.某真空容器內(nèi)直徑3000mm，切線間長度5000mm，兩端為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封Q235A，常溫下操作，s2mm，由穩(wěn)定性設(shè)計(jì)容器壁厚。

=220MPaE=2.1×105MPa，=0.3，取壁厚附加量習(xí)題4.15.Di

=620mm，壁厚4mm，長6000mm，材料OCr19Ni9。其s

=220MPa，E=1.95×105MPa=0.3，中和器常壓操作，外有夾套水冷卻，水壓為0.2MPa。試校核此中和器的穩(wěn)定性。s

=235MPa，E=2×15MPa，=0.2023mm，5000mm〔封頭與殼體切線的距離，兩端為標(biāo)準(zhǔn)2mm，求容器的最大許用真空度。4.17．一薄器管子受外壓作用，尺寸為L﹑D，厚度t，材料性能E﹑H。t經(jīng)gLLcr

,P=0.2MPa,cr

=0.4tcr

,試確定當(dāng)圓管子中間加一足夠剛性的加強(qiáng)圈時(shí)，管子的最大允許外壓值。承受設(shè)計(jì)外壓。試計(jì)算錐殼厚度為多少時(shí)，錐殼不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)？4.19．圖示組合外壓容器，上端為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，當(dāng)另轉(zhuǎn)換系數(shù)K=0.9，下端P=0.1MPaE=2×105MPaRi

y

=250MPa。計(jì)算半球封頭和橢圓封頭不失穩(wěn)所需的最小計(jì)算壁厚。4.20.4-71所示為一立式夾套反響容器，兩端均承受橢圓形封頭。反響器圓PW

=3.0MPa，工作溫度TW

頂部設(shè)有爆破片，圓筒內(nèi)徑Di

=1000mmL=4000mm，材料為16MnR，腐蝕裕量C 2卻水，溫度10℃，最高壓力0.4MPaDi

=1100mm，腐蝕裕量C2

=1mm，焊接接頭系數(shù)=0.85。試進(jìn)展如下設(shè)計(jì)：①確定各設(shè)計(jì)參數(shù)；②計(jì)算并確定為保證足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，內(nèi)筒和夾套的厚度；③確定水壓試驗(yàn)壓力，并校核在水壓試驗(yàn)時(shí)，各殼體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是否滿足要求。400mm，690kPa，并視封頭周邊為固定。當(dāng)假定板中的彎曲應(yīng)力不允許超過82MPa，試求封頭的厚度。取E=2105MPa，=0.3。19194.22.Di

算δ，腐蝕裕量C=2mm，2焊接接頭系數(shù)=0.8；在圓筒和封頭上焊有三個(gè)接收〔方位見圖4-7220號(hào)無縫鋼管，接收a規(guī)格為89×6.0，接收b規(guī)格為219×8，接收c規(guī)格為159×6，試問上述開孔構(gòu)造是否需要補(bǔ)強(qiáng)？4.23.具有橢圓形封頭的臥式氯甲烷〔可燃液化氣體〕儲(chǔ)罐，內(nèi)徑，厚度，儲(chǔ)該容器安全泄放量。4.24.3mm5mm，墊片平500mm2MPa150℃，40Cr196MPa，15