化工設(shè)備書后習(xí)題

化工設(shè)備書后習(xí)題第一章化工設(shè)備概述習(xí)題：1-1什么是化工設(shè)備和壓力容器？它們有何特點(diǎn)？1-2為什么要對(duì)壓力容器進(jìn)行分類？其中，按《容規(guī)》分類有何意義？共分為幾類？1-310m3的液氨儲(chǔ)罐屬于那一類容器？1-4什么是薄壁容器、高壓容器、反應(yīng)壓力容器和換熱壓力容器？1-5對(duì)化工設(shè)備有何基本要求？怎樣才能使其安全可靠的運(yùn)行？1-6壓力容器用材有哪些基本要求選材時(shí)應(yīng)遵循什么原則？1-7有普通碳素鋼做壓力容器用材，應(yīng)有那些限制條件？為什么？1-8中國(guó)GB150-1998《鋼制壓力容器》和JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有何不同？其中，GB150-1998包括那些主要內(nèi)容？第二章化工設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算基礎(chǔ)習(xí)題：2-1如習(xí)題2-1圖所示帶折邊的錐形封頭，是確定其上A、B、C各點(diǎn)處的第一和第二曲率半徑，以及相應(yīng)的曲率中心。2-2設(shè)一圓筒形殼體承受氣體內(nèi)壓p，圓筒殼體中間面直徑為D，厚度為δ，失球圓筒形殼體中的應(yīng)力。若殼體材料有20R（σb=400MPa，σ=245MPa）改為16MnR（σb=510MPa，σ=345MPa）時(shí)，圓筒形殼體中的應(yīng)力姜如何變化？為什么？2-3試分析橢圓行封頭長(zhǎng)短軸之比分別為2、2、3的受力特點(diǎn)，并求出該封頭在這三種情況下出現(xiàn)最大和最小環(huán)向應(yīng)力、經(jīng)向應(yīng)力的位置。2-4如習(xí)題2-4圖所示，對(duì)一標(biāo)準(zhǔn)橢圓形風(fēng)頭進(jìn)行應(yīng)力測(cè)定。該封頭中間面的長(zhǎng)軸D=1000mm，厚度δ=10mm，現(xiàn)測(cè)得E點(diǎn)（某=0）處的環(huán)向應(yīng)力為50MPa.cihi壓力表A表示為1MPa，壓力表B指示為2MPa，試問哪一只壓力表不準(zhǔn)確，為什么？2-5有一密閉平底平蓋圓筒形容器，垂直放置在基礎(chǔ)上。內(nèi)徑Di、厚度為δ、高度為H，內(nèi)裝有密度為ρ的液體，頁面高度為0.6H，現(xiàn)測(cè)得的液面上的壓力為p0。試求圓筒體1/2深度處器壁上的環(huán)向應(yīng)力和經(jīng)向應(yīng)力。2-6舉例說明連接邊緣及邊緣應(yīng)力的概念。2-7邊緣應(yīng)力有何特點(diǎn)？在那些情況下應(yīng)注意邊緣盈利的影響？2-8單層厚壁圓筒應(yīng)力狀況與薄壁通體有何不同？其延壁厚方向的應(yīng)力分布有什么特征？2-9單層厚壁圓筒同時(shí)承受內(nèi)壓pi和外壓po作用時(shí)，能否用Δp=pi-po帶入僅受內(nèi)壓或外壓的應(yīng)力計(jì)算式來計(jì)算厚壁圓筒的應(yīng)力，為什么？2-10一單層厚壁圓筒，內(nèi)徑為3100mm，壁厚為165mm，承受的內(nèi)壓力為150MPa，試求該圓筒體內(nèi)壁和外壁上的三向應(yīng)力值，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制三向應(yīng)力沿壁厚的分布圖。2-11單層厚壁圓筒在外壓和溫差應(yīng)力同時(shí)作用時(shí)，其綜合應(yīng)力沿壁厚如何分布？第三章內(nèi)壓薄壁容器習(xí)題：3-1為什么在壓力容器厚度計(jì)算公式中引入焊接接頭系數(shù)φ？3-2什么是厚度附加值？它包含那些內(nèi)容？各有什么含義？3-3為什么要規(guī)定容器的最小厚度δmin？是如何規(guī)定的？3-4按形狀不同可將封頭分為哪幾種？它們?cè)诔休d能力和制造難易上有何差別？3-5橢圓形封頭、碟形封頭和折邊錐形封頭的直邊段有何功用？3-6為何要對(duì)容器進(jìn)行壓力測(cè)試？壓力測(cè)試有幾種？各在什么情況下采用？3-7某內(nèi)壓圓筒的已知條件為：實(shí)際壓力p=1.8MPa，設(shè)計(jì)溫度t=100℃，圓通內(nèi)徑Di=1000mm，選用Q235-A，焊縫洗漱φ=0.85，工作介質(zhì)有輕微腐蝕性，試求筒體壁厚。3-8某化工廠欲設(shè)計(jì)一臺(tái)是有氣分離工程中的乙烯精餾塔。已知：塔體內(nèi)徑Di=600mm，設(shè)計(jì)壓力p=2.2MPa，工作溫度為-20～-3℃，選用材料為16MnR的鋼板制造，單面焊，局部無損檢驗(yàn)，試確定其厚度3-9設(shè)計(jì)一臺(tái)不銹鋼（0Cr18Ni10Ti）承壓容器，功過壓力為1.6MPa，裝防爆片防爆，工作溫度150℃，容器內(nèi)徑1.2m，縱向焊縫為雙面對(duì)接焊，進(jìn)行局部探傷。（1）試確定筒體厚度：（2）確定合理的封頭形式機(jī)器厚度。3-10某化工廠一容器的下封頭為無折邊錐形封頭，設(shè)計(jì)壓力p=1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度為40℃，直徑Di=800mm，錐體半頂角α=30°，腐蝕裕量C2=1mm，用20R制造，試求無折邊錐形封頭厚度。3-11某廠脫水塔內(nèi)徑為700mm，實(shí)測(cè)壁厚為12mm，用20R制造，工作壓力p=2MPa，工作溫度180℃，采用單面帶墊板對(duì)接焊，局部無損探傷，腐蝕裕量C2=1mm，試校核塔體工作與試壓強(qiáng)度。3-12有一臺(tái)16MnR球形儲(chǔ)罐，內(nèi)徑為4.6m，壁厚為30mm，若焊接系數(shù)φ=1.0，腐蝕裕量C2=2mm，常溫工作，求此罐允許的最大工作壓力。第四章外壓容器習(xí)題：4-1外壓容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？4-2外壓圓筒失穩(wěn)前后，殼壁內(nèi)的應(yīng)力各是什么性質(zhì)？為什么失穩(wěn)過程進(jìn)行的很快？4-3什么是臨界壓力？臨界長(zhǎng)度Lcr的意義是什么？4-4真空容器的設(shè)計(jì)外壓力如何確定？如何進(jìn)行壓力試驗(yàn)？4-5在外壓圓筒上是指加強(qiáng)圈的目的是什么？4-6有一臺(tái)分餾塔，塔的內(nèi)徑為2000mm，塔身（包括兩端橢圓形封頭的直邊）長(zhǎng)度為6000mm，封頭（不包括直邊）深度500mm。操作溫度為260℃，真空條件下進(jìn)行分餾?，F(xiàn)在有10mm，12mm，14mm，厚的20R鋼板，試問能否用這臺(tái)設(shè)備。其中，腐蝕裕度C2=1.2mm。4-7有一公稱直徑為700mm、有效壁厚為4mm、筒長(zhǎng)為5m的容器，材料為Q235，工作溫度200℃試問該容器能否承受0.1MPa的外壓？若果不能承受應(yīng)家?guī)讉€(gè)加強(qiáng)圈？4-8乙二醇生產(chǎn)中有一臺(tái)真空精餾塔，內(nèi)徑Di=1m，塔高10m，兩端橢圓形封頭，操作溫度t≤200℃，材料為16MnR，若塔體上裝設(shè)兩個(gè)加強(qiáng)圈，試求塔體和封頭的壁厚。其中，腐蝕裕度C2=1mm。4-9已知：某減壓塔的內(nèi)徑為2000mm，塔體長(zhǎng)度6000mm，封頭直邊高度為40mm，深度為500mm，在塔體處有四個(gè)角鋼制成的加強(qiáng)圈，如習(xí)題4-9圖所示。塔的操作溫度為400℃，設(shè)計(jì)外壓力為0.1MPa，塔體材料為16MnR，試確定塔體壁厚及加強(qiáng)圈尺寸。取c2mm，φ=0.8.第五章厚壁容器第六章化工設(shè)備主要零部件習(xí)題：一、問答題6-1標(biāo)準(zhǔn)壓力容器法蘭及其密封面有哪些形式？如何選用？6-2標(biāo)準(zhǔn)管法蘭及其密封面有那些形式？如何選用？6-3常用的法蘭材料有哪些？法蘭的選材原則是什么？6-4壓力容器的公稱直徑、壓力容器法蘭的公稱直徑和管法蘭的公稱直徑有什么區(qū)別？6-5什么是應(yīng)力集中？應(yīng)力集中有何特點(diǎn)？6-6開孔補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)有哪些？如何選擇標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈？6-7壓力容器開孔是否有限制？什么條件下可以不另行補(bǔ)強(qiáng)？6-8耳式支座有帶墊板和不帶墊板兩種，各使用在什么條件下？6-9A型、B型耳式支座有什么區(qū)別？A型、B型支承式支座有什么區(qū)別？6-10支承式支座與裙式支座各使用在什么條件下？6-11為什么鞍式支座必須是F型、S型搭配使用？6-12如何確定鞍式支座的安裝位置？根據(jù)是什么6-13裙式支座有哪兩種？各用于什么條件？6-14人孔和手孔的設(shè)置依據(jù)是什么？如何選取人孔、手孔的類型？6-15視鏡有哪些種類？如何選擇？6-16葉面積的選用原則是什么？葉面積的公稱長(zhǎng)度是指那個(gè)尺寸？6-17安全閥有那些類型？各使用于什么條件？6-18如何選擇爆破片？選用的主要依據(jù)是什么？6-19安全閥在安裝前應(yīng)如何調(diào)試？二、計(jì)算題：6-20已知某反應(yīng)器的內(nèi)徑為900mm，塔的下部有一出料管，公稱直徑100mm，他的最高操作溫度為250℃，最高操作壓力0.25MPa，筒體及管子的材料為Q235-A。試選擇筒節(jié)與封頭的連接法蘭及出料口管法蘭，寫出法蘭標(biāo)記并畫出結(jié)構(gòu)圖。6-21某塔工作壓力2.5MPa，塔內(nèi)徑400mm，塔高18m，塔體18m，塔體用不銹鋼制成，中間用法蘭連接，連接處溫度為-20℃，試確定鏈接發(fā)藍(lán)的類型及材質(zhì).6-22某丙烯塔回流罐，設(shè)計(jì)壓力2.5MPa，設(shè)計(jì)溫度50℃，罐的內(nèi)徑1000mm，法蘭材料16Mn，法蘭材料的許用應(yīng)力我餓150MPa，罐身與端蓋的許用應(yīng)力為170MPa。若罐身和端蓋是法蘭連接，試選擇一合適的標(biāo)準(zhǔn)法蘭及法蘭密封面，并畫出結(jié)構(gòu)圖。6-23一接管公稱直徑200mm，材料16Mn，最高工作壓力3.0MPa，工作溫度250℃，管內(nèi)介質(zhì)腐蝕性一般。確定管法蘭及其密封面的形式和連接尺寸。6-24有一壓力容器，內(nèi)徑Di=3500mm，工作壓力p=3MPa，工作溫度150℃，筒體材質(zhì)16MnR，壁厚38mm。在此容器上開一個(gè)480mm某12mm的人孔，人孔的外伸長(zhǎng)250mm，內(nèi)部與器壁平齊，腐蝕裕量取2mm，開孔未與焊接相交，若用補(bǔ)強(qiáng)圈，確定補(bǔ)強(qiáng)圈的尺寸。6-25一列管式換熱器，內(nèi)徑600mm、殼體壁厚6mm、材質(zhì)20R，殼程操作壓力1MPa、操作溫度150℃，介質(zhì)為甲苯，課題上有一ψ76mm某4mm的平齊式接管，外伸長(zhǎng)150mm，判斷是否需要補(bǔ)強(qiáng)？如需補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)圈規(guī)格為多少6-26有一吸收塔，內(nèi)徑為2800mm，課題材料16MnR，工作壓力1.2MPa，工作溫度100℃，選擇一合適的人孔及其密封面形式。6-27某工廠一臥式潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐年內(nèi)經(jīng)1800mm，殼體壁厚12mm，設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度25℃，容積9.9m3，殼體（包括附件）總重約30kN，殼體材料20g，試選用一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鞍座，確定鞍座的安裝位置并寫出鞍座標(biāo)記。6-28某反應(yīng)釜，操作容積0.8m3，筒體內(nèi)徑1000mm，夾套內(nèi)徑1100mm，總高約3.2m，設(shè)備質(zhì)量1310kg，反應(yīng)釜物料密度1.2kg/m3，反應(yīng)時(shí)，物料占操作容積的80%，夾套介質(zhì)為冷卻水，夾套體積