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一、复习要点1.第一、三、四、五、六、七章重点,填空,判断,选择;2.计算主要集中在三、四、七章,问答三、四、五、七或八章。3.薄膜理论及内压容器的设计(壁厚),外压容器的临界压力,管壳式换热器的温差应力与拉脱力等等。4.特别注意课后题、课程要点及书中例题:P81例3-1,3-2;P101例4-1,4-2,4-3,4-4;P139例5-1;5-2;P218例7-1等。二、复习题型1.判断1正火:将加热到临界点以上的一定温度,保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷却下来,冷却速度比退火快,因而晶粒细化。2.退火:把工件加热到临界点以上的一定温度,保温一段时间,然后随炉一起冷却下来,得到接近平衡状态组织的热处理方法。3.淬火:将钢加热至淬火温度(临界点以30~50oC)并保温一定时间,然后再淬火剂中冷却以得到马氏体组织的一种热处理工艺。淬火可以增加工件的硬度、强度和耐磨性。4.回火:在零件淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却处理工艺。回火可以降低和消除工件淬火后的内应力,使组织趋于稳定,并获得技术上所要求的性能。5.材料的冲击韧度αk值越高,则其塑性指标δ5也高,反之,当材料的δ5高,则αk值也一定高6.欲提高法兰的刚度,则应加大法兰的外径,增加法兰的厚度,减小螺栓力作用的力臂7.按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力,薄膜应力是沿壳体法线方向均匀分布的8.开孔的等面积补强,是说补强面积应等于开孔的园面积。9.一卧式容器有三个鞍式支座,应选一个A型,两个B型的。10.只要管子的公称直径一定,它的外径也就确定了。11.折流板固定时,一边可焊在筒体壁上,一边可焊在拉杆上。12.在一般回转薄壳上,同一纬线上各点的周向应力相同而经向应力不同。13.只要管子的公称直径一定,它的外径也就确定了。14.在一般回转薄壳上,同一纬线上各点的周向应力相同而经向应力不同。15.厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板,其屈服点是不同的,且60mm厚钢板的σs大于6mm厚钢板的σs.16.依据弹性失效理论,容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs(t)时,即宣告该容器已经”失效”.17.安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小.18.在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔,应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。19.薄壁回转壳体中任一点,只要该点的两个曲率半径RR21,则该点的两向应力m。20.因为内压薄壁圆筒的两向应力与壁厚成反比,当材质与介质压力一定时,则壁厚大的容器,壁内的应力总是小于壁厚小的容器。21.按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力,薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。2.选择题1、有效厚度、名义厚度、计算厚度、设计厚度的关系2、一台外压容器直径1800mm,圆筒壳长2500mm,两端为半球形封头,其外压计算长度为()a.2800mmb.3100mmc.3500mm3、对于铁基合金,其屈服点随着温度的升高而()a.升高b.不变c.降低4、外压圆筒的计算长度:指的是两相邻刚性构件之间的()距离。a.最大b.最小c.平均5、U型管式换热器能进行机械清洗的空间()a.只有管程b.只有壳程c.管程及壳程均可6、设计压力为8MPa的压力容器属于()a.低压容器b.中压容器c.高压容器7.、指出下列压力容器温度与压力分级范围温度分级温度范围(ºC)压力分级压力范围(Mpa)常温容器-20ºC~200ºC低压容器0.1≤P<1.6中温容器壁温在常温和高温之间中压容器1.6≤P<10高温容器壁温达到材料蠕变温度高压容器10≤P<100低温容器壁温低于-20ºC超高压容器P≥100浅冷容器壁温在-20ºC至-40ºC之间真空容器器外一个大气压,内部为真空或低于常压深冷容器壁温低于-40ºC——3.填空1、有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃,且装有安全阀,试确定该容器的设计压力p=()Mpa;计算压力pc=()Mpa;水压试验压力pT=()Mpa。2、有一立式容器,下部装有10m深,密度为ρ=1200㎏/m3的液体介质,上部气体压力最高达0.5Mpa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=()Mpa;计算压力pc=()Mpa;水压试验压力pT=()Mpa。3.标准碟形封头之球面部分内径Ri=()Di;过渡圆弧部分之内半径r=()Di。4.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是()弯曲应力,且最大应力在圆平板的()处;若周边间支,最大应力是()和()弯曲应力,且最大应力在圆平板的()处。6.凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se不论理论计算值怎样小,当K≤1时,其值应不小于封头内直径的()﹪;当K1时,Se应不小于封头内直径的()﹪。7.对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚Smin=()mm;对于高合金钢制的容器,其最小壁厚Smin=()mm。8.对碳钢、16MnR、15MnNbR和正火的15MVR钢板制容器,液压试验时,液体温度不低于()℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于()℃。6.δ、Ψ是金属材料的()指标;σb、σs是材料的()指标;αk是材料的()指标。7.边缘应力的两大特点是()和()。8.内压薄壁封头和壳体的强度计算公式是以()理论为基础,采用()失效准则,以()强度理论建立强度条件而推导出来的。9.在鞍座标记“JB/T4721—92鞍座A2600—F”中,“A”表示(),“2600”表示(),“F”表示()。10.卧式容器的支座有三种:()、()、()。11.列管式换热器的管子与管板有()、()、()三种连接形式。12.一台夹套容器,内压为0.2Mpa,夹套内压力为1.6Mpa,那么筒体的壁厚应按()压设计,设计压力为();按()压校核,压力为()14.15.有一容器,其最高气体工作压力为1.6MPa,无液体静压作用,工作温度≤150℃,且装有安全阀,试确定该容器的设计压力P=MPa;计算压力PC=MPa;水压试验压力PT=MPa16.焊缝区的强度取决于()、()和()。设计所需的焊接接头系数大小主要根据()和()确定。17.受外压的长园筒,侧向失稳时波形数n=;短园筒侧向失稳时波形数为n≥的整数.19.法兰连接结构,一般是由()件、()件和()三部分组成。1)在法兰密封所需要的预紧力一定时,采取适当减小螺栓()和增加螺栓的()的办法,对密封是有利的。2)提高法兰刚度的主要途径是();();();3)制定法兰标准尺寸系列时,是以()材料,在()时的力学性能为基础的。4)法兰公称压力的确定与法兰的最大()、()和()三个因素有关。5)卧式容器双鞍座设计中,容器的计算长度等于()长度加上两端凸形封头曲面深度的()。6)配有双鞍式支座设计中,其筒体的危险截面可能出现在()处和()。7)卧式容器双鞍式支座设计中,筒体的最大轴向总应力的验算条件是:轴向拉应力为:()轴向压应力为:()。20.在填料塔的喷淋装置中,常用的三种类型是()、()、()。21.自支撑式塔设备设计时,除了考虑操作压力以外,还必须考虑()、()、()、()等载荷。4、简答题1.薄膜理论的基本假设有哪些?2.写出薄膜应力的两个方程,并说明式中字母的含义及两个方程的应用条件。3.指出球体、圆筒、椭球、碟形、锥形壳体的第一和第二曲率半径及薄膜应力的计算公式。4.管子在管板上排列的标准形式有哪些?各适用于什么场合?5.什么叫外压圆筒的临界压力?影响临界压力的因素有哪些?外压圆筒壁厚设计时系数A指的是什么,写出A,B及外压容器[p]图算的推导过程。6.列管式换热器主要有哪几种?各有何优缺点?7.列管式换热器机械设计包括哪些内容?8.换热管在管板上有哪几种固定方式?各适用范围如何?9.何谓管子拉脱力?如何定义?产生原因是什么?10.为什么双鞍式支座的最佳位置为A≤0.2L且尽可能使A≤0.5Ri?11.管子在管板上排列的标准形式有哪些?各适用于什么场合?12、固定管板式换热器中温差应力是如何产生的,并画图列式说明?有哪些补偿温差应力的措施?5、计算题及分析题1.有一外径为228mm的氧气瓶,最小壁厚为δ=7.5mm,材质为40Mn2A,工作压力为16MPa,试求氧气瓶筒壁内的应力。2.某厂生产的锅炉汽包,其工作压力为2.5Mpa,汽包圆筒的平均直径为816mm,壁厚为16mm,试求汽包圆筒壁被的薄膜应力和m。3.有一承受气体内压的圆筒形容器,两端封头均为椭圆形封头,已知:圆筒平均直径为2030mm,筒体与封头厚度均为30mm,工作压力为3Mpa,试求;⑴圆筒壁内的最大工作压力;⑵若封头椭圆长,短半轴之比分别为2,2,2.5时,计算封头上薄膜应力的和m的最大值并确定其所在的位置。4.校验旧气瓶。资料记载该气瓶材质为40Mn2A,系无缝钢管收口而成。实测其外径为219mm,最小壁厚为6.5mm。查材料手册得该材料的σb=785MPa,σs=510MPa,d5=18%。(1)常温下可否充15MPa氧气?(2)如强度不够,最高允许工作压力多少?5.某化工厂反应釜,内径为1600mm,工作温度为5℃~105℃,工作压力为1.6MPa,釜体材料选用0Cr18Ni9Ti。采用双面焊对接接头,局部无损探伤,凸形封头上装有安全阀,试设计釜体厚度。材质:0Cr18Ni9Ti[σ]t=112.9MPa(按教材附录9表16-2,内插法取值)[σ]=137MPa;σs=210Mpa6.设计乙烯精馏塔。由工艺计算得出塔体公称直径为600mm,工作压力为2.2MPa(不计液注高度),工作温度t=-3~-20℃,塔体保温。确定该塔壁厚及选用的材料。7.设计锅炉汽包的筒体壁厚。工作压力为15.6MPa,工作温度为350℃,其内径为1300mm。8.有一库存很久的气瓶,其材质为16MnR,圆筒体外径为Do=219mm,系无缝钢管(Φ=1.0)收口而成,实测其最小壁厚为6.5mm(C1=0),已知材料的σb=540Mpa(nb=3),σs=260Mpa(ns=1.6),设计温度为常温。今欲充15MPa的压力使用,问强度是否够?如果强度不够,该氧气瓶的最大允许工作压力是多少?(取C2=1mm)9.设计容器筒体和封头厚度。已知内径Di=1400mm,计算压力pc=1.8MPa,设计温度为40℃,材质为15MnVR,介质无大腐蚀性.双面焊对接接头,100%探伤。封头按半球形、标准椭圆形和标准碟形三种形式算出其所需厚度,最后根据各有关因素进行分析,确定一最佳方案。10.有一台聚乙烯聚合釜,其外径为D0=1580mm,高L=7060mm(切线间长度),有效厚度Se=11mm,材质为0Cr18Ni9Ti,试确定釜体的最大允许外压力。(设计温度为200℃);查表得Et=1.84×105MPa11.试验算固定管板式换热器的拉脱力,1)已知条件如下:项目管子壳体操作压力MPa操作温度℃材质线膨胀系数1/℃弹性模数MPa许用应力MPa1.02001011.8×10-60.21×1061120.6120Q235-B11.8×10-60.21×106124.6尺寸mm管子根数排列方式管间距mm管子与管板连接结构:胀接长度mm许用拉脱力MPa¢25×2.5×1500501正三角形a=32开槽胀接l=29[q]=4.0¢800×612.对于内压和外压操作的塔设备,它们的最大组合轴向压应力各出现在什么工况下?给出简单计算公式,并绘出危险截面2—2(塔体与裙座连接焊缝处的截面)上的应力分布图。13、下列情况下危险截面组合应力分布图1、内压操作塔设备最大组合轴向压应力223222max。(如图8-57)2、内压操作塔设备最大组合轴向拉应力2232221max。(如图8-58)图8-57图8-583、外压操作塔设备最大组合轴向压应力2232221max。(如图8-59)4、外压操作塔设备最大组合轴向拉应力222223max。(如图
本文标题:化工机械设备期末考试大复习
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