武漢工程大學(xué)_壓力容器及過(guò)程設(shè)備_過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)_問(wèn)答題

1、1壓力容器按設(shè)計(jì)壓力分為哪四個(gè)壓力等級(jí)？具壓力容器按設(shè)計(jì)壓力分為哪四個(gè)壓力等級(jí)？具體怎樣劃分的？體怎樣劃分的？答：低壓容器0.11.6MPapMPa??；中壓容器1.610MPapMPa??；高壓容器10100MPapMPa??；超高壓容器100pMPa?。2在進(jìn)行塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮了哪幾種載在進(jìn)行塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮了哪幾種載荷？答：主要考慮了壓力載荷、風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷、質(zhì)量載荷。3臥式容器的支座布置有何特點(diǎn)？臥式

2、容器的支座布置有何特點(diǎn)？答：一般為雙鞍座，一邊固定、一邊活動(dòng)；鞍座位置A不宜大于0.2L當(dāng)需要時(shí)，A最大不得大于0.25L，且盡量滿足A小于或等于0.5aR。4管殼式換熱器有哪幾種基本類型？管殼式換熱器有哪幾種基本類型？答：有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U形管換熱器、填料函式換熱器和釜式換熱器等五種類型。5攪拌容器在什么情況下要設(shè)置換熱元件？其換攪拌容器在什么情況下要設(shè)置換熱元件？其換熱元件有哪幾種形式？熱元件有哪幾種形式？答：有傳熱

3、要求的攪拌容器，為維持反應(yīng)的最佳溫度，需要設(shè)置換熱元件，常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤(pán)管兩種形式。1邊緣應(yīng)力有何特征？工程上是如何處理的？邊緣應(yīng)力有何特征？工程上是如何處理的？答：邊緣應(yīng)力具有局部性和自限性兩種特性。除了分析設(shè)計(jì)必須作詳細(xì)的應(yīng)力分析以外，對(duì)于靜載荷下塑性材料的容器，在設(shè)計(jì)中一般不作具體計(jì)算，而采取結(jié)構(gòu)上作局部調(diào)整的方法，限制其應(yīng)力水平。這些方法不外是在連接處采用撓性結(jié)構(gòu)，如不同形狀殼體的圓弧過(guò)渡，不等厚殼體的削薄連接等；或采

4、取局部加強(qiáng)措施，或減少外界引起的附加應(yīng)力，如焊接殘余應(yīng)力、支座處的集中應(yīng)力、開(kāi)孔接管的應(yīng)力集中等。但是對(duì)于承受低溫或循環(huán)載荷的容器，或用脆性較大的材料制造的容器，因過(guò)高的邊緣應(yīng)力使材料對(duì)缺陷十分敏感，可能導(dǎo)致容器的疲勞失效或脆性破壞，因而在設(shè)計(jì)中必須核算不連續(xù)應(yīng)力。2在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要比圓筒厚得多？比圓筒厚得多？答：因?yàn)楸“宓淖畲髴?yīng)力與成正比，而圓max?2()R?筒中的薄膜

5、應(yīng)力與成正比，所以在同樣條件下()R?薄板的最大應(yīng)力比圓筒中的薄膜應(yīng)力大得多，因此薄板厚度較圓筒大得多。3凸形封頭設(shè)直邊段有什么意義？凸形封頭設(shè)直邊段有什么意義？答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開(kāi)封頭的邊緣應(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)力集中系數(shù)。4在圓筒體上開(kāi)橢圓孔應(yīng)如何布置長(zhǎng)短軸的方在圓筒體上開(kāi)橢圓孔應(yīng)如何布置長(zhǎng)短軸的方位？位？答：由于圓筒體的周向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的2倍，所以在圓筒體上開(kāi)橢圓孔時(shí)使其長(zhǎng)軸與筒體軸線垂直，短軸與筒體軸線平行受力狀況合理。

6、5在計(jì)算塔設(shè)備地震彎矩時(shí)如何考慮高振型的影在計(jì)算塔設(shè)備地震彎矩時(shí)如何考慮高振型的影響？響？答：當(dāng)HD＞15或塔設(shè)備高度大于等于20m時(shí)，還必須考慮高振型的影響。一種簡(jiǎn)化的近似算法是按第一振型的計(jì)算結(jié)果估算地震彎矩，即。11.25IIIIEEMM???6Ⅰ級(jí)管束與Ⅱ級(jí)管束有何區(qū)別？各適用于何種Ⅰ級(jí)管束與Ⅱ級(jí)管束有何區(qū)別？各適用于何種工況？工況？答：Ⅰ級(jí)管束由較高精度的換熱管組成，Ⅱ級(jí)管束由普通精度的換熱管組成。Ⅰ級(jí)管束適用于無(wú)相變、大流速

7、和易產(chǎn)生振動(dòng)等苛刻工況；Ⅱ級(jí)管束適用于重沸、冷凝傳熱和無(wú)振動(dòng)的工況。7攪拌反應(yīng)器的密封裝置有哪幾種？各有什么特?cái)嚢璺磻?yīng)器的密封裝置有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？點(diǎn)？答：攪拌反應(yīng)器的密封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。填料密封的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于制造，適用于低壓，低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合。機(jī)械密封的特點(diǎn)是耗功小，泄漏量低，密封可靠，使用壽命長(zhǎng)，在攪拌反應(yīng)器中得到了廣泛應(yīng)用。1圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個(gè)危險(xiǎn)？為什么？圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個(gè)危險(xiǎn)？為什么？答：

8、圓筒體上縱焊縫比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。因?yàn)閳A柱形容器受均勻內(nèi)壓作用時(shí)，壁內(nèi)各處的周向薄膜應(yīng)p力是經(jīng)向薄膜應(yīng)力的兩倍，而縱焊縫承受周????向薄膜應(yīng)力，環(huán)焊縫承受經(jīng)向薄膜應(yīng)力。因????此圓柱形容器筒體上縱焊縫要比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。2試比較承受橫向均布載荷作用的圓形薄板，在試比較承受橫向均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡(jiǎn)支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的周邊簡(jiǎn)支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小和位置。大小和位置。答：周邊簡(jiǎn)支圓板的最大應(yīng)力在板中心，

9、周邊固支圓板的最大應(yīng)力在板周邊；而周邊簡(jiǎn)支及周邊固支圓板的最大撓度均在板中心；同樣條件下，簡(jiǎn)支時(shí)的最大撓度是固支時(shí)的4倍，最大應(yīng)力是固支時(shí)的1.65倍，因此，使圓板接近固支受載，可使其應(yīng)力及變形顯著減小。5三個(gè)幾何尺寸相同的承受周向外壓的薄壁短圓三個(gè)幾何尺寸相同的承受周向外壓的薄壁短圓筒，其材料分別為碳素鋼筒，其材料分別為碳素鋼()，鋁合金（，鋁合金（52202100.3eLRMPaEMPa?????），和銅（），和銅（51100.71

10、00.3eLRMPaEMPa?????），試問(wèn)哪一個(gè)圓），試問(wèn)哪一個(gè)圓51001.1100.31eLRMPaEMPa?????筒的臨界壓力最大，為什么？筒的臨界壓力最大，為什么？答：碳素鋼圓筒的臨界壓力最大。因?yàn)樘妓劁摰膹椥阅Ａ縀大。1橢圓形封頭和碟形封頭為什么均帶有直邊？橢圓形封頭和碟形封頭為什么均帶有直邊？答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開(kāi)封頭的邊緣應(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)力集中系數(shù)。4試述波形膨脹節(jié)的作用？試述波形膨脹節(jié)的作用？答：降低由于

11、管束和殼體間熱膨脹差所引起的管板應(yīng)力、換熱管與殼體上的軸向應(yīng)力以及管板與換熱管間的拉脫力。5機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是什么？常用有哪機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是什么？常用有哪兩種形式？?jī)煞N形式？答：機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是避免介質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。常用的有填料密封和機(jī)械密封兩種形式。1壓力容器按設(shè)計(jì)壓力分為哪四個(gè)壓力等級(jí)？具壓力容器按設(shè)計(jì)壓力分為哪四個(gè)壓力等級(jí)？具體怎樣劃分的？體怎樣劃分的？答：低壓容器0

12、.11.6MPapMPa??；中壓容器1.610MPapMPa??；高壓容器10100MPapMPa??；超高壓容器100pMPa?。2在進(jìn)行塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮了哪幾種載在進(jìn)行塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮了哪幾種載荷？答：主要考慮了壓力載荷、風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷、質(zhì)量載荷。3臥式容器的支座布置有何特點(diǎn)？臥式容器的支座布置有何特點(diǎn)？答：一般為雙鞍座，一邊固定、一邊活動(dòng)；鞍座位置A不宜大于0.2L當(dāng)需要時(shí)，A最大不得大于0.25L，

13、且盡量滿足A小于或等于0.5aR。4管殼式換熱器有哪幾種基本類型？管殼式換熱器有哪幾種基本類型？答：有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U形管換熱器、填料函式換熱器和釜式換熱器等五種類型。5攪拌容器在什么情況下要設(shè)置換熱元件？其換攪拌容器在什么情況下要設(shè)置換熱元件？其換熱元件有哪幾種形式？熱元件有哪幾種形式？答：有傳熱要求的攪拌容器，為維持反應(yīng)的最佳溫度，需要設(shè)置換熱元件，常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤(pán)管兩種形式。1邊緣應(yīng)力有何特征？工程上是如

14、何處理的？邊緣應(yīng)力有何特征？工程上是如何處理的？答：邊緣應(yīng)力具有局部性和自限性兩種特性。除了分析設(shè)計(jì)必須作詳細(xì)的應(yīng)力分析以外，對(duì)于靜載荷下塑性材料的容器，在設(shè)計(jì)中一般不作具體計(jì)算，而采取結(jié)構(gòu)上作局部調(diào)整的方法，限制其應(yīng)力水平。這些方法不外是在連接處采用撓性結(jié)構(gòu)，如不同形狀殼體的圓弧過(guò)渡，不等厚殼體的削薄連接等；或采取局部加強(qiáng)措施，或減少外界引起的附加應(yīng)力，如焊接殘余應(yīng)力、支座處的集中應(yīng)力、開(kāi)孔接管的應(yīng)力集中等。但是對(duì)于承受低溫或循環(huán)載荷

15、的容器，或用脆性較大的材料制造的容器，因過(guò)高的邊緣應(yīng)力使材料對(duì)缺陷十分敏感，可能導(dǎo)致容器的疲勞失效或脆性破壞，因而在設(shè)計(jì)中必須核算不連續(xù)應(yīng)力。2在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要比圓筒厚得多？比圓筒厚得多？答：因?yàn)楸“宓淖畲髴?yīng)力與成正比，而圓max?2()R?筒中的薄膜應(yīng)力與成正比，所以在同樣條件下()R?薄板的最大應(yīng)力比圓筒中的薄膜應(yīng)力大得多，因此薄板厚度較圓筒大得多。3凸形封頭設(shè)直邊段有

16、什么意義？凸形封頭設(shè)直邊段有什么意義？答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開(kāi)封頭的邊緣應(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)力集中系數(shù)。4在圓筒體上開(kāi)橢圓孔應(yīng)如何布置長(zhǎng)短軸的方在圓筒體上開(kāi)橢圓孔應(yīng)如何布置長(zhǎng)短軸的方位？位？答：由于圓筒體的周向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的2倍，所以在圓筒體上開(kāi)橢圓孔時(shí)使其長(zhǎng)軸與筒體軸線垂直，短軸與筒體軸線平行受力狀況合理。5在計(jì)算塔設(shè)備地震彎矩時(shí)如何考慮高振型的影在計(jì)算塔設(shè)備地震彎矩時(shí)如何考慮高振型的影響？響？答：當(dāng)HD＞15或塔設(shè)備高度大于等

17、于20m時(shí)，還必須考慮高振型的影響。一種簡(jiǎn)化的近似算法是按第一振型的計(jì)算結(jié)果估算地震彎矩，即。11.25IIIIEEMM???6Ⅰ級(jí)管束與Ⅱ級(jí)管束有何區(qū)別？各適用于何種Ⅰ級(jí)管束與Ⅱ級(jí)管束有何區(qū)別？各適用于何種工況？工況？答：Ⅰ級(jí)管束由較高精度的換熱管組成，Ⅱ級(jí)管束由普通精度的換熱管組成。Ⅰ級(jí)管束適用于無(wú)相變、大流速和易產(chǎn)生振動(dòng)等苛刻工況；Ⅱ級(jí)管束適用于重沸、冷凝傳熱和無(wú)振動(dòng)的工況。7攪拌反應(yīng)器的密封裝置有哪幾種？各有什么特?cái)嚢璺磻?yīng)器的密

18、封裝置有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？點(diǎn)？答：攪拌反應(yīng)器的密封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。填料密封的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于制造，適用于低壓，低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合。機(jī)械密封的特點(diǎn)是耗功小，泄漏量低，密封可靠，使用壽命長(zhǎng)，在攪拌反應(yīng)器中得到了廣泛應(yīng)用。1圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個(gè)危險(xiǎn)？為什么？圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個(gè)危險(xiǎn)？為什么？答：圓筒體上縱焊縫比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。因?yàn)閳A柱形容器受均勻內(nèi)壓作用時(shí)，壁內(nèi)各處的周向薄膜應(yīng)p力是經(jīng)向薄膜應(yīng)力的兩倍，而縱焊縫承受周??

19、??向薄膜應(yīng)力，環(huán)焊縫承受經(jīng)向薄膜應(yīng)力。因????此圓柱形容器筒體上縱焊縫要比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。2試比較承受橫向均布載荷作用的圓形薄板，在試比較承受橫向均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡(jiǎn)支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的周邊簡(jiǎn)支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小和位置。大小和位置。答：周邊簡(jiǎn)支圓板的最大應(yīng)力在板中心，周邊固支圓板的最大應(yīng)力在板周邊；而周邊簡(jiǎn)支及周邊固支圓板的最大撓度均在板中心；同樣條件下，簡(jiǎn)支時(shí)的最大撓度是固支時(shí)的4倍，最

20、大應(yīng)力是固支時(shí)的1.65倍，因此，使圓板接近固支受載，可使其應(yīng)力及變形顯著減小。5三個(gè)幾何尺寸相同的承受周向外壓的薄壁短圓三個(gè)幾何尺寸相同的承受周向外壓的薄壁短圓筒，其材料分別為碳素鋼筒，其材料分別為碳素鋼()，鋁合金（，鋁合金（52202100.3eLRMPaEMPa?????），和銅（），和銅（51100.7100.3eLRMPaEMPa?????），試問(wèn)哪一個(gè)圓），試問(wèn)哪一個(gè)圓51001.1100.31eLRMPaEMPa????

21、?筒的臨界壓力最大，為什么？筒的臨界壓力最大，為什么？答：碳素鋼圓筒的臨界壓力最大。因?yàn)樘妓劁摰膹椥阅Ａ縀大。1橢圓形封頭和碟形封頭為什么均帶有直邊？橢圓形封頭和碟形封頭為什么均帶有直邊？答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開(kāi)封頭的邊緣應(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)力集中系數(shù)。4試述波形膨脹節(jié)的作用？試述波形膨脹節(jié)的作用？答：降低由于管束和殼體間熱膨脹差所引起的管板應(yīng)力、換熱管與殼體上的軸向應(yīng)力以及管板與換熱管間的拉脫力。5機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是什么？