过程设备设计复习题及答案
一、单选题
1.压力容器导言
1.1所谓高温容器是指下列哪一种：（A ）
A.工作温度在材料蠕变温度以上
B.工作温度在容器材料的无塑性转变温度以上
C.工作温度在材料蠕变温度以下
D.工作温度高于室温
1.2GB150适用下列哪种类型容器：（B ）
A.直接火加热的容器
B.固定式容器
C.液化石油器槽车
D.受辐射作用的核能容器
1.3一个载荷稳定均匀的内压厚壁圆筒最好采用哪种设计准则：（B ）
A 弹性失效
B 塑性失效
C 爆破失效
D 弹塑性失效
1.4有关《容规》适用的压力说法正确的是：（B ）
A.最高工作压力大于0.01MPa(不含液体静压力)
B.最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力)
C.最高工作压力大于1MPa(不含液体静压力)
D.最高工作压力大于等于1MPa(不含液体静压力)
1.5毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器：（C ）
A.Ⅰ类
B.Ⅱ类
C.Ⅲ类
D.不在分类范围
1.6影响过程设备安全可靠性的因素主要有：材料的强度、韧性和与介质的相容性；设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。以下说法错误的是：（ B ）
A.材料强度是指在载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力
B.冲击吸收功是指材料断裂过程中吸收变形能量的能力
C.刚度是过程设备在载荷作用下保持原有形状的能力
D.密封性是指过程设备防止介质或空气泄漏的能力
1.7毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为：（）C
A.<0.1mg/m3
B.0.1~<1.0mg/m3
C.1.0~<10mg/m3
D.10mg/m3
1.8内压容器中，设计压力大小为50MPa的应划分为：（C ）
A.低压容器
B.中压容器
C.高压容器
D.超高压容器
1.9下列属于分离压力容器的是：（C ）
A.蒸压釜
B.蒸发器
C.干燥塔
D.合成塔
2.压力容器应力分析
2.1在厚壁圆筒中，如果由内压引起的应力与温差所引起的热应力同时存在，下列说法正确的是：（D ）
A.内加热情况下内壁应力和外壁应力都有所恶化
B.内加热情况下内壁应力和外壁应力都得到改善
C.内加热情况下内壁应力有所恶化，而外壁应力得到改善
D.内加热情况下内壁应力得到改善，而外壁应力有所恶化
2.2通过对最大挠度和最大应力的比较，下列关于周边固支和周边简支的圆平板说法正确的
是：（A）
A.周边固支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边简支的圆平板
B.周边固支的圆平板仅在刚度方面均优于周边简支的圆平板
C.周边固支的圆平板仅在强度方面均优于周边简支的圆平板
D.周边简支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边固支的圆平板
2.3下列有关受均布外压作用圆筒的失稳情况的叙述，错误的是：（A ）
A.失稳临界压力与材料屈服点无关
B.受均布周向外压的长圆筒的临界压力与L无关
C.很短的圆筒在受均布轴向压缩载荷时将出现对称失稳
D.圆筒的形状缺陷对圆筒的稳定性产生很大影响
2.4下列不属于提高厚壁圆筒屈服承载能力的措施为：（D）
A.增加壁厚
B.采用多层圆筒结构，对内筒施加外压
C.自增强处理
D.采用分析设计的方法
2.5下列有关不连续应力的叙述，错误的为：（C ）
A.不连续应力是由于结构不连续引起变形不协调造成的
B.具有局部性与自限性的特征
C.其危害程度比总体薄膜应力大
D.脆性材料制造的壳体对不连续应力十分敏感
2.6下列关于局部载荷说法正确的是：（）C
A.对管道设备附件设置支架，会增加附件对壳体的影响
B.对接管附件加设热补偿元件，无明显意义
C.压力容器制造中出现的缺陷，会造成较高的局部应力
D.两连接件的刚度差大小与边缘应力无明显关系
2.7外压的短圆筒，失稳时，出现的波形个数为：（C ）
A.两个
B.四个
C.大于两个
D.大于四个
2.8下列关于薄壳应力分析中应用的假设，错误的是：（D ）
A.假设壳体材料连续，均匀，各向同性
B.受载后的形变是弹性小变形
C.壳壁各层纤维在变形后互不挤压
D.壳壁各层纤维在变形后互相挤压
2.9关于薄圆平板的应力特点，下列表述错误的是：（B ）
A.板内为二向应力，切应力可予以忽略
B.正应力沿板厚分布均匀
C.应力沿半径分布与周边支承方式有关
D.最大弯曲应力与（R/t）的平方成正比
3.压力容器材料及环境和时间对其性能的影响
3.1在压力容器制造过程中应用最广的焊接方法是：（A ）
A.熔焊
B.压焊
C.钎焊
D.点焊
3.2一般高压容器的平盖制造用的钢材是：（C ）
A.钢板
B.钢管
C.锻件
D.铸件
3.3在焊接中力学性能得到明显改善，是焊接接头中组织和性能最好的区域是：（B ）
A.过热区
B.正火区
C.融合区
D.焊缝
3.4下列不属于压力容器焊接结构的设计应遵循的原则的是：（D）
A.尽量采用对接接头结构，不允许产生未熔透缺陷
B.尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷
C.尽量减少焊缝处的应力集中
D.尽量选用好的焊接材料
3.5下列焊接接头中可能出现的缺陷，最危险的是：（A ）
A.裂纹
B.夹渣
C.气孔
D.未熔透
3.6下列金属会产生低温变脆的是：（B ）
A.铜
B.碳素钢
C.铝
D.奥氏体不锈钢
3.7磁粉检测属于：（D ）
A.破坏性检验
B.外观检查
C.密封性检查
D.无损检测
3.8下列关于硫化学成分在钢材中的作用说法正确的是：（C ）
A.硫元素不是钢材中的有害元素。
B.硫元素能提高钢的强度，但会增加钢的脆性。
C.硫元素能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。
D.压力容器用钢对硫的限制和一般结构钢相当。
3.9钢材的可焊性主要取决于它的化学成分，其中影响最大的是：（A ）
A.含碳量
B.含硫量
C.含磷量
D.含氢量
3.10金属塑性变形可分为热变形和冷变形，其中分界线是：（A ）
A.金属再结晶温度
B.金属熔点
C.常温
D.100摄氏度
3.11下列关于氢腐蚀与氢脆的说法错误的是：（D ）
A.氢腐蚀指高温高压下氢与钢中的碳化合生成甲烷
B.奥氏体不锈钢可以很好地抵抗氢腐蚀
C.氢脆是指钢吸收氢而导致韧性下降的现象
D.碳素钢在500摄氏度以上的高压环境下才发生氢腐蚀
4.压力容器设计
4.1平垫密封属于：（A ）
A.强制密封
B.自紧式密封
C.半自紧式密封
D.以上三种都不是
4.2同一承载能力下，仅受内压作用的圆筒按哪种计算方法计算的壁厚最薄：（A ）
A.中径公式
B.最大拉应力准则
C.形状改变比能准则
D.最大切应力准则
4.3下列有关压力容器失效形式的叙述，正确的是：（C ）
A.韧性断裂是在容器整体应力水平较高状态下发生的，因而比脆性断裂更具危害性。
B.脆性断裂属于疲劳断裂。
C.只有在交变载荷的作用下，才可能发生疲劳断裂。
D.蠕变断裂按断裂前的应力来划分，具有韧性断裂的特征。
4.4下列有关压力容器失效判据与设计准则的叙述，错误的是：（D ）
A.失效判据是判别压力容器失效状态的依据
B.失效判据是基于力学分析结果与简单实验测量结果相比较得出的。
C.失效判据不能直接用于压力容器设计计算。
D.为考虑压力容器制造过程中很多不确定因素，引入焊接接头系数得到与失效判据相对应的设计准则。
4.5在按弹性失效设计准则进行内压厚壁圆筒设计时，采用不同的强度理论会得到不同的结果，下列叙述错误的是：（B）
A.按形状改变比能屈服失效判据计算出的内壁初始屈服压力和实测值最为接近。
B.在厚度较大'/'即压力较高时各种设计准则差别不大。
C.在同一承载能力下，中径公式算出的厚度最薄。
D.在同一承载能力下，最大切应力准则算出的厚度最厚。
4.6下列有关圆筒设计的叙述，正确的是：（B）
A.中径公式的适用范围仅限于薄壁圆筒即K<=1.2时。
B.对单层厚壁圆筒常采用塑性失效设计准则或爆破失效设计准则设计。
C.在厚壁圆筒的设计过程中，一般都考虑预应力的影响。
D.常规设计中需对圆筒的热应力进行校核计算。
4.7下列有关压力容器设计技术参数的叙述，正确的是：（A）
A.设计压力不得低于最高工作压力。最高工作压力不包括液柱静压力。
B.设计压力引入安全系数后得到计算压力。
C.设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度。
D.只要容器成形后厚度满足大于计算厚度就能满足设计要求。
4.8下列有关焊接接头系数和材料设计系数的表述错误的是：（D）
A.为弥补焊缝对容器整体强度的消弱，在强度计算中需引入焊接接头系数。
B.焊接接头系数的大小主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求及长度比例有关。
C.料设计系数是为了保证受压元件强度有足够的安全储备量。
D.抗拉强度安全系数一般小于屈服强度安全系数，我国目前前者取1.6，后者取3.0
4.9下列有关压力容器密封装置的叙述错误的是：（C）
A.螺栓法兰连接结构是一种可拆密封结构，由法兰、螺栓和垫片组成。
B.根据获得密封比压力的不同，密封可分为强制式密封和自紧式密封，高压容器尽可能采用自紧式密封。
C.垫片密封基本宽度与压紧面的形状无关，取垫片的实际宽度。
D.形成初始密封条件时垫片单位面积上所受的最小压紧力，称为“垫片比压力”。
5.储存设备
5.1设计卧式储存罐双鞍座支承时，两支座的状态应采用：（C）
A.两个都固定
B.两者均可移动
C.一个固定，一个移动
D.以上均可
5.2低温球罐的支柱与球壳连接处最好采用：（C）
A.接连接结构形式
B.加托板结构
C.U型柱结构形式
D.支柱翻边结构
5.3卧式储罐发生扁塌现象的根本原因是：（A ）
A.支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩
B.圆筒上不设置加强圈
C.支座的设置位置不适合
D.设计压力过高
5.4随着石油业的发展，在大型球罐上最常采用的罐体组合方式是：（C ）
A.纯桔瓣罐体
B.足球瓣式罐体
C.混合式罐体
D.两个半球组成的罐体
6.换热设备
6.1根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（B ）
A.固定管板式换热器
B.蓄热式换热器
C.浮头式换热器
D.U形管式换热器
6.2常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（C ）
A.直接接触式换热器
B.蓄热式换热器
C.间壁式换热器
D.中间载热体式换热器
6.3下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B ）
A.蛇管式换热器
B.套管式换热器
C.管壳式换热器
D.缠绕管式换热器
6.4下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（C ）
A.在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。
B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。
C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。
D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。
6.5下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A）
A.增加壳程数量或降低横流速度。
B.改变管子的固有频率。
C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。
D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。
二、多选题
1．压力容器导言
1.1 介质危害性有多种，其中影响压力容器分类的是：（AD ）
A. 毒性
B. 腐蚀性
C. 氧化性
D. 易燃性
1.2 下列属于第三类压力容器的是：（ BCDE）
A .毒性程度为极度和高度危险介质的低压容器；
B .毒性程度为极度和高度危险介质且PV大于等于0.2MPa.m3的低压容器；
C .易燃或毒性程度为为中度危险介PV大于等于10MPa.m3的中压储存容器；
D. 中压管壳式余热锅炉；
E .高压容器
1.3 《容规》适用于具备下列哪些条件的压力容器：（ABCD ）
A. 最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）；
B .内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m；
C .容积（V）大于等于0.025m3；
D. 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
1.4 过程设备在生产技术领域中应用十分广泛，是化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必须的关键设备。下列属于过程设备在实际生产中应用的是：（ ABC）
A . 加氢反应器
B . 超高压食品杀菌釜
C . 核反应堆
D .压缩机
1.5 凡属于下列情况之一者为一类压力容器（ A）；凡属于下列情况之一者为二类压力容器（DG ）；凡属于下列情况之一者为三类压力容器（ EF ）；
A .压力0.1MPa≤p＜1.6MPa 的容器；
B .压力 0.1MPa＜p≤1.6MPa的容器；
C .压力 1.6MPa＜p≤10.0MPa的容器；
D .压力1.6MPa≤p＜10.0MPa 的容器；
E .高压容器；
F .极度毒性和高度危险介质的中压容器；
G .极度毒性和高度危险介质的低压容器；
H .真空容器。
1.6 下列关于压力容器的分类错误的是：（AC ）
A .内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。
B .低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。
C .真空容器属低压容器。
D .高压容器都是第三类压力容器。
1.7 下列哪些是无力矩理论的应用条件：（ ABCD）
A .壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变；
B.构成壳体的材料的物理性能相同；
C.壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩的作用；
D.壳体的边界处的约束沿经线的切线方向，不得限制边界处的转角与饶度。
1.8 《压力容器安全技术监察规程》适用于同时具备下类条件的压力容器：（BCD ）
A .最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（含液体静压力）；
B .最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）；
C .内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3；
D .盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
1.9 下列对GB150，JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中，正确的有：（CEF ）
A .当承受内压时，JB4732规定的设计压力范围为0.1MPa≤P≤35MPa .
B .GB150采用弹性失效设计准则，而TB/T4735采用塑性失效设计准则。
C .GB150采用基于最大主应力的设计准则，而JB4732采用第三强度理论。
D .需做疲劳分析的压力容器设计，在这三个标准中，只能选用GB150.
E .GB150的技术内容与ASME VIII—1大致相当，为常规设计标准；而JB4732基本思路与ASME VIII—2相同，为分析设计标准。
F .GB150中规定钢材许用应力时，低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数分别为1.6与3.0。
1.10 下列属于第三类压力容器的是：（ ADE ）
A.中压搪玻璃压力容器.
B.中压容器
C.球形储罐
D.低温液体储存容器（容积大于5m3）
E.移动式压力容器.
F.低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）
1.11 下列哪些是压力容器的安全附件：（ ABD）
A.爆破片装置
B.压力表
C.人孔
D.测温仪
1.12 按承载方式分类，压力容器可分为：（ AB）
A. 内压容器
B. 外压容器
C. 反应压力容器
D. 真空容器
1.13 下列压力容器分类正确的是：（ CD）
A. 蒸压釜属于反应压力容器
B. 蒸发器属于分离压力容器
C. 干燥塔属于分离压力容器
D. 冷凝器属于换热压力容器
2．压力容器应力分析
2.1 为降低局部应力，下列结构设计合理的是：（ ABCD）
A. 减少两联接件的刚度差
B. 尽量采用圆弧过度
C. 局部区域补强
D. 选择合理的开孔方位
2.2 承受内压的薄椭球壳应力的大小与哪些因素有关：（ ABC）
A.内压的大小
B.球壳的壁厚
C.长短轴之比
D.球壳的材料
2.3 下列哪些是较常用的实验应力分析方法：（ AC）
A.电测法
B.差分法
C.光弹性法
D.破坏实验
2.4 深水容器由于长期工作于水底并承受较大的外压，常会出现以下几种失效方式：（ ABC）
A.腐蚀
B.泄露
C.失稳
D.脆性断裂
2.5 不同结构组合壳的连接边缘处存在有边缘应力，边缘应力的特性有：（AC ）
A.局部性
B.均匀性
C.自限性
D.连续性
2.6内压作用下，下列关于单层厚壁圆筒中应力分部规律的表述正确的有：（ ACD ）
A.周向应力及轴向应力均为拉应力，径向应力为压应力。
B.内壁径向应力绝对值最大，而内壁的周向应力最小。
C.轴向应力为一常量，沿壁厚均匀分布，且为周向应力与径向应力和的一半。
D.除轴向应力外，其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K有关，K值愈大不均匀程度愈大。
2.7 下列有关热应力的说法正确的有：（ ABD ）
A.热应力随约束程度的增大而增大。
B.热应力于零外载平衡，是由热变形受约束引起的自平衡应力
C.厚壁圆筒径向温度不均匀引起热应力时，在温度高处产生拉伸应力，温度低处产生压缩应力。
D.热应力具有自限性，屈服流动和高温蠕变可使热应力降低。
2.8 下列关于形状缺陷对圆筒稳定性影响说法正确的是：（ ABC）
A.圆筒的形状缺陷主要有不圆和局部区域的折皱，鼓胀或凹陷。
B.在内压作用下，圆筒有消除不圆度的趋势。
C.形状缺陷对内压容器强度的影响不大。
D.形状缺陷对外压容器强度的影响不大。
2.9 通过合理地设计结构，可以降低局部应力，例如以下措施正确的有：（ABCD ）
A.减少两连接件的刚度差。
B.尽量采用圆弧过渡。
C.局部区域补强。
D.选择合理的开孔方位。
2.10 下列关于厚壁圆筒应力分析正确的是：（ AD）
A.厚壁圆筒的应力分析应采用三向应力分析。
B.厚壁圆筒周向应力沿壁厚分布均匀。
C.厚壁圆筒径向应力沿壁厚分布均匀。
D.内外壁间温差加大，热应力相应增大。
2.11 下列哪些是无力矩理论的应用条件：（ ABCD ）
A 壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变；
B 构成壳体的材料的物理性能相同；
C 壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩的作用；
D 壳体的边界处的约束沿经线的切线方向，不得限制边界处的转角与挠度。3．压力容器材料及环境和时间对其性能的影响
3.1 下列选项中，那些属于高温下材料性能的劣化：（ ACD ）
A.蠕变脆化
B.应变硬化
C.石墨化
D.氢腐蚀
3.2 局部腐蚀有哪些形式：（ ABC）
A.晶间腐蚀；
B.小孔腐蚀；
C.缝隙腐蚀；
D.电化学腐蚀
3.3 属于应力腐蚀开裂的特征的有：（ABC ）
A.一般为延迟脆性断裂
B.由拉伸应力引起
C.断裂发生前没有明显塑性变形
D.由压缩应力引起
3.4 蠕变的结果是使压力容器材料产生如下哪些变化：（ ABCD ）
A.蠕变脆化
B.应力松弛
C.蠕变变形
D.蠕变断裂
3.5 下列属于非破坏性检验的有：（ BCD）
A.取样试验
B.外观检查
C.密封性检查
D.无损检测
3.6 焊接接头的组成一般有：（ ABD ）
A.焊缝
B.融合区
C.部分正火区
D.热影响区
3.7 按化学成份分类，压力容器用钢可分为：（ABC ）
A.碳素钢
B.低合金钢
C.高合金钢
D.铸钢
3.8 下列关于钢材化学成分的说法正确的是：（ BCD）
A.提高碳含量可能使强度增加，且使可焊性提高。
B.压力容器用钢的含碳量一般不大于0.25%。
C.在钢中加入钒，钛，铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
D.硫磷是钢中的最主要的有害元素。
3.9 下列关于压力容器常用钢材形状说法正确的是：（AB ）
A.圆筒一般由钢板卷焊而成，钢板通过冲压或旋压可制成封头等。
B.压力容器的接管，换热管等常用无缝钢管制造。
C.中国压力容器锻件标准中，将锻件分为四个级别，级别高价格低。
D.压力容器的平盖常用钢板制造。
3.10 压力容器的工作环境对材料性能的影响因素，主要有：（ ABCD ）
A.温度高低
B.载荷波动
C.介质性质
D.加载速率
3.11 下列关于焊接应力和变形的说法正确的有：（ ABC）
A.焊接过程的局部加热导致焊接件的较大温度梯度，引起焊接应力和变形。
B.焊接应力和外载荷产生的应力叠加，易造成局部区域应力过高。
C.焊接形变使焊件形状和尺寸发生变化，需要进行矫形。
D.在进行焊接后，焊接变形较大的，焊接应力也较大。
3.12 为减少焊接应力和变形，可采取的措施有：（ AB）
A.减少焊接接头数量。
B.焊缝不要布置在高压区。
C.使焊缝交叉。
D.使用十字焊。
3.13 压力容器局部腐蚀的主要形式有：（ ABD ）
A.晶间腐蚀
B.小孔腐蚀
C.化学腐蚀
D.缝隙腐蚀
4．压力容器设计
4.1 下列说法中，正确的有：（ABC）
A.相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。
B.设计寿命为10年、操作周期为2小时的压力容器应按分析设计标准设计。
C.校核一次加二次应力强度的目的是防止压力容器发生过度弹性变形。
D.压缩应力不需要进行应力分类限制。
4.2 压力容器失效的最终表现形式均为：（ABC ）
A.泄漏
B.过度变形
C.断裂
D.腐蚀
4.3 高压密封的特点有（AC ）
A.一般采用金属密封元件
B.应增大密封元件和密封面的接触面积
C.尽可能采用自紧或半自紧式密封
D.尽可能采用强制式密封
4.4 椭圆形封头是目前中、低压容器中应用较多的封头之一，下列关于椭圆形封头说法正确的有：（ABD ）
A.封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀
B.封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型
C.椭圆形封头常用在高压容器上
D.直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。
4.5 下列说法正确的是：（ABD ）
A.影响焊接接头系数的因素主要为焊接接头形式和无损检测的要求及长度比例
B.压力容器的设计压力不得小于安全阀的开启压力
C.设计温度是指容器在正常情况下，设定元件的表面最大温度。
D.确定外压计算长度时，对于椭圆形封头，应计入直边段及封头曲面深度的三分之一。
4.6 压力容器接管补强结构通常采用局部补强结构，主要有：（ ABC）
A.补强圈补强
B.厚壁接管补强
C.整锻件补强
D.增加壳体壁厚补强
4.7 关于压力容器应力中二次应力说法错误的是：（ ABD）
A.二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。
B.二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。
C.二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。
D.二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加道一次应力之上的应力增量
4.8 以下载荷属于交变载荷的有：（ ABCD ）
A.压力波动
B.开车停车
C.加热或冷却时温度变化引起的热应力变化
D.振动或容器接管引起的附加载荷
4.9 下列有关压力容器设计准则的叙述，正确的有：（ BC ）
A.弹性失效设计准则以容器整个危险面屈服作为实效状态。
B.弹塑性失效设计准则认为只要载荷变化范围达到安定载荷，容器就失效。
C.弹性失效设计准则较塑性失效设计准则更保守。
D.爆破失效设计准则认为压力达到全屈服压力时容器失效。
4.10 为提高外压圆筒稳定性，需设置加强圈，下列有关加强圈的设计，正确的有：（ ABC ）
A.加强圈的最小间距应小于失稳临界长度。
B.在设计过程中，有可能通过增加加强圈的数量使圆筒厚度减薄。
C.加强圈与圆筒的连接可采用连续的或间断地焊接。
D.加强圈不可设置在筒体内部
4.11 压力容器封头较多，下列叙述正确的有：（BD ）
A.凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头和锥壳。
B.由筒体与封头连接处的不连续效应产生的应力增强影响以应力增强系数的形式引入厚度计算式。
C.半球形封头受力均匀，因其形状高度对称，整体冲压简单。
D.椭圆形封头主要用于中、低压容器。
4.12 下列属于提高高压密封性能的措施有：（ ABC ）
A.改善密封接触表面
B.改进垫片结构
C.采用焊接密封元件
D.增加预紧螺栓数量
4.13 安全阀的优点包括：（BD）
A.完全密封
B.多次使用
C.泄压反应快
D.只排出高于规定压力的部分压力
4.14 在立式容器支座中，中小型直立容器常采用（）高大的塔设备则广泛采用（），大型卧式储存采用（ ABC ）
A.耳式支座
B.裙式支座
C.鞍式支座
D.腿式支座
4.15 韧性断裂的原因包括：（AC）
A.厚度过薄
B.材料缺陷
C.内压过高
D.材料脆性
6．换热设备
6.1 按照换热设备热传递原理或传递方式进行分类可以分为以下几种主要形式：（ABC）
A. 直接接触式换热器
B. 蓄热式换热器
C. 间壁式换热器
D. 管式换热器
6.2 下面属于管壳式换热器结构的有：（ABCD）
A. 换热管
B. 管板
C. 管箱
D. 壳体
6.3 引起流体诱导振动的原因有：（ACD）
A. 卡曼漩涡
B. 流体密度过大
C. 流体弹性扰动
D. 流体流速过快
6.4 传热强化的措施有：（BCD）
A. 提高流量
B. 增加平均传热温差
C. 扩大传热面积
D. 提高传热系数
6.5 下列关于管壳式换热器的描述中，错误的是：（CD）
A.管壳式换热器结构简单、紧凑、能承受较高的压力。
B.管壳式换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行清洗的场合。
C.管壳式换热器适用于管、壳程两侧温差较大或者壳侧压力较高的场合。
D.在管壳式换热器中，当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差不大时，壳体和管束中将产生较大的热应力
三、判断题
1．压力容器导言
(错) 1.1 压力容器主要是由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。
(错) 1.2 易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10％或爆炸上限和下限之差小于等于20％的气体。
(错)1.3 高压容器（代号H）和超高压容器（代号U）是典型的第一类压力容器。
(错)1.4 压力容器中，封头与筒体之间一定要有密封装置。
(错)1.5 压力容器在设计时只要满足企业要求就行了，不需要满足GB150.
(对)1.6 盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的A、B类焊接接头应进行100%(错)射线或超声检测。
(错)1.7 压力容器分为三类：第一类压力容器，第二类压力容器，第三类压力容器，其中低压的具有极度毒性的压力容器属于第一类压力容器。
(错)1.8 16MnR的含碳量约为0.016%.
(对)1.9 毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPa?m3的低压容器属于第三类压力容器。
(错)1.10 所有毒性为高度危险的容器都属于第三类压力容器。
(错)1.11 压力容器在生产工艺过程中的作用可分为：反应压力容器，换热压力容器，分离压力容器，储存压力容器。其中反应压力容器最危险，而储存压力容器最安全。
(错)1.12 某化工容器严格按照国际最新标准生产制造出来，当然它是满足企业的标准的。(对)1.13 所谓的高温容器是指工作温度在材料蠕变温度以上。
(对)1.14 易燃介质压力容器的所有焊缝均应采用全焊透结构。
(对)1.15 在过程装备设计中，为充分利用材料的强度，节省材料，减轻重量，应采用等强度设计。
(错)1.16 Q235-B钢板可以用来制造毒性程度为高度危害介质的压力容器。
(错)1.17 Q235－A钢板可以用来制造压力容器。
(对)1.18 过程设备各零件的强度并不相同，整体强度往往取决于强度最弱的零部件的强度。2．压力容器应力分析
(错)2.1 壳体失稳时的临界压力随壳体材料的弹性模量E、泊松比的增大而增大，而与其他因素无关。
青岛科技大学 二○一七年硕士研究生入学考试试题 考试科目：过程设备设计 注意事项：1．本试卷共五道大题（共计38个小题），满分150分； 2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划； 3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。 ﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡ 一、判断题（正确的划“√”错误的划“X”，错的请简要说明理由。每题3分，共30分） 1、脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口平齐，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。（） 2、有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量。（） 3、压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。（） 4、承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支撑处。（） 5、内压作用下，端部封闭的厚壁圆筒最大应力是位于外壁的周向应力。（） 6、伍德式密封属于自紧式密封。（） 7、制造圆筒形容器时，周向焊缝的质量要求应比轴向焊缝高。（） 8、设计压力为10MPa的容器为高压容器。（） 9、压力容器壳体最小厚度的规定是为了保证容器的最低强度条件要求。（） 10、卧式容器选用鞍式支座时，两个鞍座的结构形式应完全相同。() 二、填空题（每空1分，共30分） 1、边缘应力特征为、。. 2、钢材中含有杂质硫会造成钢材的增加，含有杂质磷会造成增加。 3、焊接接头系数φ应根据和确定。 4、直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受、、和。 5、局部补强形式有，，。 第页（共3页） 1
一. 填空题 1. 储罐的结构有卧式圆柱形.立式平地圆筒形. 球形 2. 球形储罐罐体按其组合方式常分为纯桔瓣式 足球瓣式 混合式三种 3. 球罐的支座分为柱式 裙式两大类 4. 双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是A《0.2L条件下 A《0.5R 5. 卧式储罐的设计载荷包括长期载荷 短期载荷 附加载荷 6. 换热设备可分为直接接触式 蓄热式 间壁式 中间载热体式四种主要形式 7. 管壳式换热器根据结构特点可分为固定管板式 浮头式 U型管式 填料函式 釜式 重沸器 8. 薄管板主要有平面形 椭圆形 碟形 球形 挠性薄管板等形式 9. 换热管与管板的连接方式主要有强度胀接 强度焊 胀焊并用 10. 防短路结构主要有旁路挡板 挡管 中间挡板 11. 膨胀节的作用是补偿轴向变形 12. 散装填料根据其形状可分为环形填料 鞍形填料 环鞍形填料 13. 板式塔按塔板结构分泡罩塔 浮阀塔 筛板塔 舌形塔 14. 降液管的形式可分为圆形 弓形 15. 为了防止塔的共振 操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1 Fv 1.3Fc1内 16. 搅拌反应器由搅拌容器 搅拌机两大部分组成 17. 常用的换热元件有夹套 内盘管 18. 夹套的主要结构形式有整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等 19. 搅拌机的三种基本流型分别是径向流 轴向流 切向流其中径向流和轴向流对混合起 主要作用 切向流应加以抑制
20. 常用的搅拌器有桨式搅拌器 推进式搅拌器 涡轮式搅拌器 锚式搅拌器_ 21. 用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封 机械密封两种 22. 常用的减速机有摆线针轮行星减速机 齿轮减速机 三角皮带减速机 圆柱蜗杆减速机 23. 大尺寸拉西环用整砌方式装填 小尺寸拉西环多用乱堆方式装填 二. 问答题 1. 试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析 并画出受力图及剪力弯矩图。 2. 进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。 答 填料塔 1分离程度要求高 2 热敏性物料的蒸馏分离 3具有腐蚀性的物料 4 容易发泡的物料 板式塔 1塔内液体滞液量较大 要求塔的操作负荷变化范围较宽 对物料浓度要 求变化要求不敏感要求操作易于稳定 2 液相负荷小 3 含固体颗粒 容易结垢 有结晶的物料 4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料 需要在塔内设置内部换热组件 5 较高的操作压力 3. 比较四种常用减速机的基本特性。 摆线针轮行星减速机 传动效率高 传动比大 结构紧凑 拆装方便 寿命长 重量轻 体积小 承载能力高 工作平稳 对过载和冲击载荷有较强的承 受能力 允许正反转 可用于防爆要求齿轮减速机 在相同传动比范围内具有体积小
1压力容器主要由哪几部分组成分别起什么作用 压力容器由筒体，封头密封装置，开孔接管，支座，安全附件六大部件组成。筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用：保证承压容器不泄漏开孔接管的作用：满足工艺要求和检验需要支座的作用：支撑并把压力容器固定在基础上安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量，控制工作介质的参数 2固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类： 压力容器所蓄能量与其内部介质压力和介质体积密切相关：体积越大，压力越高，则储存的能量越大，发生爆破是产生的危害也就越大。而《固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时是依据整体危害水平进行分类的，所以要这样划分. 3压力容器用钢的基本要求 较好的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性 4为什么要控制压力容器用钢的硫磷含量 硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低，磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性，将硫磷等有害元素控制在较低的水平，就能大大提高钢材的纯净度，可以提高钢材的韧性，抗辐射脆化能力，改善抗应变时效性能，抗回火脆性和耐腐蚀性能 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照哪些原则确定试说明理由。 答：根据JB473规定，取A小于等于，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，使两个截面保持等强度。考虑到除弯矩以外的载荷，所以常区外圆筒的弯矩较小。所以取A小于等于。 当A满足小于等于时，最好使A小于等于。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。
过程设备设计（第二版） 1.压力容器导言 思考题 1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？ 答：介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。 3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？ 答：因为pV乘积值越大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同？为什么？
计算题 2.1无力矩方程 应力 试用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由20R[σ(b) =400Mpa,σ(s) =245MPa]改为16MnR[σ(b) =510MPa, σ(s) =345MPa]时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 2.3 短圆筒 临界压力 1、 三个几何尺寸相同的承受周向外压的短圆筒，其材料分别为（MPa y 220=σ，3.0,1025=?=μMPa E ） 、铝合金（3.0,107.0,1105=?==μσMPa E MPa y ）和铜（31.0,101.1,1005=?==μσMPa E MPa y ），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？ 2.4临界压力 爆破压力 有一圆筒，其内径为1000mm ，壁厚为10mm ，长度为20m ，材料为20 R(3.0,102,245,4005 =?===μσσMPa E MPa MPa y b )。①在承受周向外压时，求其临界压力cr p 。②在承受内压力时，求其爆破压力b p ，并比较其结果。 2.5临界压力 有一圆筒，其内径为1000mm ，壁厚为10mm ，长度为20m ，材料为20 R(3.0,102,245,4005=?===μσσMPa E MPa MPa y b )。①在承受周向外压时，求其临界压力cr p 。②在承受内压力时，求其爆破压力b p ，并比较其结果。 2.6无力矩理论 应力 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D ＝1000mm,厚度t=10mm,测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？
浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院：材化学院任课教师：郑津洋 姓名：专业：学号：考试时间：分钟 １脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。（错误，断口应与最大主应力方向平行） ２有效厚度为名义厚度减去腐 蚀裕量（错，有效 厚度为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材 负偏差） ３钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 （错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹） ４压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 （错，缺密封装置） ５盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。（对） ６承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 （错周边简支发生在中心处） ７筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。（错，也可以用锻造筒节、绕带筒体等） ８检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器必须开设检查孔。(错，在一定条件下，可以不开检查孔) 二、选择题（答案有可能多余于一个，每题2分,共16分） 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器（ABCD） A 最高工作压力大于等于（不含液体静压力）； B 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m；
C 容积（V ）大于等于0.025m 3 ； D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 （AD ） A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有 （ BCD ） A 单层厚壁圆筒同时承受内压P i 和外压P o 时，可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 B 承受内压作用的厚壁圆筒，内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差，可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程，在弹塑性应力分析中 仍然适用。 4下列关于压力容器的分类错误的是 （AC ） A 内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。 B 低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。 C 真空容器属低压容器。 D 高压容器都是第三类压力容器。 5下列对GB150，JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中，正确的有 （CEF ） A 当承受内压时，JB4732规定的设计压力范围为0.135MPa p MPa ≤≤. B GB150采用弹性失效设计准则，而TB/T4735采用塑性失效设计准则。 C GB150采用基于最大主应力的设计准则，而JB4732采用第三强度理论。 D 需做疲劳分析的压力容器设计，在这三个标准中，只能选用GB150. E GB150的技术内容与ASME VIII —1大致相当，为常规设计标准；而JB4732基本思路 与ASME VIII —2相同，为分析设计标准。 F 按GB150的规定，低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数分别大于等于和。 6 下列关于椭圆形封头说法中正确的有 （ABD ） A 封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀 B 封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型 C 椭圆形封头常用在高压容器上 D 直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状 况。 7 下列关于二次应力说法中错误的有 (ABD) A 二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 B 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 C 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。 D 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加到一次应力之上的应力增量。 8下列说法中，错误的有 （ C ） A 相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。
一、填空题：（每空0.5分，共20分） 1.压力容器设计的基本要求是安全性和经济性。 2.压力容器的质量管理和保证体系包括设计、材料、 制造和检测四个方面。 3.我国压力容器设计规范主要有GB150《钢制压力容器》和 JB4732 《钢制压力容器—分析设计标准》，同时作为政府部门对压力容器安全监督的法规主要是《压力容器安全技术监察规程》。 4.压力容器用钢，力学性能的保证项目一般有σs 、σb 、 、 δ和A RV。并且控制钢材中化学成分，含碳量为≤0.24% ，目的是提高可焊性；含硫量为≤0.02% ，目的是防止热脆；含磷量为≤0.04% ，目的是防止冷脆。 5.法兰设计中，垫圈的力学性能参数y称为预紧密封比压，其含义为初始密封条件初始密封时，施加在垫片上的最小压紧力；m称为垫片系数，其含义为操作密封比压/介质计算压力。 6.华脱尔斯(waters)法是以弹性设计基础的设计方法，将高颈法兰分成(1) 壳体，(2) 椎颈，(3) 法兰环三部分进行分析，然后利用壳体理论和平板理论对三部分进行应力分析。 7.常见的开孔补强结构形式有(1) 贴板补强，(2) 厚壁管补强，(3) 整锻件 。 8.双鞍座卧式容器设计时，对筒体主要校核跨中截面处轴向弯曲应力σ1，σ2 ；支座截处(1) 轴向弯曲应力σ3，σ4， (2)切向剪应力τ，(3) 周向弯曲应力和周向压缩力σ5，σ6，σ71，σ8。 9．塔设备在风力作用下，平行于风力的振动，使塔产生倾倒趋势，
垂直于风力的振动，使塔产生诱导共振。 10．固定管板换热器中，由于壳体壁温和管束壁温的不同， 固而在壳体和管束上产生了温差应力，在设计中，可以采取壳体上设 膨胀节的方法减少温差应力。 二、判断题：(每小题0.5分，共10分。正确画√，错误画×) 1．当开孔直径和补强面积相同时，采用插入式接管比平齐式接管更有利于补强。（√） 2.在筒体与端盖连接的边缘区，由于Q0,M0产生的边缘应力具有局部性，属于一次局部薄膜 应力。 (×) 3.密封设计中，轴向自紧密封，主要依靠密封元件的轴向刚度大于被联接件的轴向刚度(×) 4.外压容器失稳的根本原因是由于壳体材料的不均匀和存在一定的椭圆度所致。(×) 5.受横向均布载荷作用的圆平板，板内应力属于一次总体薄膜应力。(×) 6.“分析设计法”是比“规则设计法”更先进的设计方法，过程设备设计将用“分析设计法” 取代“规则设计法”。 (×) 7.等面积补强法，是依据弹性理论建立的一种精确补强方法，因而能较好的解决开孔引起的 应力集中问题。(×) 8.高压容器设计，由于介质压力较高，从安全角度考虑，设计壁厚t d越厚越好。(×) 9.圆筒体上开圆孔，开孔边缘轴向截面的应力集中现象比环向截面更严重。(√) 10.轴向外压圆筒的临界载荷通常以临界压力P cr表征，而不用临界应力 cr。(√) 11.压力容器制作完毕必须进行耐压试验和气密性试验. (×) 12.卧式容器鞍式支座结构，在容器与鞍座之间加垫板，以焊接固定，有效地降低了支座反 力在容器中产生的局部应力。 (√) 13．一夹套反应釜，罐体内压力为0.15MPa，夹套内压力为0.4MPa，则罐体内设计压力取
过程设备设计试题及答案 浙江大学2003 —2004 学年第 2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院: 材化学院任课教师: 郑津洋姓名: 专业: 学号: 考试时间: 分钟题序一二三四五六 ? 总分评阅人 得分 一、判断题(判断对或者错，错的请简要说明理由，每题2分，共16分) , 脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴向平行，断裂的速度快，常 使容器断裂成碎片。 (错误，断口应与最大主应力方向平行) , 有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 (错，有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 和钢材负偏差) , 钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 (错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹) , 压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 (错，缺密封装置) , 盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。 (对) , 承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 (错周边简支发生在中心处)
, 筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒 并焊接而成。(错，也可以用锻造筒节、绕带筒体等) , 检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器 必须开设检查孔。 (错，在一定条件下，可以不开检查孔) 二、选择题(答案有可能多余于一个，每题2分,共16分) 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器 (ABCD) A 最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力); B 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m; 3C 容积(V)大于等于0.025m; D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 (AD) A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有 ( BCD ) A 单层厚壁圆筒同时承受内压P和外压P时，可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 io B 承受内压作用的厚壁圆筒，内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差，可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程，在弹塑性应力分析中 仍然适用。
1.筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封 头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密 封装置的作用：保证承压容器不泄漏。开孔接管的作用：满足工艺要求和检 修需要。支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。安全附件的作用： 保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用 安全和工艺过程的正常进行。 2.试述承受均布外压的回转壳破坏的形式，并与承受均布内压的回转壳相比有 何异同？答：承受均布外压的回转壳的破坏形式主要是失稳，当壳体壁厚较大 时也有可能出现强度失效；承受均布内压的回转壳的破坏形式主要是强度失 效，某些回转壳体，如椭圆形壳体和碟形壳体，在其深度较小，出现在赤道上 有较大压应力时，也会出现失稳失效。 3.影响承受均布外压圆柱壳的临界压力的因素有：壳体材料的弹性模量与泊松 比、长度、直径、壁厚、圆柱壳的不圆度、局部区域的折皱、鼓胀或凹陷。 提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，采用高强度材料不正确，因为高强度材料的 弹性模量与低强度材料的弹性模量相差较小，而价格相差往往较大，从经济角 度不合适。但高强度材料的弹性模量比低强度材料的弹性模量还量要高一些， 不计成本的话，是可以提高圆柱壳弹性失稳的临界压力的。 4.求解内压壳体与接管连接处的局部应力有：应力集中系数法、数值解法、实 验测试法、经验公式法。 5.圆柱壳除受到压力作用外，还有通过接管或附件传递过来的局部载荷，如设 备自重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的约束反力、温度变化引起的 载荷等。 10.压力容器选材应综合考虑压力容器的使用条件、零件的功能和制造工艺、 材料性能、材料使用经验、材料价格和规范标准。 11.为保证安全，压力容器设计时应综合考虑：材料、结构、许用应力、强度、 刚度、制造、检验等环节。压力容器设计的具体要求：压力容器设计就是根据 给定的工艺设计条件，遵循现行的规范标准规定，确保安全的前提下，经济、 正确地选择材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。结构设计主要是确定 合理、经济的结构形式，并满足制造、检验、装配、运输和维修等要求；强（刚） 度设计的内容主要是确定结构尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求；密封设计 主要是选择合适的密封结构和材料，保证密封性能良好。 14.○1当满足δ/D≤0.1或K≤1.2属薄壁圆筒，否则属厚壁圆筒。○2强度设计 的理论基础是弹性失效设计准则。弹性失效设计准则是以危险点的应力强度达 到许用应力为依据的。○3。对于各处应力相等的构件，如内压薄壁圆筒，这种 设计准则是正确的。但是对于应力分布不均匀的构件，如内压厚壁圆筒，由于 材料韧性较好，当危险点（内壁）发生屈服时，其余各点仍处于弹性状态，故 不会导致整个截面的屈服，因而构件仍能继续承载。在这种情况下，弹性失效 (一点强度)设计准则就显得有些保守。 15.椭圆形封头、碟形封头为何均设置短圆筒？答：短圆筒的作用是避免封头 和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。 16.从受力情况排序依次是半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头，由好变 差；从制造情况顺序正好相反。半球形封头是从受力分析角度，最理想的结构 形式，但缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼 焊工作量较大。半球形封头常用在高压容器上。椭圆形封头的椭球部分经线曲 率变化平滑连续，应力分布比较均匀，且椭圆形封头深度较半球形封头小得多， 易于冲压成型，是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。 17.压力试验的目的：在超设计压力下，考核缺陷是否会发生快速扩展造成破 坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。对外压容器，在外压作用下， 容器中的缺陷受压应力的作用，不可能发生开裂，且外压临界失稳压力主要与 容器的几何尺寸、制造精度有关，与缺陷无关，一般不用外压试验来考核其稳 定性，而以内压试验进行“试漏”，检查是否存在穿透性缺陷。 由于在相同压力和容积下，试验介质的压缩系数越大，容器所储存的能量也越 大，爆炸也就越危险，故应用压缩系数小的流体作为试验介质。气体的压缩系 数比液体的大，因此选择液体作为试验介质，进行液压试验。 18.压力容器分类的原则：满足外载荷与内力及内力矩平衡的应力，即“非自 限性”的应力；相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的应力，在材料为塑 性材料时具有“自限性”的应力；局部结构不连续和局部热应力的影响而叠加 在上述两原则下的应力之上的应力增量，具有高度的“局部性”。 1
过程设备设计题解 1.压力容器导言 习题 1. 试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由 20R （ MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR （ MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 解：○ 1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式： δ σσθ φ z p R R - =+ 2 1 φσππ φsin 220 t r dr rp F k r z k =-=? 圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2 t pR pr t pR k 2sin 2== = φδσσφθ ○ 2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm ，厚度t=10mm ，测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？ 解：○ 1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm 。在x=0处的应力式为： MPa a bt p bt pa 1500250 102222 2 =???== = θθσσ ○ 2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。 3. 有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 。内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa ，液氨密度为640kg/m 3 ，球罐沿平行圆A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。 解：○ 1球壳的气态氨部分壳体内应力分布： R 1=R 2=R ，p z =-p MPa t pR t pR pr t pR k 10020 210000 4.022sin 2=??===? = = = +θφφθφσσφδσσσ φ0 h
第一章压力容器导言 单选题 1.1高温容器 所谓高温容器是指下列哪一种：（） A.工作温度在材料蠕变温度以上 B.工作温度在容器材料的无塑性转变温度以上 C.工作温度在材料蠕变温度以下 D.工作温度高于室温 1.2GB150 GB150适用下列哪种类型容器：（） A.直接火加热的容器 B.固定式容器 C.液化石油器槽车 D.受辐射作用的核能容器 1.3设计准则 一个载荷稳定均匀的内压厚壁圆筒最好采用哪种设计准则：（） A 弹性失效 B 塑性失效 C 爆破失效 D 弹塑性失效 1.4《容规》 有关《容规》适用的压力说法正确的是：（） A.最高工作压力大于0.01MPa(不含液体静压力) B.最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力) C.最高工作压力大于1MPa(不含液体静压力) D.最高工作压力大于等于1MPa(不含液体静压力) 1.5压力容器分类 毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器：（）A.Ⅰ类
B.Ⅱ类 C.Ⅲ类 D.不在分类范围 1.6材料性质 影响过程设备安全可靠性的因素主要有：材料的强度、韧性和与介质的相容性；设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。以下说法错误的是：（） A.材料强度是指在载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力 B.冲击吸收功是指材料断裂过程中吸收变形能量的能力 C.刚度是过程设备在载荷作用下保持原有形状的能力 D.密封性是指过程设备防止介质或空气泄漏的能力 1.7介质毒性 毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为：（） A.<0.1mg/m3 B.0.1~<1.0mg/m3 C.1.0~<10mg/m3 D.10mg/m3 1.8压力容器分类 内压容器中，设计压力大小为50MPa的应划分为：（） A.低压容器 B.中压容器 C.高压容器 D.超高压容器 1.9压力容器分类 下列属于分离压力容器的是：（） A.蒸压釜 B.蒸发器 C.干燥塔 D.合成塔 单选题1.1 A单选题1.2 B单选题1.3 B单选题1.4 B单选题1.5 C单选题1.6 B单选题1.7 B 单选题1.8 C单选题1.9 C
《化工过程设备设计》期末复习题及答案 一、名词解释 1．外压容器 内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。 2．边缘应力 由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值 以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度 由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器 对内压容器当其设计压力为 1.6MPa P 1MPa 0<≤.时为低压容器。 6．等面积补强法 在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体 一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力 将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。 9．计算压力 在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10．20R 20表示含碳量为0.2%，R 表示容器用钢。 11．设计压力 设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12．强制式密封 完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13．强度 构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。 14．临界压力
导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15．主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 16．内压容器 内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。 17．强度 构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。 18．无力矩理论 因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。 19．压力容器 内部含有压力流体的容器为压力容器。 20.薄膜应力 由无力矩理论求得的应力为薄膜应力。
第一章规程与标准 1-1 压力容器设计必须遵循哪些主要法规和规程？ 答：1．国发[1982]22号：《锅炉压力容器安全监察暂行条例》（简称《条例》）； 2．劳人锅[1982]6号：《锅炉压力容器安全监察暂行条例》实施细则； 3．劳部发[1995]264号：关于修改《〈锅炉压力容器安全监察暂行条例〉实施细则》"压力容器部分"有关条款的通知； 4．质技监局锅发[1999]154号：《压力容器安全技术监察规程》（简称《容规》）； 5．劳部发[1993]370号：《超高压容器安全监察规程》； 6．劳部发[1998]51号：《压力容器设计单位资格管理与监督规则》； 7．劳部发[1995]145号：关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器-分析设计标准》的规定； 8．劳部发[1994]262号：《液化气体汽车罐车安全监察规程》； 9．化生字[1987]1174号：《液化气体铁路槽车安全管理规定》； 10．质技监局锅发[1999]218号：《医用氧舱安全管理规定》。 1-2 压力容器设计单位的职责是什么？ 答：1．设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责； 2．容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样； 3．容器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。 1-3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用与不适用范围是什么？ 答：适用范围： 1．设计压力不大于35MPa的钢制容器； 2．设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。 不适用范围： 1．直接用火焰加热的容器； 2．核能装置中的容器； 3．旋转或往复运动的机械设备（如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等）中自成整体或作为部件的受压器室； 4．经常搬运的容器； 5．设计压力低于0.1MPa的容器； 6．真空度低于0.02MPa的容器； 7．内直径（对非圆形截面，指宽度、高度或对角线，如矩形为对角线、椭圆为长轴）小于150mm的容器； 8．要求作废劳分析的容器； 9．已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。 1-4 《压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？ 答：适用于同时具备下列3个条件的压力容器（第2条第2款中特指的除外）： 1．最高工作压力（p W）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； 2．内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3；3．盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
第五章储运设备 1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应按哪些原则确定？说明理由。双鞍座卧式储罐的受力状态可简化为受均布载荷的外伸简支梁，由材料力学可知当外伸长度A=0.207时，跨度中央的弯矩与支座截面处弯矩绝对值相等，所以一般近似取A≤0.02L，其中L为两封头切线间的距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离2）当鞍座邻近封头时，封头对支座处的筒体有局部加强作用，为充分利用加强效应，在满足A≤0.2L下应尽量满足A≤0.5R0 （R0为筒体外径） 3卧式容器支座截面上部有时出现“扁塌”现象是什么原因？措施？原因：当支座截面处的圆筒不设加强圈，且A<0.5Ri时，由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩，在周向弯矩作用下，导致支座处圆筒上半部发生变形，产生所“扁塌”现象。 措施： 1）设置加强圈 2)A<0.5Ri,使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用 3）补设加强圈，且A<0.5Ri 4 双鞍座卧式容器中应计算哪些应力？分析这些应力如何产生的？(1)圆筒上的轴向应力，由轴向弯矩引起 2）支座截面处圆筒和封头上的切应力和封头的附加拉伸应力，由横向剪力引起3）支座截面处圆筒的周向弯曲应力，由截面上切应力引起 4）支座截面处圆筒的周向压缩应力，通过鞍座作用于圆筒上的载荷所导致 5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？ 鞍座包角θ时鞍式支座设计时需要的一个重要参数，其大小不仅影响鞍座处圆筒截面上的应力分布，而且也影响卧式储罐的稳定性及储罐支座系统的重心高低。鞍座包角小，则鞍座重量轻，但是储罐一支座系统的重心较高，且鞍座处筒体上的应力较大。常用包角有120，135，150 6 在什么情况下应对双鞍座卧式容器进行加强圈加强？ 如卧式储罐支座因结构原因不能设置在靠近封头处，且圆筒不足以承受周向弯矩
(第三版)过程设备设计题解 １.压力容器导言 思考题 1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答:压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用:保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用:支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响? 答:介质毒性程度越高,压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q23５-A或Q23５-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时,碳素钢和低合金钢板应力逐张进行超声检测,整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行10０%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器,其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上,如内部介质为中度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；内部介质为高度或极度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于 1.６ＭPａ,且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-Ａ·Ｆ不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝(包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。 3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时,为什么不仅要根据压力高低,还要视压力与容积的乘积ｐV大小进行分类? 答：因为pV乘积值越大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大,对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GＢ15０的适用范围是否相同?为什么? 答:不相同。 《压力容器安全技术监察规程》的适用范围:错误!最高工作压力≥0.1ＭＰa（不含液体静压力)；错误!内直径（非圆形截面指其最大尺寸)≥0.１５m,且容积≥0．025m3；错误!盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 ＧB150的适用范围:错误!0．1MPa≤p≤３5MPa，真空度不低于0.0２MPａ;错误!按钢材允许的使用温度确定(最高为70０℃,最低为-１9６℃)；错误!对介质不限；错误!弹性失效设计准则和失稳失效设计准则；错误!以材料力学、板壳理论公式为基础，并引入应力增大系数和形状系数;错误!最大应力理论;错误!不适用疲劳分析容器。 GＢ150是压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据；《压力容器安全技术监察规程》是政府对压力容实施安全技术监督和管理的依据,属技术法规范畴。 5.GB15０、ＪB47３2和ＪB/T47３5三个标准有何不同?它们的适用范围是什么? 答:JＢ/T4７35《钢制焊接常压容器》与GB１50《钢制压力容器》属于常规设计标准;JB4732《钢制压力容
习题 1. 一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa ，设计温度为50℃；圆筒内径D i =1200mm ，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K ≤0.1mm/a ，设计寿命B=20年。试在Q2305-A ·F 、Q235-A 、16MnR 三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。 解：p c =1.85MPa ，D i =1000mm ，φ=0.85，C 2=0.1×20=2mm ；钢板为4.5~16mm 时，Q235-A 的[σ]t =113 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm ；钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm 。 材料为Q235-A 时： []mm C C p pD t 1412.524mm 28.0724.99.724mm 85 .185.011321000 85.12n 21n ==++=++≥=-???= -= δδδφσδ取 材料为16MnR 时： []mm C C p pD t 109.243mm 28.0443.6mm 443.685 .185.017021000 85.12n 21n ==++=++≥=-???= -= δδδφσδ取 2. 一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸气压小于1.62 MPa （即50℃时丙烷饱和蒸气压）；圆筒内径D i =2600mm ，筒长L=8000mm ；材料为16MnR ，腐蚀裕量C 2=2mm ，焊接接头系数φ=1.0，装量系数为0.9。试确定：○1各设计参数；○2该容器属第几类压力容器；○3圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。 解：○1p=p c =1.1×1.62=1.782MPa ，D i =2600mm ，C 2=2mm ，φ=1.0，钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，σs =345 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm 。容积 3322m .689MPa 57474.42782.1,42.474m 86.24 4 ?=?==??= = pV L D V i π π ○ 2中压储存容器，储存易燃介质，且pV=75.689MP a ·m 3 >10MP a ·m 3 ，属三类压力容器。 ○ 3圆筒的厚度 []mm C C p pD t 18mm 493.6128.0693.1313.693mm 62 .1117022600 782.12n 21n ==++=++≥=-???= -= δδδφσδ取 标准椭圆形封头的厚度 []mm C C p pD t 18mm 528.6128.0728.1313.728mm 62 .15.0117022600 782.15.02n 21n ==++=++≥=?-???= -= δδδφσδ取
《化工过程设备设计》期末复习题答案 一、名词解释 1．外压容器 内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。 2．边缘应力 由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值 以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度 由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器 对内压容器当其设计压力为 1.6MPa P 1MPa 0<≤.时为低压容器。 6．等面积补强法 在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体 一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力 将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。 9．计算压力 在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10．20R 20表示含碳量为0.2%，R 表示容器用钢。 11．设计压力 设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12．强制式密封 完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13．强度 构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。
14．临界压力 导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15．主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 16．内压容器 内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。 17．强度 构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。 18．无力矩理论 因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。 19．压力容器 内部含有压力流体的容器为压力容器。 20.薄膜应力 由无力矩理论求得的应力为薄膜应力。 二、判断是非题（正确的划√，错误划×） 1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。（×） 2．设计压力为4MPa的容器为高压容器。（×） 3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。（×） 4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。（√） 5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。（×） 6．在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。（√） 7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（√） 8．边缘应力具有自限性和局限性。（√） 9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。（×） 10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。（×） 11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来（√） 12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。（×） 13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）14．塔的最大质量出现在其水压试验时（√） 15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。（×）