《化工设备机械基础》习题解答
二、填空题
1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（ 内）径。
2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（ 外）径。
第三章 内压薄壁容器的应力分析
一、名词解释
A 组：
⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。
⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。
⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。
⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理
论。
⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。
⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。
⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。
⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。
⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，
原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。
二、判断题（对者画√，错着画╳）
A 组：
1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？
（1） 横截面为正六角形的柱壳。（×）
（2） 横截面为圆的轴对称柱壳。（√）
（3） 横截面为椭圆的柱壳。 （×）
（4） 横截面为圆的椭球壳。 （√）
（5） 横截面为半圆的柱壳。 （×）
（6） 横截面为圆的锥形壳。 （√）
2. 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。（×）
3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m 。 （√）
4. 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。（×）
5. 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。（√）
B 组：
1. 卧式圆筒形容器，其内介质压力，只充满液体，因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布
的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。（√）
2. 由于圆锥形容器锥顶部分应力最小，所以开空宜在锥顶部分。（√）
3. 凡薄壁壳体，只要其几何形状和所受载荷对称于旋转轴，则壳体上任何一点用薄膜理论应力
公式求解的应力都是真实的。（×）
4. 椭球壳的长，短轴之比a/b越小，其形状越接近球壳，其应力分布也就越趋于均匀。（√）
5. 因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以不论在任何情况下，都必须首先考虑采用
半球形封头。（×）
第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计
二、填空题
A组：
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=(1.76 )Mpa;计算压力p c=( 1.76 )Mpa;水压试验压力p T=(2.2 )MPa.
2.有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5MPa,工作温度<200℃,试确定:
(1)釜体的计算压力(外压)p c=( -0.6 )MPa;釜体水压试验压力p T=( 0.75 )MPa.
(2)夹套的计算压力(内压)p c=( 0.5 )MPa;夹套的水压试验压力p T=( 0.625 )MPa.
3.有一立式容器,下部装有10m深,密度为ρ=1200kg/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=( 0.5 )MPa;计算压力p c=( 0.617 )MPa;
水压试验压力p T=(0.625 )MPa.
4.标准碟形封头之球面部分内径R i=( 0.9 )D i;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )D i.
5.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板
的(边缘)处;若周边简支,最大应力是( 径向)和( 切向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的( 中心)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,其值应小于封头内
直径的( 0.15 )%;K>1时,Se应不小于封头内直径的( 0.3 )%.
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S min=( 3 )mm;对于高合金钢制
容器,其最小壁厚S min=( 2 )mm.
8.对碳钢,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于
( 5 ) ℃,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( 15 ) ℃.
三、判断是非题(是者画√;非者画×)
1.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. ( ×)
2.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”. ( √)
3.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.
( √)
4.当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着监测比率的增加而减小. ( ×)
5.由于材料的强度指标σb和σs(σ0.2)是通过对试件作单向拉伸试验而侧得,对于二向或三向应力状
态,在建立强度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力.
( √）
四、工程应用题
A组：
1、有一DN2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力p w=2MPa,容器上
装有安全阀,焊接接头系数φ=0.85,厚度附加量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力.
【解】（1）确定参数：p w =2MPa; p c =1.1p w =2.2MPa （装有安全阀）;
D i = DN=2000mm( 钢板卷制); S n =22mm; S e = S n -C=20mm
φ=0.85（题中给定）; C=2mm （题中给定）.
（2）最大工作应力：
a e e i c t MP S S D p 1.11120
2)202000(2.22)(=?+?=+=σ 2、 某球形内压薄壁容器,内径为D i =10m,厚度为S n =22mm,若令焊接接头系数φ=1.0,厚度附加量
为C=2mm,试计算该球形容器的最大允许工作压力.已知钢材的许用应力[σ]t =147MPa.
【解】（1）确定参数：D i =10m; S n =22mm; φ=1.0; C=2mm; [σ]t =147MPa.
S e = S n -C=20mm.
（2）最大工作压力：球形容器.
a e i e t w MP S D S P 17.120
10000200.11474][4][=+???=+=φσ 3、 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。
【解】
（1）确定参数：D i =1600mm; t w =5~105℃;
p w =1.6MPa; p c =1.1 p w =1.76MPa （装有安全阀）
φ=0.85（双面焊对接接头, 局部探伤）
C 2=0（对不锈钢，当介质腐蚀性轻微时）
材质：0Cr18Ni9Ti [σ]t =112.9MPa （按教材附录9表16-2，内插法取值）
[σ] =137MPa
（2）计算厚度：
mm p D p S c t i
c 8.1476
.185.09.1122160076.1][2=-???=-=φσ C 1=0.8mm （按教材表4-9取值，GB4237-92《不锈钢热轧钢板》）, C=C 1+C 2=0.8mm.
名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=14.8+0.8=15.6mm.
圆整后，S n =16mm.
（1） 水压试验校核
s e
e i T T S S D p φσσ9.02)(≤+= 有效壁厚 S e = S n -C=16-0.8=15.2mm
试验压力 MPa P P t T 67.29
.11213776.125.1][]
[25.1=??==σσ 计算应力 141.86MPa 15.2
2 15.2)(16002.67 2)(=?+?=+=
e e i T T S S D P σ 应力校核 MPa 8.15685.02059.0 9.0=??=φσs φσσS T 9.0 <Θ ∴ 水压试验强度足够
4、 有一圆筒形乙烯罐,内径D i =1600mm,壁厚S n =16mm,计算压力为p c =2.5MPa,工作温度为
-3.5℃，材质为16MnR,采用双面焊对接接头,局部无损探伤,厚度附加量C=3mm,试校核贮罐
强度。
【解】（1）确定参数：D i =1600mm; S n =16mm; t w =-3.5℃; p c =2.5MPa.
φ=0.85（双面焊对接接头, 局部探伤）
16MnR ： 常温下的许用应力 [s] = 170 MPa
设计温度下的许用应力 [s]t = 170 MPa
常温度下的屈服点 s s = 345 MPa
有效壁厚：Se = Sn － C = 16 － 3 = 13 mm
（2）强度校核
最大允许工作压力[Pw ]
][ 2][e i e t w S D S p +=φσMPa 33.213
16001385.01702=+???= ∵ Pc ＞[Pw ] ∴ 该贮罐强度不足
9、 设计容器筒体和封头厚度。已知内径D i =1400mm,计算压力p c =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。
【解】（1）确定参数：D i =1400mm; p c =1.8MPa; t=40℃;
φ=1.0（双面焊对接接头,100%探伤）；C 2=1mm.（介质无大腐蚀性）
15MnVR ：假设钢板厚度: 6~16mm ，则：
[σ]t =177MPa ， [σ] =177MPa ，s s = 390 MPa
（2）筒体壁厚设计：
mm p D p S c t i
c 16.78
.10.1177214008.1][2=-???=-=φσ C 1=0.25mm （按教材表4-9取值，GB6654-94《压力容器用钢板》）
C=C 1+C 2=1.25mm.
名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=7.16+1.25=8.41mm.
圆整后，S n =9mm.
（3） 筒体水压试验校核
s e
e i T T S S D p φσσ9.02)(≤+= 有效壁厚 S e = S n -C=9-1.25=7.75mm
试验压力 MPa P P t T 25.2177
1778.125.1][]
[25.1=??==σσ 计算应力 204.35MPa 7.75
2 7.75)(14002.25 2)(=?+?=+=
e e i T T S S D P σ 应力校核
MPa 35113909.0 9.0=??=φσs
φσσS T 9.0 <Θ ∴ 筒体水压试验强度足够
第五章 外压圆筒与封头的设计
二、判断是非题（对者画√， 错者画X ）
1． 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也
不会发生弹性失稳。 （ X ）
2． 18MnMoNbR 钢板的屈服点比Q235-AR 钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR 钢板
制造的外压容器，要比用Q235-AR 钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。 （ X ）
3． 设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g 钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用
屈服点比20g 高35%的16MnR 钢板，即可满足设计要求。 （ X ）
4． 几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：
P cr 不锈钢 > P cr 铝 > P cr 铜。 （ X ）
5． 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。（ X ）
三、填空题
a) 受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数n=（2）；短圆筒侧向失稳时波形数为n>（2）的整数。
b) 直径与壁厚分别为D ，S 的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压p 作用时，其环向应力σθ=
（PD/2S ），经向应力σm （PD/4S ），它们均是（压）应力，且与圆筒的长度L （无）关。
c) 外压容器的焊接接头系数均取为Φ=（1）；设计外压圆筒现行的稳定安全系数为m=（3）。
d) 外压圆筒的加强圈，其作用是将（长）圆筒转化成为（短）圆筒，以提高临界失稳压力，
减薄筒体壁厚。加强圈的惯性矩应计及（加强圈）和（加强圈和圆筒有效段组合截面）。
e) 外压圆筒上设置加强圈后，对靠近加强圈的两侧部分长度的筒体也起到加强作用，该部分
长度的范围为（加强圈中心线两侧各为0.55e S D 0的壳体）。
四、工程应用题
A 组：
1、图5-21中A ，B ，C 点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs =216MPa ，E=206GPa 。试回答：
（1）A ，B ，C 三个圆筒各属于哪一类圆筒？它们失稳时的波形数n 等于（或大于）几？
（2）如果将圆筒改为铝合金制造（σs =108MPa ，E=68.7GPa ），它的许用外压力有何变化？变
化的幅度大概是多少？（用比值[P]铝/[P]铜=？表示）
【解】
（1）A —长圆筒，L/D 0值较大，临界压力P cr 仅与S e /D 0有关，而与L/D 0无关，失稳时的波形数n=2。
B —短圆筒，临界压力P cr 不仅与S e /D 0有关，而且与L/D 0有关，失稳时的波形数为n ＞2的整数。
L /D o B
A 图5-21
C —临界圆筒（长、 短圆筒拐点处），长度等于临界长度，发生失稳时的波形数为n ≥2。
（2）在圆筒几何尺寸一定情况下，[P]只与E 有关。所以，改用铝合金后：
[P]铝/[P]铜=P cr 铝/P cr 铜=E 铝/E 钢=68.7/206=0.333 许用外压力下降了66.7%。
2、有一台聚乙烯聚合釜，其外径为D 0=1580mm ，高L=7060mm （切线间长度），有效厚度S e =11mm ，
材质为0Cr18Ni9Ti ，试确定釜体的最大允许外压力。（设计温度为200℃）
【解】查表得E t =1.84×105MPa
mm S D S D D S E L mm S D D L t e e i e t cr e cr 2.1625]
[)()(
295.12215517.105.2000
=+='==σφ ∵cr cr
L L L <<' ∴该聚合釜属于短圆筒 其临界压力MPa D L
D S
E P e t cr 42.0)(
59.20
5.20== 取m=3，[P]=P cr /m=0.42/3=0.14MPa
∴聚合釜的最大允许外压力为0.14MPa
4、试设计一台氨合成塔内筒的厚度，已知内筒外径为D 0=410mm ，筒长L=4000mm ，材质为0Cr18Ni9Ti ，内筒壁温最高可达450℃，合成塔内系统的总压力降为0.5MPa 。
【解】已知D 0=410mm, L=4000mm, E t =1.64×105MPa, 计算外压P c =0.5MPa
（1）假设塔内筒名义厚度Sn=8mm ，取壁厚附加量C=2mm
Se=Sn-C=8-2=6mm L/D 0=9.76 D 0/Se=68.3
（2）求A 值 查图5-5 得A= 0.0026
（3）求B 值 查图5-12 得B=88MPa
MPa S D B P e 29.13
.6888/][0=== Pc=0.5MPa, Pc ＜＜[P]，说明假设的Sn=8mm 偏大。
（1）重新假设 Sn=6mm Se=Sn-C=6-2=4mm L/D 0=9.76 D 0/Se=102.5
（2）求A 值 查图5-5 得A= 0.0014
（3）求B 值 查图5-12 得B=78MPa
MPa S D B P e 76.05
.10278/][0=== Pc=0.5MPa, Pc ＜[P]，且较接近，故取Sn=6mm 合适
该内筒采用Sn=6mm 的0Cr18Ni9Ti 制作，能够满足稳定性要求。
6、 有一台液氮罐，直径为D i =800mm ，切线间长度L=1500mm ，有效厚度S e =2mm ，材质为0Cr18Ni9Ti ，
由于其密闭性能要求较高，故须进行真空试漏，试验条件为绝对压力10-3mmHg ，问不设置加强圈能否被抽瘪？如果需要加强圈，则需要几个？
【解】确定计算外压力：
∵ 真空度=大气压-绝压=760-10-3=759.99 mmHg
∴ MPa P c 1.009999.0760
99.7591.0≈=?= 查表得：E t =1.95×105MPa
（1） 取壁厚附加量C=2mm ，有效厚度S e =2mm ，则名义厚度Sn= Se+C=2+2=4mm
D 0= D i +2S n =800+8=808mm L/D 0=1.86 D 0/Se=404
（2）求A 值 查图5-5 得A= 0.000085
（3）求B 值 查图5-12 A 点落在曲线左侧，计算B 值：
MPa A E B t 05.11000085.010********=???== MPa S D B P e 027.0404
05.11/][0=== ∵ P c >[P] ∴不设置加强圈会被抽瘪
（4）设置加强圈
所需加强圈最大间距
mm D S P D E L o e c o t s 5.404)808
2(1.08081019586.0)(86.05.235.2=????== 加强圈个数：个）(7.215
.40415001=-=-=s L L n 取整，n=3 需设三个加强圈
（5）验算
设三个加强圈，则：L e =L/4=1500/4=375mm L e /D 0=0.464 D 0/Se=404
查图5-5 得A=0.00035， 查图5-12，得B=45MPa
MPa S D B P e 11.0404
45/][0=== 因为Pc ＜[P]，且十分接近，故至少需设三个加强圈。
第六章 容器零部件
二、填空题：
A 组：
1 法兰联接结构，一般是由（联接）件，（被联接）件和（密封元）件三部分组成。
2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓（直径）和增加螺栓（个数）的办法，对密封是有利的。
3 提高法兰刚度的有效途径是1（增加法兰厚度） 2（减小螺栓作用力臂） 3（增加法兰盘外径）。
4 制定法兰标准尺寸系列时，是以（16MnR ）材料，在（200）℃时的力学性能为基础的
5 法兰公称压力的确定与法兰的最大（操作压力），（操作温度）和（法兰材料）三个因素有关。
6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于（筒体）长度加上两端凸形封头曲面深度的（2/3）。
7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在（支座）处和（跨距中间）处。
8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：
轴向应力应为（σ拉 ≤[]σt ）
轴向压力应为（σ压 ≤[]σt ）和（轴向许用压缩应力[]σac 的较小值）
B 组：
1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近部分的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤(0.25)D 0,且A 不大于（0.2）L
2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=（120°） 和θ=（150°）两种。
3 采用补强板对开孔进行等面积补强时，其补强范围是：
有效补强宽度是（}22,2m ax {nt n d d B δδ++=）
外侧有效补强高度是（min {接管实际外伸高度,1nt d h δ=
}） 内侧有效补强高度是（min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=
}） 4 根据等面积补强原则，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。
5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过（520）mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过（1000）。
6 现行标准中规定的圆形人孔公称直径有DN(400)mm, DN(450)mm, DN(500)mm, DN(600)mm 等四种。
7 现行标准中规定，椭圆形人孔的尺寸为（400）×（250）mm 与（380）×（280）mm 。
8 现行标准中规定的标准手孔的公称直径有DN(150mm)和DN(250mm)两种。
三、是非判断题
1 法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。(×)
2 在法兰设计中，如欲减薄法兰的厚度t ，则应加大法兰盘外径D 0,加大法兰长径部分尺寸和加大臂长度。(×)
3 金属垫片材料一般并不要求强度高，为要求其软韧，金属垫片主要用于中高温和中高压的法兰联接密封。(√)
4 法兰连接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封。所以预密封比压越大越好。(×)
5 正压操作的盛装气体（在设计温度下不冷凝）的圆筒形处贮罐，采用双鞍式支座支承时，可以不必验算其轴向的拉应力。(×)
四、工程应用题
A 组：
1． 选择设备法兰密封面型式及垫片
介质 公称压力PN 介质温度 适宜密封面型式 垫片名称及材料
（MPa ） ℃
丙 烷 1.0 150 平形 耐油橡胶石棉垫/耐油橡胶石棉板 蒸 汽 1.6 200 平形 石棉橡胶垫/中压石棉橡胶板 液 氨 2.5 ≤50 凹凸或榫槽 石棉橡胶垫圈/中压石棉橡胶板 氢 气 4.0 200 凹凸 缠绕式垫圈/08(15)钢带-石棉带
化工设备基本知识考试题 1、设备巡检的五字经是：听、摸、查、看、闻 2、润滑管理中五定：定点、定质、定量、定期、定人；三过滤：领油大桶到贮油桶、从贮油桶到油壶、从油壶到润滑部位。 3、设备管理中的四懂：懂原理、懂构造、懂性能、懂工艺流程；三会：会操作、会保养、会排除故障。 4、压力容器的合理维修有哪些？保持压力容器防腐完好无损，防止介质和大气对其腐蚀，安全附件按规定校验，保持齐全、灵敏、准确，固定件必须完整可靠及时清除跑、冒、滴、漏现象，减少和消除容器的振动现象。 5、润滑剂的作用：冷却、洗涤、密封、防锈、减振、传递、润滑。 6、谈谈你对治理跑冒滴漏的意义和认识：影响厂容厂貌，危害生产，影响无泄漏工厂的验收，化工生产易燃、易爆、易中毒，如果到处跑冒滴漏会危害人的身体健康，会造成生产不必要的损失，甚至会给职工带来伤亡事故，或造成严重后果。 7、滚动轴承常见的故障及原因是：1、轴承发热：（1）润滑油供应不充分或选号不对（2）有杂物侵入（3）安装不正确；2、声音不正常：（1）轴承滚道剥落或滚道损坏（2）支架散（3）轴承严重缺油（4）滚道和钢球有麻点；3、传动不灵活：（1）轴承附件如密封件有松动或摩擦（2）轴承被油污或污物卡住（3）轴承内外环与轴承箱配合不好过松或过紧。 8、离心泵不打液主要原因是：（1）介质温度过高，形成气蚀（2）吸
液口堵塞（3）机体和密封件漏气（4）叶轮螺母松动，叶轮与轴键磨损，键不起作用（5）叶轮片冲刷严重（6）电机反转（7）泵抽空（8）泵空气没排除形不成真空等。 9、叙述齿轮油泵的工作原理：当泵启动后主动轮带动从动齿轮，从动齿轮以相反的方向旋转，齿轮与齿轮之间有很好的啮合，两个齿轮的齿将进口处的油刮走一些，于是形成低压吸入液体进入泵体的液体分成两路，在齿轮与泵壳的空隙中被齿轮推着前进，压送到排油口形成高压而排液。 10、吹风气回收锅炉主要设备有那些：燃烧炉、蒸汽过热器、锅炉本体、第二空气预热器、软水加热器、第一空气预热器、引风机、送风机。 11、炉条机打滑的原因：（1）推动轴承坏，刹车片磨损严重（2）炉条机严重缺油，各件严重磨损（3）炉子结疤，灰盘移位；（4）链条过长，链轮磨损严重（5）宝塔弹簧没压紧等。 12、油压波动的原因：（1）油温过高，季节性油型不对（2）油泵磨损严重（3）溢流阀磨损严重（4）油缸密封件坏，串油（5）电磁阀磨损严重，串油（6）油质脏，油中进水（7）贮能器缺压（8）油泵功率小，流量达不到（9）系统安装贮能少（10）系统油外漏（11）系统油缸配套不均（12）滤网脏，吸液量差等。 13、罗茨风机响声大的原因：（1）出口压力高，负荷重（2）电机部件出故障（3）风机内焦油粘接严重(4)缺油（5）风机内进水（6）轴承磨损严重，齿轮啮合不好（7）部分部件螺栓松动（8）近路阀没关
徐州工程学院试卷 2013 —2014 学年第_2 ___ 学期 试卷类型_A _______ 考试形式闭卷 命题人2014 ______ 年4_月_9_日 教研室主任____________________ 年_月_日 姓名_____________ 班级___________________ 课程名称化工设备机械基础______________ 考试时间100 __________ 分钟 使用班级11 化艺__________________________ 教学院长年月〒' 学号—— 2.材料力学对变形固体做了如下假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假 设。 3. d =Es称为—虎克定律。 4.第一强度理论又称最大拉应力理论。 、选择题（每题2分，共计10分） 1.静力学研究的对象是（ d ） a.物体 b.流体 c.物质 d.刚体 2.图示结构，用积分法计算AB梁的位移时，梁的边界条件为（a ） a.y A=0 y B=0 b.y A工0 y B工0 c.y A=0 y B 工0 d.y A丰 0 y B=0 3.工作压力为1.8MPa，容积为1500m3，介丿 a.l类容器 b.n类容器 P !!g △Ef X L / J 质为液化石油气的球罐，属于 （ C.川类容器 4.下列不属于工程上常采用的开孔补强结构的是（ b ）。 a.补强圈补强 b ?多层包扎补强 c.厚壁管补强 d .整体锻件补强 5.为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（ c ）。 a.增加壁厚 b.改用强度较高的材料 c.设置加强圈
三、是非题（每题1分，共计10分）
2006 级《化工设备设计基础》课程试题（B 卷）答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（10分） 2sin 302306030 51.99tg300.577BC AB G S G KN G S KN = ==?====o o （5分） 安全 （5分） 2、（15分） 解：0y F ∑= （5分） 0M ∑= （5分） 最大弯矩发生在梁的中点，其值为2 max 8 ql M = （3分） （3分） max 159120MPa MPa σ=f 不满足要求 （2分） 1 ()02ql qx Q x --=1()2 Q x ql qx =-1()()2 M x qx l x =-211 ()022 qx qlx M x -+=0x l p p ()0x l ≤≤232 max max 331112102881590.043232 Z ql M MPa W D σππ???====?3 12 1 3 222 51.9910105.9[]120254 601084.88[]120304 AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ?===<=??===<=?
3、（15分） 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 （3分） 实心轴 （5分） 空心轴 （5分） d 2＝=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 （2分） 4、（10分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 （2分） （4分） （4分） （2分） 75 954995497162N m 100 x P M T n ==? =?=?..max13 111640MPa πx x P M M W d τ= ==3 16 167162 0045m=45mm π4010 d ?= =??..() max234 221640MPa π1x x P M W D τα===-()3 246 167162 0046m=46mm π1-4010 D α?= =??..() 2231 132222245101 1.28461010.51A d A D α--???==? ??--?? ＝maxN cos N P A bh α σ= =12 6sin cos 148.7MPa []Pl P bh bh αασ= += 《化工设备机械基础》习题解答 第三章 内压薄壁容器的应力分析 一、名词解释 A 组： ⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。 ⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。 ⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。 ⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。 ⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。 ⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。 ⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。 ⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。 ⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。 二、判断题（对者画√，错着画╳） A 组： 1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？ （1） 横截面为正六角形的柱壳。（×） （2） 横截面为圆的轴对称柱壳。（√） （3） 横截面为椭圆的柱壳。 （×） （4） 横截面为圆的椭球壳。 （√） （5） 横截面为半圆的柱壳。 （×） （6） 横截面为圆的锥形壳。 （√） 2. 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。（×） 3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m 。 （√） 4. 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。（×） 5. 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。（√） B 组： 1. 卧式圆筒形容器，其内介质压力，只充满液体，因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。（√） 2. 由于圆锥形容器锥顶部分应力最小，所以开空宜在锥顶部分。（√） 3. 凡薄壁壳体，只要其几何形状和所受载荷对称于旋转轴，则壳体上任何一点用薄膜理论应力公式求解的应力都是真实的。（×） 4. 椭球壳的长，短轴之比a/b 越小，其形状越接近球壳，其应力分布也就越趋于均匀。（√） 5. 因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以不论在任何情况下，都必须首先考虑采用半球形封头。（×） 三、指出和计算下列回转壳体上诸点的第一和第二曲率半径 A 组： 化工设备知识题库 11、传热方式有(传导传热 )，(对流传热)，(辐射传热 )。化工设备知识题库 12、电磁振动给料机一般由(槽体部分)，(电磁激振器部分 )，(减振器部分)三个部分1、在物料搅拌时，粘度大的液体，要使其相邻二层分离，则所需的外力也将( 增大)， 若外力不变，则搅拌效果(较差 )，功率消耗随粘度的增大而(增加 )。组成。 。。2、在物料搅拌时，混合物的密度影响搅拌器所需之功率，在粘度相同时，所需之功13、电磁振动给料机一般向下倾斜安装使用，倾角一般不大于(10--15)。率与平均密度成( 正比)，如果混合物的密度差很大，则很( 难)得到均匀的混合。 14、电磁振动给料机振动角β的选择取决于三个方面的因素，即(输送效 率 )，(槽体3、在固体物料的打浆搅拌中，固体粉末粒度越小，则搅拌效果(愈 好 )。的磨损 )，(对被输送物料的保护 )。 4、皮带在传动中，包角越大( 越好)。 1 5、按换热器的工作原理可分为三大类，即(直接混合式换热器 )，(蓄热式换热器 )， (间壁式换热器 )。 5、皮带弯曲应力随皮带轮直径的减小而( 增大 )，而随皮带厚度的增加而( 增大)。 16、列管式换热器按其结构特点来分主要有三种，为(固定管板式 )，(浮头 式 )，( u6、皮带传动中平皮带应力变化循环次数u不得超过(3--5)次/秒，三角皮带的循环次 型管式换热器 )。 数u不得超过(10--15)次/秒。 17、换热器物料的流速与传热系数的关系较密切，流速越大，对流传热系数就( 越大)，7、带传动的驱动装置一般由(电机)和( 减速器 )组成。 换热效果就(越好 )。 8、一般将皮带传动滚筒和从动滚筒制成中部凸起园柱状，主要是防止皮带(跑偏 )， 18、压力容器按工作压力分有(低压)，(中压)，(高压)，(超高压 )。使输送皮带有良好对中性。 19、换热器的管子与管板的连接方法有( 胀接)，(焊接 )，(胀接加焊接 )。 9、活塞式压缩机工作的四个过程为( 吸入过程)，(膨胀过程)(压缩过程 )，( 排出 过程)。 20、根据《容规》规定，压力容器的定期检验分为(外部检查)，(内外部检查 )，(耐 压检查)。 10、换热器内不用大管子而采用许多小管子，是为了(提高传热面积，增加传热效果 )。 21、金属材料机械性能指标主要有(弹性 )，(强度)，(冲击性)，( 塑性)，(韧性)，(硬30、焊接接头由(焊缝 )，(热影响区)，(熔合区)三部分组成。度)，(疲劳极限)( 蠕变极限)。 31、稠度是润滑脂的浓稠性，针入度越大，稠度(越小 )。 22、奥氏体不锈钢及其焊接头，在某些腐蚀介质中产生一种沿晶界开裂现象称(晶间 32、依据润滑形式，润滑油有(动压润滑 )和(静压润滑 )之分。腐蚀 )。它主要由于钠内部组织出现(贫铬)现象而引起。 第一篇: 化工设备材料 第一章化工设备材料及其选择 2.名词解释 A组： 1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。或者金属在高温和应力的作 用下逐渐产生塑性变形的现象。 2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。 3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。 4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。 5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。 6.泊松比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于钢材，μ=0.3 。 7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。 8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。 9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。它代表材料抵抗产生 塑性变形的能力。 10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。 B组： 1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。把FeO中 的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中 心顺序地凝固。钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。 2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。其锭模上小下大，浇注后 钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。沸腾钢锭中没有 缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构 疏松。 3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢， 上半部像镇静钢。 4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。 5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。 6.碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。 7.铸铁：含碳量大于2%的铁碳合金。 8.铁素体：碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体叫铁素体。 9.奥氏体：碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体叫奥氏体。 10.马氏体：钢和铁从高温奥氏体状态急冷下来，得到一种碳原子在α铁中过饱和的固溶体。C组： 1.热处理：钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式，以改变其组织、满足所需要的物理, 化学与机械性能，这样的加工工艺称为热处理。 2.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。 3.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。 4.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。 化工设备机械基础期末考试A卷（） 工艺1215 成绩 一、选择题（2＊10） 1.填料塔里由于容易产生壁流现象，所以需要（）将液体重新分 布。 A、喷淋装置 B、液体再分布器 C、栅板 D、支撑装置 2.根据塔设备内件的不同可将其分为板式塔和填料塔，下列零部件板 式塔和填料塔都有的是（） A、泡罩 B、裙座 C、栅板 D、液体分布器 3.工业生产上最早出现的典型板式塔，其结构复杂，造价较高，安装 维修麻烦，气相压力降较大而逐渐被其他新的塔形取代的是（）。 A 泡罩塔 B 浮阀塔 C 筛板塔 D 填料塔 4.填料塔中传质与传热的主要场所是（） A 、填料 B 、喷淋装置 C、栅板 D、人孔 5.轴与轴上零件的主要连接方式是（） A、法兰连接 B、承插连接 C、焊接 D、键连接 6.利用阀前后介质的压力差而自动启闭，控制介质单向流动的阀门是 （） A、蝶阀 B、节流阀 C、止回阀 D、旋塞阀 7.将管子连接成管路的零件我们称为管件，下列管件可用于封闭管道 的是（）。 A、等径四通 B、等径三通 C、堵头 D、弯头 8.在常用阀门中，用于防止超压保护设备的阀门是（） A.节流阀 B.截止阀 C.安全阀 D.旋塞阀 9.管式加热炉中（）是进行热交换的主要场所，其热负荷约占全 炉的70%-80%的，也是全炉最重要的部位。 A.、辐射室 B.、对流室 C.、余热回收系统 D.、通风系统 10.（）是一种将液体或固体悬浮物，从一处输送到另一处或从低 压腔体输送到高压腔体的机器。 A、泵 B、压缩机 C、离心机 D、风机 二、填空题（1＊40 ） 1、列管式换热器不存在温差应力的有、、 和。 2、常见填料的种类有、、、 第一章化工设备材料及其选择二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 Ａ组 B组： 第二章容器设计的基本知识 一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围 第三章 内压薄壁容器的应力分析 和MP S m 63844=?==σ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 634== σ θ 2. 圆锥壳上之A 点和B 点，已知：p=，D=1010mm ，S=10mm ，a=30o 。 α cos 2,:21D A R R = ∞=点 MP S PD m 58.14866.010410105.0cos 4=???==ασ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 16.29866 .01021010 5.0cos 2=???== ασ θ 0,:21=∞=R R B 点 0==σ σθ m 3. 椭球壳上之A ，B ，C 点，已知：p=1Mpa ，a=1010mm ，b=505mm ，S=20mm 。B 点处坐标x=600mm 。 2505 1010==b a 标准椭圆形封头 b b b y x A a R a R 2 2 21,:),0== ==点（ MP S Pa m 5.5020 10101=?== =θσσ MPa sb P B b a x a m 3.43)(2 2 2 2 4 =--= σ点： MPa b a x a a sb P b a x a 7.27)(2)(2 222442 22 4=????? ?-----= θσ :)0,(==y a x C 点 MPa S Pa m 25.25202101012=??== σ MPa S Pa 5.5020 10101-=?-=-=σ θ 五、 工程应用题 1. 某厂生产的锅炉汽包，其工作压力为，汽包圆筒的平均直径为816 mm ，壁厚为16 mm ，试求汽包圆筒壁被的薄 膜应力σσθ 和m 。 【解】 P= D=816mm S=16mm 1.00196.0816 16 <==D S 属薄壁容器 MPa S PD m 875.311648165.24=??==σ MPa S PD m 75.631628165.22=??==σ 2. 有一平均直径为10020 mm 的球形容器，其工作压力为，厚度为20 mm ，试求该球形容器壁内的工作压力是多少。 【解】 P= D=10020mm S=20mm 1.0001996.010020 20<==D S 属薄壁容器 MPa S PD m 15.7520410020 6.04=??===σσθ 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2030 mm ，筒体与封头厚度 均为30 mm ，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，时，计算封头上薄膜应力的σσθ和 m 的最大值并确定其所在的位置。 【解】(1) 圆筒 P=3Mpa D=2030mm S=30mm 1.00148.02030 30 <==D S 属薄壁容器 MP S PD m 75.50304203024=??==σ 徐州工程学院试卷 2013 — 2014 学年第 2 学期 课程名称 化工设备机械基础 试卷类型 A 考试形式 闭卷 考试时间 100 分钟 命 题 人 2014 年 4 月 9 日 使用班级 11化艺 教研室主任 年 月 日 教学院长 年 月 日 姓 名 班 级 学 号 ？ 一、填空题（每空2分，共计10分） 1. 如图所示为一封闭的圆筒，其半径为R ，筒体壁厚为t 。筒体内盛放密度为ρ的液 体，筒体顶部气体的压力为P 0，离液面距离x 的点A 所受的环向应力大小为 0() ρ+p gx R t ，经向应力大小为 02p R t 。 2. 材料力学对变形固体做了如下假设： 连续性假设 、均匀性假设、各向同性假设、小变形假 设。 3. σ=Εε称为＿虎克定律 。 4. 第一强度理论又称 最大拉应力理论 。 二、选择题（每题2分，共计10分） 1. 静力学研究的对象是（ d ） a ．物体 b ．流体 c ．物质 d ．刚体 2. ！ 3. 图示结构，用积分法计算AB 梁的位移时，梁的边界条件为( a ) a ．y A =0 y B =0 b ．y A ≠0 y B ≠0 c ．y A =0 y B ≠0 d ．y A ≠0 y B =0 4. 工作压力为，容积为1500m 3 ，介质为液化石油气的球罐，属于（ c ）。 a ．Ⅰ类容器 b ．Ⅱ类容器 c ．Ⅲ类容器 5. 下列不属于工程上常采用的开孔补强结构的是（ b ）。 · a ．补强圈补强 b ．多层包扎补强 c ．厚壁管补强 d ．整体锻件补强 题号 一 （ 二 三 四 五 总分 总分 … 得分 ： 填空 1、对检修完的设备及管线，开工前必须进行严密性试验，包括（）（）。 答案：水压试验、气压试验 2、各类压力容器应按规定安装（），并定时检验，保持灵活好用。在压力容器上装设( )后，可直接测出容器内介质的压力值。 答案：安全阀、压力表 3、离心泵主要依靠叶轮的高速旋转产生的( )使液体提高压力而径向流出叶轮。一般离心泵启动前出口阀关闭就是（），避免电机超载。 答案：离心力、减少起动电流 4、离心泵叶轮按结构不同一般可分为（）、半开式、（）三种类型。答案:闭式、开式 5、阀门的基本参数为（）（）适用介质。 答案: 公称直径、公称压力 6、轴承通常分为两大类，即（）（）。 答案: 滚动轴承、滑动轴承 7、压力容器必须定期检查，分为（）（）全面检验。 答案:外部检验、内部检验 8、为了保证轴承工作温度在60--85度范围内，在巡回检查中应检查轴承的（）振动和（）情况。 答案：润滑、发热 9、离心泵的优点是结构简单紧凑，安装使用和维修方便，而且（）易调，又能输送有腐蚀性和有（）的液体。 答案：流量、悬浮物 10、压力容器的安全部件主要有（）爆破片，液面指示的仪器、仪表和（）装置。 答案：安全阀、紧急切断 11、泵的扬程与叶轮的( )( )( )有关。 答:结构、大小、转速 12、对装置的所有工艺管线或外系统管线，检修部分与不检修部分要用盲板隔断，盲板厚度要求，( ) 。）。 答案：5mm以上 13、浮头式换热器中，浮头起（）的作用。我分厂浮头式换热器为( )答案：热补偿、中冷器 14、阀门的主要作用有：接通和（）介质；防止介质倒流；调节介质的（）、（）；分离、混合或分配介质；防止介质压力超压等。 答案：截断、压力、流量 15、润滑油的使用必须严格遵守（）（）的要求 答案：5定、3过滤。 16、电动机过热的原因：（）通风不良，电压不正常，（） 答案：电机过载、轴承磨损 17、润滑油不仅有润滑作用，而且对润滑面有（）（）作用 答案：冲洗、冷却 化学实验室基础知识 一、选择题 1.对钠、钾等金属着火用什么扑灭？ 通常用干燥的细沙覆盖；用水灭火； CCl4灭火器；CO2灭火器 2.易燃液体在火源和热源的作用下燃烧过程是什么 先蒸发成蒸气，然后蒸气氧化分解进行燃烧 液体直接燃烧，无分解过程 液体直接氧化而燃烧 3.乙炔在什么情况下可发生爆炸 与空气形成爆炸性混合物，遇点火源 高压下 在爆炸极限上上限 以上的空气混合物，遇点火源时 4.职业性皮肤病是职业性疾病中最常见、发病率最高的职业性损害，其中什么因素引起者占多数 化学性物理性生物性 5.苯急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用，而慢性中毒主要为什么的损害 呼吸系统消化系统造血系统 6.危险化学单位应当制定本单位事故（应急救援预案），配备应急救援人员和 必要的应急救援器材、设备，并组织演练 抢险预案救治预案控制预案应急救援预案 7.在遇到高压电线断落地面时，导线断落点多少米内，禁止人员进入。 10203050 8.实验室、宿舍禁止使用电热水壶、热得快。一般电热水壶的功率为： "100W左右"200W左右500W左右800W以上 9.静电电压最高可达()，放电时易产生静电火花，引起火灾。 50伏上万伏220伏380伏 10.电线插座损坏时，既不美观也不方便工作，并造成： "吸潮漏电空气开关跳闸触电伤害以上都是 11.雷电放电具有什么特点？ 电流大，电压高 电流小，电压高 电流大，电压低 电磁波辐射 12.车间内的插座距地面的高度一般不低于多少米? 0．3米0．2米0．1米0．5米 13.《浙江大学实验室冰箱安全管理规定》中规定：实验室存放化学易燃物品的冰箱（冰柜），一般使用年限为几年? 5年8年10年12年 14.《浙江大学实验室烘箱、电阻炉等安全管理规定》中规定：实验室使用的烘 箱、箱式电阻炉（马弗炉）、油浴设备等加热设备，一般使用年限为几年? 5年8年10年12年 15.对危险废物的容器和包装物以及收集、贮存、运输、处置危险废物的设施、 场所，必须："设置危险废物识别标志" 设置识别标志设置生活垃圾识别标志不用设置任何标志 16.实验室安全管理实行哪种管理？ 校、（院）系、实验室三级管理校、（院）系两级管理 院（系）、实验室两级管理实验事自行管理 化工设备机械基础A 卷答案1 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 徐州工程学院试卷 2013 — 2014 学年第 2 学期 课程名称 化工设备机械基础 试卷类型 A 考试形式 闭卷 考试时间 100 分钟 命 题 人 2014 年 4 月 9 日 使用班级 11化艺 教研室主任 年 月 日 教学院长 年 月 日 姓 名 班 级 学 号 一、填空题（每空2分，共计10分） 1. 如图所示为一封闭的圆筒，其半径为R ，筒体壁厚为t 。筒体 内盛放密度为ρ的液体，筒体顶部气体的压力为P 0，离液面距离x 的点A 所受的环向应力大小为 0() ρ+p gx R t ，经向 应力大小为 02p R t 。 2. 材料力学对变形固体做了如下假设： 连续性假设 、均匀性假设、各向同性假设、 小变形假设。 3. σ=Εε称为＿虎克定律 。 4. 第一强度理论又称 最大拉应力理论 。 二、选择题（每题2分，共计10分） 1. 静力学研究的对象是（ d ） a ．物体 b ．流体 c ．物质 d ．刚体 2. 图示结构，用积分法计算AB 梁的位移时，梁的边界条件为( a ) a ．y A =0 y B =0 b ．y A ≠0 y B ≠0 c ．y A =0 y B ≠0 d ．y A ≠0 y B =0 3. 工作压力为，容积为1500m 3，介质为液化石油气的球罐，属于（ c ）。 a ．Ⅰ类容器 b ．Ⅱ类容器 c ．Ⅲ类容器 4. 下列不属于工程上常采用的开孔补强结构的是（ b ）。 a ．补强圈补强 b ．多层包扎补强 c ．厚壁管补强 d ．整体锻件补强 5. 为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（ c ）。 题号 一 二 三 四 五 总分 总分 得分 化工设备机械基础试题库 一、填空 力学基础部分 1．在外力的作用下,杆件可产生变形的基本形式为轴向拉、压、剪切、扭转、弯曲。 2．就所受外力而言,受剪切直杆与受弯的梁二者之间的区别是受剪横向外力作用线相距很近、受弯横向外力作用线相距很远。 3．从工程意义上讲,材料的破坏可分为二类,一类是脆性断裂破坏,应采用第一或二强度理论解释其破坏原因；另一类是屈服流动破坏,应采用第三或四强度理论解释其破坏原因。 4．碳钢和铸铁都是铁塑性材料；而铸铁是典型的脆性材料。和碳组成的合金,但是它们却有非常明显的性能差别,低碳钢是典型的 5．碳钢和铸铁都是铁和碳组成的合金。一般来说,对钢材性能有害的元素是硫和磷,其有害作用主要表现在硫使钢材发生热脆,磷使钢材发生冷脆。 6．碳钢和铸铁中的主要化学元素除铁外还有碳 2.11% 时为碳钢；如果组成的合金中碳含量大于2.11% 时为铸铁。,如果组成的合金中碳含量小于 7．就钢材的含碳量而言,制造压力容器用钢与制造机器零件用钢的主要区别是制造容器用低碳钢,而制造机器零件用中碳钢。其主要原因是低碳钢有良好的塑性与焊接性能,中碳钢可以通过调质提高其综合机械性能。 8．从应力角度看,等壁厚、内径和内压均相同的球形容器比圆筒形容器具有优越性,二者经向应力相同,而周向（环向）2倍。应力不同,圆筒形容器是球形容器 9．受气体内压的锥形壳体,壳体上的薄膜应力随距锥顶经向距离的增大而增大,锥顶处应力为零,最大应力位于锥底处。 10．标准椭圆形封头的长、短半轴之比等于2,这种封头的最大拉应力位于椭圆壳体的顶点处,最大压应力位于壳体的赤道。 11．标准椭圆形封头最大拉应力位于椭圆壳体的顶点处,位于壳体的赤道出现经向的最大压应力,其绝对值与最大拉应力值相等。 12．边缘应力的两个基本特征是局部性,自限性。 13．圆锥壳与圆柱壳的连接点A处圆锥壳的第一主曲率半径为_______,第二主曲率半径为________。 锥顶处B点的第一主曲率半径为__________,第二主曲率半径为_________。15．我国钢制压力容器常规设计所遵循的国家标准的名称是《钢制压力容器》,标准号是GB150-1998。 16．对于用钢板卷焊的压力容器筒体,用它的内径作为其公称直径,如果压力容器筒体是用无缝钢管直接截取的,规定用钢管的外径作为其公称直径。 17．钢板卷制的容器的公称直径是其内径,钢管制作的容器的公称直径是其外径；管子的公称直径既不是管子的内径也不是管子的外径,而是与管子外径相对应的一个数值。 18．壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度,对于碳素钢、、低合金钢制压力容器,不小于3mm；对于高合金钢制压力容器不小于2mm。 19.金属材料的腐蚀按破坏的形式分为均匀腐蚀与非均匀腐蚀,其中均匀腐蚀在容器设计阶段考虑腐蚀裕量即可保证容器强度。 20．计算压力Pc,设计压力P,最大工作压力Pw与安全阀的起跳压力Pk,四者之 化工生产基础知识题库 一、填空题 1.按照检测仪表根据其被测变量不同，根据化工生产五大参量又可分为（温度），（压力），（流量）， （液位），分析仪表。 2.DN25、DN150相当于英制的（ 1 ）、（ 6 ）寸。 3.爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备的两个条件是：（一定的浓度）和（足够的火花能量）。 4.1毫米水柱（mmH2O）=（）Pa， 1毫米汞柱（mmHg）=（*102）Pa，1工程大气压（Kg/cm2）= （*104）Pa。 5.常用的温标有（摄氏温度℃），（华氏温度℉），（凯氏温度K）三种。 6.测量流体压力用的压力表的读数叫（表）压，如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表 所测得的值称为（负压或真空度）。 7.压缩机入口应选（气关）式调节阀。加热炉燃料气系统应选用（气开）式调节阀。 8.按照被测介质的相态分，在线分析仪表可以分为（气体）和（液体）两大类。按照测量方法分， 可分为（光学分析仪器）、（电化学分析仪器）、（色谱分析仪器）、物性分析仪器、热分析仪器等多种类别。 9.燃烧应具备的三个条件：————、————、————。 可燃物助燃剂着火源 10.受压容器要严禁：————、————、————。 超温超压超负荷 11.从事高处作业的单位必须办理————。 高空作业证 12.设备内作业必须有————监护人员不得离开。 专人监护 13.安全生产的方针是————、————。 安全第一、预防为主 14.预防伤亡事故三不伤害————、————、————。 不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害 15.消防工作的方针————、————。 预防为主、防消结合 16.事故处理“四不放过”原则是————、————，————、————。 事故原因不清楚不放过，事故责任者和员工没有受到教育不放过，事故责任者没有处理不放过，没有制定防范措施不放过 17.化工企业安全生产的特点————、————、————。 高温高压、有毒有害、易燃易爆易腐蚀 18.物质的饱和蒸汽压主要与物质的（）（）。 答：温度、性质（挥发度、沸点） 19.一种物质的原子或分子附着在另一种物质的表面上的现象叫（）。 1 / 5 四川理工学院 课程名称：化工设备设计基础（A ） 命题教师： 适用班级： 考试 注意事项： 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在规定的地方，否则视为废卷。 3、 考试形式为闭卷，考试时间为120分钟 试 题 一、选择题：(每题2分，共计20分) 1、在圆筒上开椭圆孔，椭圆孔的长轴的方向应该是 ( ) A 、平行于圆筒的轴线 B 、垂直于圆筒的轴线 C 、与开孔处的剪应力方向平行 D 、与开孔处的最大应力方向垂直 2、螺栓法兰连接结构中，螺栓的个数一般应选择为 ( ) 的倍数。 A 、 2 B 、4 C 、 6 D 、 8 3、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 4、有效厚度一定不小于 ( ) A 、名义壁厚 B 、毛坯厚度 C 、计算厚度 D 、设计壁厚 5、常用于卧式容器的支座形式有： ( B ) A 、耳式支座 B 、鞍式支座 C 、悬挂式支座 D 、裙式支座 6、工程上把()≤max R t ( )的壳体称为薄壳，反之为厚壳。 A 、0.1 B 、0.2 C 、0.3 D 、1.0 7、换热器的设计中，为了在相同管板面积上排列最多的管数，换热管在管板上的排列方 第1页 2 / 5 式可以采用 ( ) A 、正三角形 B 、正方形 C 、同心圆式 D 、转角正方形 8、压力容器金属材料选材以为 ( ) 准。 A 、最高温度 B 、制造温度 C 、设计温度 D 、最低温度 9、制造外压圆筒的加强圈常选择 ( ) A 、铜带 B 、圆钢 C 、工字钢 D 、铸铁 10、压力容器用钢的基本要求是具有良好的 ( ) A 、脆性 B 、外观 C 、韧性 D 、硬度 二、填空题：(每空1分，共计30分) 1、法兰密封结构设计中，符号y 称为( )，其定义为 ( )。 2、换热器的设计中，为了便于管外清洗，换热管在管板上的排列方式可以采用( )和( )。 3、 请列出五种典型的搅拌器( )、( )、( )、( )、 ( )。 4、压力容器的局部补强结构一般有( )、（ ）、 ( ) 三种形式。 5、内压容器中，根据设计压力划分，设计压力大小为50MPa 的应划分为（ ），设计压力大小为5MPa 的应划分为（ ）。 6、用于机械搅拌器的轴封形式主要有( )和( )。 7、外压圆筒的加强圈，其作用是将( )圆筒转化成为( )圆筒，以提高临界失稳压力，减薄筒体壁厚。计算加强圈的惯性矩应包括( )和 ( )两部分的惯性矩。 8、牌号为16MnR 的低合金钢，其中16代表( )，Mn 代表 ( )，R 代表( )。 9、影响焊接接头系数的因素较多，主要与（ ）和（ ）和（ ）有关。 10、目前常用的容器封头有( )、( )、( )、( )。 第2页 题号 -一一-二二-三四总分 总分10 20 10 60 100 得分 一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分） 1.一阶梯杆如图所示， AB段横截面面积为：Ai=100mrH BC段横截面面积为 A=180mm贝U AB段杆横截面上的 正应力为 _80_Mpa , BC段杆横截面上的正应力为 _83.3_Mpa 。 2 ?当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的_8 _______ 倍。 3 ?低碳钢拉伸过程中可分为 _弹性阶段_、_屈服阶段_、—强化阶段_和局部变形阶段。 4 ?边缘应力的特性主要为 _局部性_、_自限性_。 5.如图所示回转薄壳，中心线为回转轴，A点的第一曲率半径是 _R _____________ ，第二曲率半径是 二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）题5图 1?直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2处的扭矩为（B ）。 A. T =25 kN m ; T2 =5kN m ; B. T1 =25 kN m ; T2 =- 5 kN m ; C. T1 =35kN m ; T2 =- 5kN m ； D. T1 =- 25 kN m ; T2 =5 kN m。 2 .简支梁受集中力偶Mo作用，如图2所示。以下结论错误的是（ C ）。 A. b =0时，弯矩图为三角形； B. a =0时，弯矩图为三角形； C.无论C在何处，最大弯矩必为Mo D .无论C在何处，最大弯矩总在 C处。 3 .截面上内力的大小：（C ）。 A.与截面的尺寸和形状有关； B.与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C.与截面的尺寸和形状无关； D.与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 4 .下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（ B ）。 A.椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖； B .半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖； C.半球形、碟形、椭圆形、、锥形、平盖 D .碟形、半球形、椭圆形、、锥形、平盖 5.对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ C ）。 A.升高 B .不变 C .降低 D .未知数 6 .当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（ A ）。 A.增大 B .减小 C .不变 D .不能确定 7 .工程上把3 /D i>( A ）的圆筒称为厚壁圆筒。 A. 0.1 B .0.2 C . 1.0 D .2 题2图 安全知识 一、填空题 1、根据危险化学品主要危险性、危害特性将常用危化品分为8类，即：（爆炸品）（压缩气体和液化气体）（易燃液体）（易燃固体）（氧化剂和过氧化物）（有毒品）（放射物品）（腐蚀品） 2、爆炸品的爆炸特性有（化学反应速度极快）（反应过程中放出大量的热）（反应中能产生大量的气体产物） 3、根据易燃液体闪点的高低，可分为（低闪点液体）、（中闪点液体）、（高闪点液体）三类。 4、根据危险化学品的不同性质，在存储方式也有所不同，可分为（隔离储存）、（隔开储存）、（分离储存）3种。 5、燃烧类型可分为（闪燃）、（着火）、（自燃）3类 6、水蒸气的灭火原理主要是（降低燃烧区域内的氧含量）。当空气中水蒸气含量达到（35%）以上时，燃烧就会熄灭。 7、安全电压的等级为（ 6V ）、（ 12V ）、（ 24V ）、（ 36V ）、（ 42V ）五个级别。 8、窒息性气体一般分为（单纯窒息性气体）、（血液窒息性气体）、（细胞窒息性气体）三大类。 9、劳动防护用品是保护劳动者在劳动过程中的（安全）与（健康）的一种防御性装备。劳动防护用品按其性质可分为（特种）防护用品和（一般）劳动防护用品。 10、物质燃烧必须同时具备的3个条件是：（可燃物质）；（助燃物质）；（着火源）。 11、工程技术措施是控制化学品危害最直接最有效的方法，其主要有以下方法治理粉尘：替代、变更工艺、隔离、（通风）。 12、干粉火火器主要用于扑救石油及其产品、（可燃气体）、（电器设备）的初起火灾。 13、装卸易燃易爆化学物品时,作业人员不能穿（带铁钉）的鞋进入作业现场。 14、一般来说,可燃气体的爆炸下限数值越低,爆炸极限范围越大,那么它的燃爆危险性越（大）。 15、可燃液体表面上的蒸气与空气混合后,遇到明火而引起瞬间燃烧,并一闪即灭的现象称（闪燃）。 16、爆炸的类型一般有两种,即物理性爆炸和（化学性）爆炸。 17、锅炉因超压发生的爆炸属于（物理性）爆炸。 18、在高温环境下工作容易引发（中暑）,所以在此环境中工作的人们应注意通风、补充淡盐水和控制劳动强度。 19、触电紧急救护时，首先应进行（触电解救），然后立即进行人工呼吸。 20、发生火灾时，基本的正确应变措施应该是发出警报，疏散，在安全情况下设法（扑救）。 21、受日光照射能发生化学反应的危险化学品,其包装应该采取（避光）措施。 22、爆炸物品不准和其他类物品同贮,必须（单独隔离限量）贮存。 23、皮肤被污染时,应该脱去污染的衣物,用（流动清水）清洗,清洗要及时、彻底。 24、储存危险化学品的建筑必须安装（通风设备）来调节温湿度。 25、生产经营单位不得使用国家明令淘汰、（禁止）使用的危及生命安全的工艺、设备。 26、中华人民共和国境内（生产），（经营），（储存）、运输、使用危险化学品和处置废弃危险化学品必须 答案 课程名称：化工设备设计基础（A ） 命题教师： 适用班级： 一、单项选择题：(每题2分，共计20分) 二、填空题：(每空1分，共计30分) 1、 ( 垫片比压力 )， ( 初始密封条件时垫片单位面积上所受的最小压紧力 )。 2、 ( 正方形 )和( 转角正方形 )。 3、 ( 浆式 )、( 推进式 )、( 框式 )、( 锚式 )、( 螺带式 )。 4、 ( 补强圈结构 )、（ 厚壁接管补强 ）、( 整锻件补强 ) 三种形式。 5、（ 高压容器 ），（ 中压容器 ） 6、 ( 机械密封 )和( 填料密封 )。 7、 ( 长 ),( 短 )圆筒， ( 加强圈 )和( 圆筒有效段组合截面 )。 8、 ( 含碳量为0.16% )， ( Mn 元素 )， ( 压力容器用钢 )。 9、（ 焊接接头形式 ）和（ 焊缝无损检测的要求 ）和（ 长度比例 ）有关 10、 ( 球形封头 )、( 椭圆形封头 )、( 锥形封头 )、( 碟形封头 )。 三、名词解释(每题2分，共计10分) 1、硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。 2、弹性压缩失稳：在外压作用下，突然发生的筒体失去原形，即突然失去原来的稳定性的现象称为弹性压缩失稳。 3、热处理：钢铁在固体状态下，通过加热、保温和不同的冷却方式，以改变其组织，满足所要求的物理、化学和力学性能。 4、基本风压：距地面10m 高处的风压值。 5、临界长度：对于外压容器，我们用临界长度e cr S D D L 17.1 作为长短圆筒的区分界限。 四、简答题：(共计24分) 1、（8分） 答题要点： ① 补强形式有4种……………………………………………………………（4分） 内加强平齐接管, 外加强平齐接管 ,对称加强凸出接管,密集补强 ②比较：……………………………………………………（4分） 从强度角度来看, 密集补强最好, 对称加强凸出接管次之, 内加强平齐接管第三, 外加强平齐接管效果最差。从制造角度来看，密集补强须将接管根部和壳体连接处做成一整体结构，这就给制造加工带来困难，而且容器和开孔直径越大，加工越难；凸出接管对称加强形式，连接处的内侧焊接困难，且容器和开孔直径越小越困难；对于内加强平齐接管来说，除加工《化工设备机械基础》习题解答
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