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化工设备机械基础课后习题解答 .............................. 错误！未定义书签。EXERCISE EXPLANATION AND DESIGNING OF THE BASIC OF CHEMICAL EQUIPMENT AND MECHANISM .. 错误！未定义书签。第一章刚体的受力分析及其平衡规律 .. (2)
第一部分例题及其解析 (2)
第二部分习题及其解答 (10)
第二章金属的力学性能 (18)
第一部分例题及其解析 (18)
第二部分习题及其解答 (19)
第三章受拉（压）构件的强度计算与受剪切构件的实用计算 (22)
第一部分例题及其解析 (22)
第二部分习题及其解答 (24)
第四章直梁的弯曲 (27)
第一部分例题及其解析 (27)
第二部分习题及其解答 (35)
第五章圆轴的扭转 (39)
第一部分例题及其解析 (39)
第二部分习题及其解答 (43)
第六章压力容器与化工设备常用材料 (46)
第一部分习题及其解析 (46)
第七章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力、与二次应力 (48)
第一部分习题及其解析 (48)
第八章内压容器 (52)
第一部分例题及其解析 (52)
(c)
B
(a)
习题及其解答 (55)
第九章 外压容器与压杆的稳定计算 (60)
第一部分 例题及其解析 .................................................................................................................. 60 第二部分 习题及其解答 .. (67)
第一章 刚体的受力分析及其平衡规律
第一部分 例题及其解析
1.下图(a)是一个三角支架，它由两根杆和三个销钉组成，销钉A 、C 将杆与墙 连接，销钉B 则将两杆连接在一起。当AB 杆中央 置一重物时，试确定AB 杆两端的约束反力力线方 位（杆的自身质量不计）。
解： AB 杆在主动力G 作用下之所以处于平衡，是由 于受到销钉A 和销钉B 的约束。而两个销钉又分别受 到墙与BC 杆的约束。由于杆BC 是二力杆， 销钉B 作用给BC 杆的力RB 力，其力线必与BC 杆的 中心线重合。根据作用反作用定律、BC 杆作用给销钉
B 的支撑力'B R ，以及销钉B 作用给AB 杆的支撑力B N ，
它们的力线方位也应与BC 杆中心线一致，这样就利用BC 杆是二力杆这个条件确定了B 端铰链约束的约束反力力线 方位.如图(b)所示
确定了B N 的力线方位后，A N 的力线方位就可根据三力 平衡必汇交一点的定理来解决了。因为AB 杆自身的质 量忽略不计AB 杆是在外载G 与约束反力A N 、B N 三力 作用下处于平衡，所以A N 力线必过G 与B N 二力线的交
A
B
点，这样就确定了A N 的力线方位。显然，如果外载G 正 好加在AB 杆的中央，那么A N 和B N 两个力线与AB 杆交 角将相同，即都等于AB 杆与BC 两杆的夹角
2. 下图(a)是一个放在光滑地面上的梯子，梯子由AC 和BC 两 部分组成，每部分重W ，彼此用销钉C 和绳子EF 连接起来，今有一人重G 站立在左侧梯子上的D 处，试分析梯子的受力。
解： 当把整个梯子作为研究对象时，它受到的外力有：主动力G 和两个W 力；约束反力A R 和B R ，这五个力构成一个平行的平衡力系,如图(b)所示。 其中三个是已知力，两个是未知（大小的）力
当把梯子的左、右两部分单独取出来研究时，绳子的拉力和铰链C 处的相互作用力就变成了外力,必须在半个梯子的分离体上表示出
来。根据柔软体约束反力的特点，代替绳子的约束反力T 是水平的。在铰链C 处（把销钉看成与右半个梯子为一整体）左右两部分相互作用的力，其力线方位无法利用已知定理确定，只能用两个方位已知、大小待定的未知力C Y 和C X （及
‘和C C X Y '）来代替如图(c) (d)所示。从所画得的半个梯子的受力图可见，左半个共受六个外力，其中三个是未知的，右半个所受五个外力，也是三个未知。这些外力既不彼此平行，也不汇交一点，故称为平面一般力系
3. 圆筒形容器重量（力）为G ，置于拖轮A 、B 上，如图(a)所示，
N (a)
解： 因要求的是拖轮对容器的约束反力，所以取容器为研究对象，画出受力
图(b)，拖轮对容器是光滑面约束 ，故约束反力应沿接触点公法线指向容器，即图中的A N 和B N ，它们与y 轴夹角为030。由于容器重力也过中心O 点，故容器是在三力组成的汇交力系作用下处于平衡，于是有
4. 重为G 的均质圆球放在板AB 与墙壁AC 之间，D 、E 两处均为光滑 接触尺寸如图所示，设板AB 的质量不计，求A 处的约束反力及绳BC 的拉力
解： 既然是求作用在板上的绳子拉力及铰链A 处
约束反力，所以先考虑取AB 板为分离体，画它的受力图。首先圆球作用
给板一个垂直板的压力D N ，绳子在B 处作用给板水平拉力T ，根据题意板自重不计，所以板受到的其他力只还有一个铰链A 处的约束反力，整个板是在三个力作用下处于平衡，已知T 与D N 不平行，因此可以断定A 处的约束反力A R 必过T 与D N 二力线的交点O 。从几何关系中不难看出，过O
30sin 30sin =
-o B o A N N 0
30cos 30cos =-+G N N o B o A G G
N N o
B A 58.030
cos 2==
=B
A N N =∑=0
X ∑=0
Y
C
Y A
点的A R 力线与水平轴夹角为060,如图(b)所示,这样就得到了板AB 的受力图。但是会立刻发现，在板AB 所受到的三个力中，没有一个是已知力，即使根据汇交力系平衡条件式，列出两个平衡方程式，仍然解不出这三个未知力，于是问题转到了先要设法在三个未知力中解决一个，注意到圆球的重力G 是个已知力，圆球是在两个光滑面约束反力E N 和’D N 以及重力G 三力作用下处于平衡，利用该圆球的平衡条件0=∑Y 就可算得AB 对圆球的约束反力‘D N ,即
是一对作用与反作用力，所以D N 变为已知。于是再利用板AB 的
平衡条件
5. 试对以下四种现象予以解释：
1.在桌面上平放一圆盘，通过圆盘质心O 施加一水力F,图1-25(a)所示， 圆盘向右平移
2.若力F 施加于圆盘的边缘,图1-25(b)所示，则圆盘在向右平移的同时， 还会发生绕质心O 的顺时针转动；
3.如果圆盘中心开孔并套在一根竖立的固定轴上,图1-25(c)所示，
G G N G N o D
o D 230
sin 030sin =='
=-'
'
D
D N N 与G
G G T T N R X G G R N R Y o D o A o
A o D o A 3
2
2132232030cos 30cos 03
2
60sin 030sin 60sin 0=-==-+-===
=-=∑∑得由得得
由
则圆盘仅产生绕固定轴的转动；
4.如果作用在圆盘上的是力偶，那么不管圆盘有无固定轴，它只发生
纯转动。
解： 1. 因力F 过质心，所以只平移不旋转,图1-25(a)所示；
2. 力F 平移至质心，平移后的F '使圆盘 平移，所得的附加力偶（F ，’F ）使圆盘转动,图1-26所示
3. 作用在A 点的力F 平移至B 点时,[图1-27(a) (b)所示]，得到的力F ’ 被固定轴作用在圆盘上的约束反力N 所平衡，而附加力偶m 使 圆盘绕固定轴转动，可见使圆盘转动的是力偶而不是力。由于轴以力N 阻止了圆盘右移，所以轴上受到了 圆盘作用给 它的水平力N ’[图1-27(c),(d)],力N ’的数值与作用在圆盘上的主动力F 相等；
4.由于作用在圆盘上的是力偶，所以圆盘只可能转动不可能平移。
6. 图1-29[7]是一升降操作台，其自重（力）1G =10kN ，工作载荷F=4kN ，在C 点处和操作台相连接的软索绕过滑轮E ，末端挂有重力（量）为G 的平衡重物，装在台边上的A 、B 两滚轮能使工作台沿轨道上下滚动。试 求软索的拉力和作
F (a)
A
F
(b)
(c)
图1-25
F
(a)
(b)
(c)图 1-27
(d)
(a)
用在A 、B 两轮上的反力（不计摩擦力）。
解：取操作台为分离体，绘出其受力图(b)，
这一力系共有三个未知力，他们是绳索 张力T ，作用在A 轮上 的约束反力A N ，作
用在B 轮上的约束反力B R ，由于在垂直 方向上只有一个未知量（T 的大小），所 以先列出力在y 轴上的投影方程
由 得
再列力矩平衡方程由
得
最后由
得
7. 图1-30[7]示一压力机，摇杆AOB 绕固定轴O 转动，水平连杆BC 垂直于OB ，
∑=0Y 01=--G F T kN
G F T 141041=+=+=0)(=∑F M C 0
5.12.111=--?F G N B kN
N B 1845.1102.1=?+?=∑
=0X 0=+A
B N N )
(18的实际指向与图示相反负值说明A B A N kN N N -=-
=(b )
若作用力P=200N ，a=arctan0.2,OA=1m,OB=10cm 求物体M 受到的压力。
解[2] 水平连杆BC 为二力杆，摇杆AOB 受力P 作
用时，销钉B 作用给BC 杆水平拉力BC T 可根据摇杆AOB 的平衡条件求出 得
由图1-30（a ）可见，CB ，CE ，CD
他们都套在销钉C 上，如果以销钉C 为研究对象， 画出销钉受力图[图1-30（c ）]，需要先应用汇交 力系的平衡条件求出CE 杆压销钉的力E R 。再
将E R 的反作用力'
E R 的垂直分量求出。
由于a 角并未直接给出角度，αcos '?E R （ 即物体受到的压力）
也不能一步解出数值，所以这个例题用汇交力 系方法求解，不如改用下述方法简便。取CE ，
CD 连同销钉C 和销钉E 为研究对象（或称分离体），在画该分离体受力图时[图1-30(b)]虽然
根据CE 杆为二力杆的条件，可以判定作用在销钉E 上的压力的指 向，但是却将该力用两个分量 EY EX R R 和来表示，即有意的将一个汇交力系转化为一般力系。因为题目只要求解出物体M 受多大压力，即只需求出EY R 。所以，在图1-30（b ）所示的一般力系中，D EX R R 和 两个未知力不必解出。由此可以取这两个力的力线交点F 作为矩心，只需利用 0)(=∑P M
F
的条件，便可解出EY R
N
T T T T OB T OA P BC BC BC BC BC 20010
100200)
(='
=?'
=?'
?'=?图中未画b R b T Ey BC tan 2?=?α
8. 下图所示，自重是W （N ）的塔假设受到平均集度为q （N/m ） 的水平风载荷作用，试求塔的基座对塔的约束反力
塔为研究对象，如图（b ）为其受力图，
这是一个平面一般力系，由静力平衡方程
得
得
得
9. 图1-33（a ），所示水平杆长
2m ，A 端固定在墙内，B 端借助销钉与斜杆相连，斜杆C 端倚靠在光滑墙面上，若不计杆的自重，试求当在CB 杆的中央作用有载荷Q=1kN 时，水平杆A 端的约束反力和约束反力偶
解： 按提示未知力作用在AB 杆上，但已知力作用在CB 杆上，如果取AB
杆为研究对象，则画出的将是未知力，所以应取AB 杆、BC 杆和销钉B 一起作为研究对象，其受力图示于图1-33（c ）。这是一个包含四个未知量的平面一般力系，不能用式（1-16）求解，需在四个未知量中先借
A
X A
(a)
0=∑X qh
X X qh A ==-A 0
0=Y ∑0
=-Y A W W
=Y A ∑=0）
（F M A 0
=-?A m qh h 22
1qh m =A 图1-33
C
(b )(c )
助BC 杆的受力平衡关系解决一个。为此画BC 杆的受力图[图1-33（b ）]。在考虑B 端处的约束反力时，如果利用三力平衡汇交定理,不难确定RB 的力线方位.但由于并不需要求出B 端处的约束反力,目的是解出NC ，所以放弃使用三力平衡汇交定理，而将RB ，用它的两个分力RBx 、 Ryy 来表示，从而又一次将汇交力系转化为一般力系来处理。于是，从图1-33（b ），根据0)(=∑F M B ,可列出如下方程
由 得
由
得
由 得 由 得
第二部分 习题及其解答
1.5 画出以下各指定物体的受力图（见题5图）。 （d ）倾斜梁AB （梁自重不计）；
1
1?=?Q N C 011=?-?-A Q N m C m
kN m A ?=?+?=21111kN N R C Ax 1==0=Y ∑kN
Q R Ax 1==∑=0）
（F M A
0=∑X kN Q N C 1==
N
C
(b )
（e ）AB 杆和BC 杆（杆自重不计）
（h ）AC 梁，CD 梁及组合梁ACD （梁自重不计二梁借助铰链连接，梁的三处支座均为铰链支座）
(e)解: 因为铰链右边是一个二力杆,可以先确 定其受力图如上(b)所示又以左边部分为研究 对象,由三力汇交原理可做出受力图如上图(a) 所示
(h)解: 对铰链右边的CD 杆进行研究由三力汇交原理可做出受力图如上 所示再对AC 杆进行研究,也由三力汇交原理可得,其受力图如上所示
(d)解:由三力汇交原理可得受力图如左图所示
A
B
7．起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P ，设备重G=30kN ，求 水平力Ｐ及绳子拉力Ｔ，（见题７图）[7]
解：对右图进行受力分析得：
水平方向： (1)
竖直方向： (2)
由方程式 (1) , (2) 代入数据得：
答：水平力P 为 ，绳子拉力T 为 。
10. 压榨机构如图示,杆AB 、BC 自重不计，A 、B 、C 均视为铰链连接，
油泵压力P=3kN ，方向水平， ,试求滑块施与工件的压力。 解：由题意及图可知杆AB 与杆CB 对B 的作用力相等， 记做TBC 与TAB 对B 进行受力分析有：
又杆BC 对工件的压力N ：则
N 41032?N 4
103?o
P ??T =30sin G
o =?T 30cos N ?=??===?
101030433230332332N G Cos G T N
N T Sin T P 1010443322
12130?=??==?=mm l mm l 150,203==BC
AB AB BC T T P Sin T Sin T ==?+?θθBC
BC T T '=θCos T N BC
?'
=
又由受力图可得
由以上各式可得
代入数据可得 N=11.25KN
12. 力偶不能用单独的一个力来平衡，为什么图中（题12图） 的轮子又能平衡呢？
解: 力偶是不能用单独的一个力来平衡，图中之所以能够 平衡是因为轮子固定它相当于将P 移到 中心O 点再加 上一个力偶M （P ，P ）=Pr 与m=Pr 大小相等，方 向相 反，故相互抵消，又轮子固定，移到中点的力P 不会 使轮子发生转动， 所以轮子能够在这种情况下保持平衡
13. 在水平梁上作用着两个力偶（题13图），其力偶距分别为
,已知AB=0.5m,求A 、B 两点的反力。 解：水平梁在两力偶下的合力偶 : 方向与方向相同（顺时针），以A 为参考点，则B 处的反力 RB 对A 的力矩为：RB *AB
杆AB 平衡 :
以B 为参考点 ，则
解得 （方向向下）
150
203==
l l Tan θθCot P
N ?=
2
m kN m m kN m ?=?=106021和)(502
1m kN m m m ?=-=m AB R =?B )(100
5.050
kN R ==∴B 1
m AB R A =?)(100
5.050
kN R A ==
即RA方向向下，R B 方向向上。
15.等载面杆重量为G，夹在两个水平的光滑圆柱Ｂ和Ｃ之间，杆的Ａ端
搁在光滑的地面上。设ＡＳ＝a、ＢＣ＝b，角a为已知（见题15图），
求Ａ、Ｂ、Ｃ各点的约束反力。
解：对等截面杆进行研究：在A、B、C各点均为光滑面约束，
其受力图如右所示在铅直方向有：
在过B点且垂直于杆的方向有：
对整个等截面杆有（力偶平衡）：
由以上各式可得：
19. 一管道支架ABC，A、B、C处均为铰接，已知该支架承受两管道的重量
均为G=4.5kN，题19图中尺寸均为mm。试求支架中AB梁和BC杆所受的力。
)
(
100kN
R
R
B
A
=
=
G
N
A
=
C
B
N
N=
b
N
aCos
G
B
?
=
?α
G
N
A
=
b
aCos
G
N
N
C
B
α
?
=
=N
C
解：对AB 杆、BC 杆进行受力分析有：BC 杆在铰链C 和铰链B 两处的力作用
下平衡，即为一二力杆。对AB 杆，取A 为简化中心，则有：
①
②
③
由①②③式联立解得：
④
代入数据有：N=8.64KN 对AB 杆，以B 为简化中心，则有：
⑤
⑥
由③⑤⑥式解得 其中BC 杆受压缩，AB 杆拉伸和弯曲， 受力方向及分析如图所示。
20. 安装设备常用起重扒杆（题20图），杆AB 重（力）Ｇ1＝1.8kN ，作用在
C 点，BC ＝0.5AB 。被提升的重物（力）G=20kN 。试求系在 起重杆A 端的绳A
D 的拉力及杆B 端所受到的约束反力。
解：取AB 杆做研究对象，分别受到力TAD 、G 、G1和铰链B 处的约束反力，
将各力平移到B 点，由力偶平衡：
又 所以可得
又设铰链B 处的受力如图TX 、TY 在水平向： )720400(400+?+?=?'G G AQ N 45
Sin AB AQ ?=又N N '
=4511201520
Sin
G
N =
720?=?G AB R y 45
Sin N R x ?'=KN
R x 11.6=KN
R
y
89.2=
o o AD Sin AB G Sin BC G Sin AB T 30301??+??=??AB BC 21
=G G T AD 2
1
1=+=X
o
AD T Cos T =?30
在铅直方向：
代入数据可得：TX=18.099、TY=32.25 所以铰链B 处受力为
21 活动梯子放在光滑的水平地面上。梯子由BC 和AC 两部分组成，每部分各重150N ，彼此用铰链C 及绳子EF 连接（题21图）。今有一人，重为G=600N ，站在D 处，尺寸如图所示。试求绳子EF 的拉力及A 、B 两处的约束反力。 解：以整个梯子及人为整体进行研究：
对BC 梯进行研究，如图所示
将各力移到C 点，由力偶平衡可得：
对AC 梯子进行研究，以点C 为简化 中心,如图由力偶平衡可得
由（3）、（4）式可得
由（1）、（5）式代入数据可得
RA=525N 、RB=375N 代入（3）式可得TEF=107N
Y o AD T G G Sin T =++?130782.198.3622===+=X Y Y
X B T T Tan KN
T T N θ
X
G D
KN G G G R R B A 90015015030021=++=++=+1
G R N T N B Y EF X =+=o
B o o EF Sin B
C R Sin BC G Cos FC T 15152
1
151??=??+??o o o EF o A Sin CD G Sin AC G Cos EC T Sin AC R 15152
1
15152??+??
+??=??o o B A Sin CD G Sin AC R R 1515)(??=??-
C N R B
Y
第二章金属的力学性能
第一部分例题及其解析
2.1计算图2-6所示杆件1-1，2-2，3-3，截面上的内力（轴力），设P=P=100N，
Q=Q’=200N
Q
(b)
解[1]：2-6（a）
（1）1-1截面
根据上述法则，该截面上的轴力应等于截面右侧（此右侧外力均属已知，故取右侧）所有外力即P和Q的代数和。P使1-1截面产生拉伸内力，故取正值；Q使1-1截面产生压缩内力，故取负值，于是
S=P-Q=100-200=-100N（压）
1
S得负值，表明1-1截面作用着的是压缩轴力。
1
（2）2-2截面
S=-Q=-200N（压）
2
2-6（b）
S= +'P= 100N（拉）或
（1）1-1截面
1
S= P - Q +'Q= 100 –200 + 200 = 100N（拉）
1
S= 'P-'Q= 100 –200 = -100N（压）（2）2-2截
2
或
S= P –Q = 100 –200 = -100N（压）
2
S= 'P-'Q+Q= 100 –200 + 200 = 100N（拉）（3）3-3截面
3
或 3S = P = 100N （拉）
第二部分 习题及其解答
4． 试求图示各杆1-1，2-2，3-3截面上的轴力。[13]
解：由截面法（截面上轴力等于他右侧所有外力的 代数和且规定拉伸为正，压缩为负）则
图a 截面1—1: S=0
截面2—2: S= - P （压缩） 截面3—3：S+P-P=0 即 S=0
图b 截面1—1： S=P
截面2—2： -S+P-2P=0 即S=-P （压缩） 截面3—3： S=P （拉）
6 试求图示钢杆两段内横截面上的应力以及杆的总伸长．钢的E 值为200×109N/m2，σp=210MPa ，σp=240MP.若将拉力P 增大至80KN ，是否还可算出杆的伸长量？
解：当P=4KN 时
p
(b)
p
(a)
4
当P=80KN 时
7． 一根钢杆，其弹性模量E=2.1×105MPa ，比例极限σP=210 MPa ；在轴向拉
力P 作用下，纵向线应变E=0.001。求此时杆横截面上的正应力。如果加大拉力P ，使试件的纵向线应变增加到E=0.01，问此时杆横截面上的正应力能否有虎克定律确定，为什么？ 解：
若再加大力P ，则
将增大
10． 一直径为d=10mm 的圆截面杆，在轴向拉力P 作用下，直径减小0.0025mm ， 如材料的弹性模量E=2.1×105MPa ，横向变形系数μ=0.3，求试轴向拉力P 。
解：由公式[8]： 可得
以不能算出其伸长量。
则不符合虎克定律，所左88231010.21054.202.01080?=>?=??==P
A P σσπm m EA Pl EA Pl l l l P A P P A P 05255.0)108(102001040104)102(102001080104224
92
32249232211211212
1
=???????+???????=+=?+?=?<=
<=
----ππσσσσ符合虎克定律则
：得由E εσ=MPa
Pa 210101.210101.2001.08
65=?=???=）（σA
P =σMPa
P 210=σ 又定
此时不能有虎克定律确∴定
此时不能有虎克定律确∴ε
εμ'=00083.03
.000025
.0=='=μεεA
P
E =
?=σεσ和
化工设备机械专业题库 一、单项选择 （一）高等水平（50题） 1. 下列几种泵（）不是正位移泵， A：螺杆泵； B：往复泵； C:离心泵； D:计量泵. 答文:C 2. 离心泵最主要的部件是（）. A:叶轮,轴封装置； B：泵轴，叶轮,泵壳； C:泵壳.叶轮.轴封装置. 答文:C 3. 按承压方式分类，压力容器可分为内压容器与 外压容器。内压容器又可 按设计压力大小分为四个压力等级，低压容器的压力范围为（） A:< p v； B:< p v； C：< p v； D:< p v； 答文：A 4. 按承压方式分类，压力容器可分为内压容器与外压 容器。内压容器又可 按设计压力大小分为四个压力等级，中压容器的压力范围为（） A: 10MPaS p v 100Mpa B: 8MPas p v50Mpa； C: 60MPaS p v 100Mpa D: 8MPaS p v100Mpa 答文：A 5. 下列关系式正确的是（）. A:绝对压=表压+大气压； B:绝对压=表压-大气压； C:真空压=绝对压-大气压. 答文:A 6. 某一阀门铭牌上写着Z417-25C,此阀是（）阀. A:公称压力是25MPa勺闸阀； B:公称压力是的闸阀； C:公称压力是25MP截止阀； D:公称压力是的止回阀. 答文:B 7. 判断离心泵反转的最好办法是（）. A:启动后看出口压力； B:启动后停下观察； C:点动电机后观察. 答文:C 8. 判断离心泵反转的最好办法是（）. A:启动后看出口压力； B:启动后停下观察；C:点动电机后观察. 答文:C 9. 下列说法中不正确的是（）. A:1标准大气压=760mmHg; B:1标准大气压=1工程大气压； C:1工程大气压=10mHO; D:1工程大气压=735.6mm.Hg. 答文B 10. 用来改变管路方向的管件叫弯头，主要有 （）. A:90 .60 .45 . 弯头； B:90 .120 .45 .30 . 弯头； C:90 .180 .30 .45 . 弯头； 答文:A 11. 透平开车时，调速器的调速旋钮应处于（ ） 位置. A:最大； E:最小； C:打开两圈. 答文：B 12. 自动调节系统的调节质量与系统的每一个环节 的特性和作用都有关系，尤其是（）的特性对调节 质量影响很大. A:调节器； B:执行机构调节阀； C:调节对象； D:测量变送装置. 答文:B 13. 压力容器按压力高低分为低压/中压/高压容器 压力范围在（）是中压容器. A:?; B:P ; C: < P <; D: < P <. 答文:A 14. 下列哪些管道进行酸洗钝化（）. A:有特殊防腐要求的金属管道； B:不锈钢管道； C:有特殊防腐要求的管道. 答文:A 15. 屏蔽泵目前一般用（）轴承. A:石墨； B:聚四氟乙烯； C:巴氏合金； D:不锈钢. 答文:A 16. 空压机润滑油系统流程为（） A:油箱T油泵T过滤器T轴承T油冷器； B:油箱-油泵-过滤器-轴承-油冷器； C:油箱-油泵-油冷器-过滤器-轴承-油箱答文:C 17. 下列说法中错误的是（）. A:中性溶液中既没有H也没有OH ; B:酸性溶液中并不是没有OH ; C:碱性溶液中并不是没有H . 答文:A
填空 １、对检修完得设备及管线,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得压力值。 答案:安全阀、压力表 ３、离心泵主要依靠叶轮得高速旋转产生得( )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、阀门得基本参数为（)（）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得（）振动与（）情况。 答案：润滑、发热 ９、离心泵得优点就是结构简单紧凑，安装使用与维修方便，而且( )易调,
又能输送有腐蚀性与有（)得液体。 答案:流量、悬浮物 1０、压力容器得安全部件主要有( ）爆破片,液面指示得仪器、仪表与( )装置。 答案:安全阀、紧急切断 11、泵得扬程与叶轮得（）( ）( ）有关。 答：结构、大小、转速 １２、对装置得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（）得作用。我分厂浮头式换热器为（) 答案：热补偿、中冷器 １4、阀门得主要作用有：接通与（）介质；防止介质倒流;调节介质得（）、（);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、润滑油得使用必须严格遵守（）（)得要求 答案:5定、３过滤。 16、电动机过热得原因:（）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、、、
《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：
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
一、名词解释(10分) 1、无力矩理论:在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用,该情况下的应力状态与承受内压 的薄膜相似,又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力:以16MnR 在200℃时的力学性能为基础,其最大操作压力即为具有该尺 寸法兰的公称压力。 3、泊松比:弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值,称为横向变形系数或泊松比。 就是一无量纲的量,其数值随材料而异,也就是通过试验测定的。 ε εν' = 4、同素异构转变:在固态下晶体构造随温度发生变化的现象,称同素异构转变。 5、热脆:硫以FeS 的形态存在于钢中,FeS 与Fe 形成低熔点(9850 C)化合物,而钢材的热加工 温度一般在11500C-12000 C 以上,当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂,称为“热脆”。作图题(共10分) 根据受力图画出剪力图与弯矩图(10分) 三、问答题(共26分) 1、 Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 (钢种),其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ,235为 屈服强度值 ,A 表示 质量等级 ,F 表示 沸腾钢 ;0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 (钢种),18 表示 含铬18% , 9 表示 含镍9% ;ZL7代表 铸铝 (钢种); H80 代表 黄铜 (钢种),80 表示平均含铜80% 。(5分) 2.埋弧自动焊的优缺点就是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点就是什么？(5分) 埋弧自动焊的优点:1)生产效率高;2)焊缝质量高;3)劳动条件好 缺点:不及手工电弧焊灵活,工件边缘准备与装配质量要求高、费工时,必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氩弧焊,用氩气为保护介质,就是惰性气体,既不与金属起化学反应也不溶于液态金属,可避免焊接缺陷,获得高质量的焊缝。 3.什么就是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断 外压容器的类型？(8分) 容器强度足够,却突然失去原有的形状,筒壁被压瘪或发生褶皱,筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形,这种现象称为弹性失稳。其实质就是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形,产生的波形数n=2时,为长圆筒;n>2时,为短圆筒;如只发生强度破坏,无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？(8分) （1） 直径为2000mm,设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0、6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为1、0Mpa 的搪玻璃压力容器 （4） p 为4Mpa 的剧毒介质容器 （1） 为三类容器;(2)为二类容器;(3)为二类容器;(4)为三类容器。 四、计算题(共54分) 1、 一个低合金钢内压反应釜,内径mm D i 1000=,工作压力MPa 0.2(装有安全阀),工作 温度C 0 300,釜体采用单面手工电弧焊(有垫板),全部无损探伤,内部介质有轻微腐蚀性,试设计反应釜筒体壁厚,并校核水压试验强度。([]MPa t 144=σ []MPa 170=σ MPa s 345=σ,() s e e i T T D p ?σδδσ9.02≤+= )(10分) 表 钢板负偏差C l (mm) 解:设壁厚mm 11,mm C 8.01=,mm C 12= []mm C p pD t i d 97.98.105 .129.014421000 05.122=+?-????= +-= ?σδ 圆整为规格钢板,取mm n 10=δ厚。 水压试验校核:() ()MPa D p e e i T T 5.1902 .822.81000144170 05.1225.12=?+? ??= += δδσ
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
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 四、计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力 σσθ 和 m。 A组：
MP S PD m 6384100824=??==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 。 25051010==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 2 224 =--= 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
工艺操作人员设备知识题库 一、设备管理 工艺设备1、设备管理的定期检查分为哪几步？ 答：外部检查、重点检查和全面检查。 工艺设备2、设备管理的五个要求是什么？ 答：部件齐、声音正、功率足、仪表灵、资料全。 工艺设备3、设备管理“四个一样好”是什么？ 答：室外设备管理和室内设备管理一样好、大设备管理和小设备管理一样好、上面设备管理和下面设备管理一样好；备用设备管理和在用设备管理一样好。工艺设备4、管好设备的四个环节是什么？ 答：正确使用、精心维护、科学检修、管好备件。 工艺设备5、设备运行的“四不准超”是什么？ 答：不准超温、不准超压、不准超速、不准超负荷。 工艺设备6、设备维护十字作业是什么？ 答：清洁、坚固、调整、润滑、防腐。 工艺设备7、动设备维护执行“三勤一定”的内容是什么？ 答：勤检查、勤擦扫、勤保养、定时准确记录。 工艺设备8、动设备维护执行“五字检查法”的内容是什么？答：听、摸、闻、看、查。 工艺设备9、设备维护的“三件宝”是什么？ 答：扳手、听诊器、抹布。 工艺设备10、设备维护的“四不漏”是什么？答：不漏水、不漏汽、不漏油、不漏液。 工艺设备11、“五不乱”是什么？ 答：不乱用大锤、管钳、扁铲；不乱拆、乱拉、乱顶、乱栓；不乱动其它设备，不乱打保温层；不乱卸其它设备的零附件。 工艺设备12、科学检修“三条线”是什么？ 答：工具摆放一条线，配件零件摆放一条线，材料摆放一条线。 工艺设备13、科学检修“三不见天”是什么？ 答：润滑油脂、铅粉不见天；清洗过的零件不见天；精密量具不见天。 工艺设备14、科学检修“三不落地”是什么？ 答：使用的工具、量具不落地；拆卸零件不落地；污油脏物不落地。 工艺设备15、科学检修场地“三净”的内容是什么？ 答：停工场地净、检修场地净、开工场地净。 工艺设备16、检修质量坚持“五个做到”是什么？ 答：做到道道焊口有钢印、主要焊缝有检验单、泄露点施工有挂牌、项项 工程有资料、台台设备有记录。 工艺设备17、检修坚持“三不交工”是什么？ 答：不符合质量标准不交工、没有检修记录不交工、卫生规格化不好不交工。 工艺设备18、检修坚持“四不开车”是什么？ 答：检修质量不符合要求不开车、堵漏不合规定不开车、卫生不好不开车、
一、填空题） ●管路的热补偿分____、____两种。 ●过压保护用____阀，排水阻汽用____阀。 ●按工作原理可将泵分为____、____和其他类型泵等三类。 ●根据离心泵泄漏位置的不同，可将泄漏分为____和____。 ●风机按排气压力分为____（Pd≤1.5×104Pa）和____（1.5×104Pa＜Pd＜2.0×104Pa）。 ●活塞式压缩机工作过程按工作原理可分为____、____、____、____等。 ●离心式压缩机主要由____、____、轴承及密封装置等部件组成。 ●GB150—98《钢制压力容器标准》中按内压容器的设计压力（P），将内压容器分为____、 ____、____、____四个压力等级。 ●按冷热流体热量交换方式将热交换器分为____、____、____三种。 ●板式塔气液接触属于____式传质、传热过程；填料塔气液接触属于____式传质、传热过 程。 ●搅拌反应釜由____、____、____、轴封装置和其他结构等几部分组成。 ●搅拌反应釜最常用的传热装置有____和____。 ●多级离心泵轴向力平衡的措施有（）、（）、（）。 ●活塞的基本结构有：（）（）（）。 ●列管式换热器中，需要设置膨胀节以消除温差应力的是( )；换热管一端 固定，另一端可以在管内自由移动的是( )。 ●离心式风机叶片有三种主要弯曲形式，（）叶片，（）叶片和 （）叶片。 ●在换热器中参加换热的两种流体在间壁两边分别以相反的方向流动，称为 ( )，若以相同的方向流动，则称为( )，在工业生产中，一般都采用 ( )，只有在特殊情况时，才采用( )。 ●活塞式压缩机工作原理包括（）、（）、（）、 膨胀四个过程。 ●填料塔中的填料分为实体填料和网体填料，拉西环和鲍尔环属于实体填料。实体 填料的填充方式有（）和（）。 ●止回阀的作用是控制流体的方向，按照结构的不同可以将其分为两种，主要是 （）和（）。 ●1MPa≈（）kgf/cm2
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。
1. 化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、 BC及BD的受力大小。设BC、BD与水平夹角为60℃。 2. 桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB 和钢丝BC用铰链A连接而组成。P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。 3. 起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子 拉力T。
4. 悬臂式壁架支承设备重P(KN )，壁架自重不计，求固定端的反力。 5. 化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。设沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧 塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN) 。试求地面基础处的 支座反力。 6. 梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光
滑面上。在AC上作用有一垂直力P。如不计梯子自重，当P＝600N，α=75℃，h=3m， a＝2m时，求绳的拉力的大小。 .7 试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。杆的横截面面积A为250mm2，P=10KN。 8. 一根直径d=3mm，长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=2.2mm。 试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。 参考答案 9. 一根钢杆，其弹性模量E=2.1×105MPa，比例极限σp=210MPa；在轴向拉力P作用下，纵向 线应变ε=0.001。求此时杆横截面上的正应力。如果加大拉力P，使杆件的纵向线应变增加到ε=0.01，问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定，为什么？ 10. 两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆，b=60mm，δ=10mm。已知钢板的许用应 力[σ]=160MPa，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa，拉力P=60KN。试校核其强度。
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
化工设备机械基础作业答案
《化工设备机械基础》习题解答 第一篇: 化工设备材料 第一章化工设备材料及其选择 一. 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.泊桑比（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. 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。 5.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。 6.调质：淬火加高温回火的操作。要求零件的强度、韧性、塑性等机械性能都较好时，一般采用调质处理。
《化工设备机械基础》练习题 一、判断题 1、在所有封头中，平板封头的承压能力最差，球形封头的承压能力最好。（） 2、弹性模量和泊讼比是材料重要的力学性能，二者均不随着温度的变化而变化。（） 3、内压薄壁圆筒的薄膜应力与壁厚成反比，当容器材质和内部介质压力一定时，厚度大的容器壁内应力总小于壁厚小的容器。（） 4、根据弹性失效理论，容器器壁内某一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服极限时，容器即宣告失效。（） 5、安全系数是一个不断发展变化的数据，随着科学技术的发展，其值将逐渐减小。（） 6、从承压角度考虑，半球型封头最理想，并且用料最省，在对封头选择时应优先考虑。（） 7、按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力沿壁厚均匀分布。（） 8、金属垫圈的材料一般并不要求强度高，而是要求其软韧。（） 9、无缝钢管用做容器的筒身时，其公称直径指的是外径。（） 10、梁上如果只有集中力偶作用，则截面上的内力只有弯矩没有剪力。（） 11.由钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径指的是它们的内径。（） 12、在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆孔的长轴与筒体轴线平行。（） 13、法兰密封中，法兰的强度和刚度具有同等重要的意义。（） 14、法兰联接中，预紧密封比压越大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封。（） 15、外压长圆筒在长径比一定的情况下，设置的加强圈数量越多，其临界压力越高。（） 16、材料的弹性模量和泊讼比一般随着温度的变化而变化。（） 二、填空题 1、组成机器、设备的构件在外力作用下若能够安全可靠地进行工作，则需要满足的力学条件是：
、 和 。2、法兰联接结构一般是由 、 、 三部分组成。在制定法兰标准尺寸系列时，是以 材料，在 ℃时的机械性能为基础的。 3、外压圆筒加工制造时，要求其椭圆度e ≤ ，设计外压圆筒时现行的稳定安全系数m= ，外压圆筒中设加强圈的目的是将 圆筒转化为 圆筒，在设计计算时外压容器的焊缝系数Ф= 。4、边缘应力又叫 ，其产生的原因是 ，它具有 和 两个性质。5、在椭圆形封头和碟形封头上开孔时，应尽量开在封头的 部位附近，并且要求孔边与封头边缘之间的投影距离不小于封头内径的 。6、常温工作的压力容器在投入生产之前进行压力试验的目的是 ，根据试验中所采用介质的不同可分为 和 。椭圆形封头的长短轴之比a/b 依次为 、 、 时，其赤道圆上的环向应力分别为σθ＞0,σθ＝0,σθ＜0。7、有一容器，其最高工作压力1.6MPa, 工作温度t≤150℃且装有安全阀，则该容器的设计压力P d = MPa;水压试验压力P T = MPa 。8、常用的压力容器开孔补强设计的原则是 ，通常采用的补强结构有 、 、 。9、容器设计参数中，设计温度尽管不直接反映在强度计算公式中，但它是 . 和 一个不可缺少的参数。三、解释名词1、薄壁容器 2、疲劳强度 3、泊松比 4、无力矩理论（薄膜理论） 5、第二曲率半径 6、轴向失稳7、边缘应力 8、弹性压缩失稳 9、塑性失效补强原则 10、临界长度 11、计算长度12、名义厚度 13、第一曲率半径14、名义屈服极限 15、垫片密封比压力 16、蠕变 17、低碳素钢18、第三强度理论19、第四强度理论20、切应力互等定理 四、试分析拉伸试验时低碳素钢试件出现滑移线的原因。 障各多项方严等板进行控试验统启动进行试人员气系统要在不必试卷保电机
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
化工习题10 2009-10-22 19:32 181 国际上常用（）的产量来衡量一个国家的石油化学工业水平。A、乙烯；B、甲烷；C、乙炔；D、苯 A 182 最容易脱水的化合物是（）。A、R3COH； B、R2CHOH； C、CH3OH； D、RCH2OH A 183 下列反应不属于氧化反应的是（）。A、乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中；B、烯烃催化加氢；C、天然气燃烧；D、醇在一定条件下反应生成醛 B 184 在某一化学反应中，所谓的惰性气体是指。A、氦、氖、氩、氙； B、不参加化学反应的气体； C、杂质气体； D、氮气等 B 185 下列钠盐中，可认为是沉淀。A、Na2CO3； B、Na2SiF6； C、NaHSO4； D、酒石酸锑钠 B 186 用下列物质处理可将含有杂质CuO、Fe2O3、PbO的ZnO原料中的杂质除去。 A、H2SO4； B、HCl； C、NaOH； D、Na2CO3 C 187 从地下开采出未经炼制的石油叫原油，原油中含量一般较少，它主要是在二次加工过程中産的。A、烷烃； B、环烷烃； C、芳香烃； D、不饱和烃 D 188 有机化合物分子中由于碳原子之间的连接方式不同而産的异构称为（）。A、构造异构； B、构象异构； C、顺反异构； D、对映异构 A 189 甲醛、乙醛、丙酮三种化合物可用一步区分开。A、NaHSO试剂；B、席夫试剂（Schiff′s）；C、托伦试剂(Tollen)；D、费林试剂(Fehing) D 190 pH玻璃电极在使用前应（）。A、在水中浸泡24小时以上；B、在酒精中浸泡24小时以上；C、在氢氧化钠溶液中浸泡24小时以上； D、不必浸泡 A 191 气－液色谱法，其分离原理是（）A、吸附平衡；B、分配平衡；C、子交换平衡；D、渗透平衡 B 192 测定某有色溶液的吸光度，用1cm比色皿时吸光度为A，若用2cm比色皿，吸光度为( )。A、2A；B、A/2； C、A；D、4A A 193 空心阴极灯内充的气体是 ( )A、大量的空气；B、大量的氖或氩等惰性气体； C、少量的空气； D、少量的氖或氩等惰性气体 D 194 原子吸收光谱法的背景干扰表现为下列哪种形式？( )A、火焰中被测元素发射的谱线；B、火焰中干扰元素发射的谱线；C、火焰产生的非共振线；D、火焰中产生的分子吸收 D 195 符合光吸收定律的溶液适当稀释时，其最大吸收波长位置（）。A、向长波移动； B、向短波移动； C、不移动； D、都不对 C 196 在法庭上，涉及到审定一种非法的药品，起诉表明该非法药品经气相色谱分析测得的保留时间在相同条件下，刚好与已知非法药品的保留时间相一致，而辨护证明有几个无毒的化合物与该非法药品具有相同的保留值，最宜采用的定性方法为（）A、用加入已知物增加峰高的方法；B、利用相对保留值定性；C、用保留值双柱法定性；D、利用保留值定性 C 197 影响氧化还原反应平衡常数的因素是（）。A、反应物浓度；B、温度； C、催化剂； D.反应产物浓度、 B 198 电极电位对判断氧化还原反应的性质很有用，但它不能判断（）。 A、氧化还原反应的完全程度；B、氧化还原反应速率；C、氧化还原反应的方向；D、氧化还原能力的大小 B 199 根据置信度为 95% 对某项分析结果计算后，写出的合理分析结果表达式应