过程设备设计复习题(1)

《过程设备设计》期末复习题及答案第一章规程与标准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。

绪论1.过程装备主要包括那些典型的设备机器？2.压力容器按设计压力如何分级？3.为利于安全、监督和管理，压力容器按工作条件如何分类？4简述单层卷焊式压力容器壳体的制造工艺流程。

5.简述化工设备制造工艺的主要特点。

6.简述压力容器制造的进展特点。

第1章过程设备制造的准备工序1.简述过程装备制造的装备工艺流程2.净化处理的作用及常用净化方法、特点3.机械矫形的方法有哪些？4.简述火焰矫形的原理和适用范围。

5.坯料展开的方法有哪些？6.不可展曲面的展开计算方法主要有哪些？7.号料过程应注意哪些问题？8.加工余量主要有哪些内容？9.在实际生产中经常划出零件展开图形的实际用料线和切割下料线，写出加工余量与实际用料线和切割下料线之间的关系。

10.下料时合理排料应注意哪些问题？11.机械切割的方法有哪些？12.热切割的方法主要有哪些？13.简述氧乙炔切割的条件和特点。

14. 简述边缘加工的目的和主要方法。

15．名词解释：净化、矫形、划线、展开、号料（放样）、切割、等离子弧切割第2章成型加工工艺1.冷卷成型的概念及特点。

2.热卷成型的概念及特点。

3.利用对称三辊式卷板机卷制筒节时，直边产生的原因及其处理方法。

4.简述立式卷板机的特点。

5.简述利用对称三辊式卷板机加工单个筒节的制造工艺过程。

6.封头的成型方法主要有哪些？7.简述小直径封头（无拼焊缝封头）制造工艺过程。

8.简述大直径封头（有拼焊缝封头）制造工艺过程。

9.薄壁封头的冲压成型方法有哪些？10.封头冲压成型常见的工艺缺陷是什么？11.简述封头旋压成型的特点。

12.管子弯曲时易产生的缺陷是什么？13.管子冷弯曲的方法主要有哪些？14.选择冷弯管或热弯管主要考虑哪些因素？15.名词解释：中频加热弯管法第3章组装工艺1.名词解释：组装2.零件组对的任务是什么？3.设备制造中，过程设备组焊方面的主要技术要求是什么？4.组装单元的概念及划分组装单元的要求。

5.纵缝的组装机械主要有哪些？6.环缝的组装机械主要有哪些？第4章焊接工艺1.GB150根据压力容器主要受压部分的焊接接头位置，对焊接接头如何分类及其对压力容器制造的实际作用。

过程设备设计复习题及答案换热设备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。

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。

Kao7.流体动力过程是指遵循流体力学规律的过程，它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等过程设备与元件。

流体是气体和液体的总称，包括哪几个方面的性质?答：1）流动性：切应力作用下流体会变形，且无恢复原状的能力。

2）压缩性：温度不变时，流体的体积随压力增大而缩小的性质3）膨胀性：压力不变时，流体的体积随温度升高而增大的性质4）黏性：运动的流体，在相邻的流层接触面上，形成阻碍流层相对运动的等值而反向的摩擦力。

反应了流体在运动状态下抵抗剪切变形速率的能力，它是运动流体产生机械能损失的根源。

1.产品的分类1）社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类，即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品（国际标准化组织，ISO/DIS9000：2000）。

2）所谓“流程性材料”是指以流体（气、液、粉体等）形态存在的材料。

3）过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。

2.制造业的划分，按照“技术特征” 可将制造业分为哪两类？1）一类是以物质的化学、物理和生物转化，生成新的物质产品或转化物质的结构形态，多为流程性材料产品，产品计量不计件，连续操作，生产环节具有一定的不可分性，可统称为过程工业（过程制造业），如涉及化学资源和矿产资源利用的产业（石油化工、冶金）等；2）另一类是以物件的加工和组装为核心的产业，根据机械电子原理加工零件并装配成产品，但不改变物质的内在结构，仅改变大小和形状，产品计件不计量，多为非连续操作，这类工业可统称为装备制造业。

3）二者关系：过程制造业为装备制造业提供原材料，同时装备制造业为过程制造业提供制造装备3.过程工业包含的基本过程：1）流体动力过程：遵循流体力学规律的过程，涉及泵、压缩机、管道、阀门等。

2）热量传递过程：遵循传热学规律的过程，涉及换热器。

3）质量传递过程：遵循传质规律的过程，涉及干燥、蒸馏、浓缩、萃取。

4）动量传递过程：遵循动量传递及固体力学规律的过程，涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等。

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：[]mmC C ppD t1412.524mm 28.0724.99.724mm85.185.01132100085.12n 21n ==++=++≥=-⨯⨯⨯=-=δδδφσδ取材料为16MnR 时：[]mmC C ppD t109.243mm 28.0443.6mm443.685.185.01702100085.12n 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 。

过程设备机械基础_202301_模拟卷1_答案注：找到所考试题直接看该试题所有题目和答案即可。

查找按键：Ctrl+F 超越高度一、判断题1. 大小相等的两个力偶为等效力偶。

（×）2. 受二力而平衡的构件为二力杆。

（√）3. 电阻丝通电加热，久而久之表面会出现锈蚀的情况，这就是化学腐蚀。

（√）4. 压力容器的公称直径指的是容器的外径。

（×）5. 按照《压力容器安全监察规程》，容器分为一、二、三类容器，其中一类容器最危险。

（×）6. 如果梁的某一段上没有载荷作用，那么这段梁为纯弯曲梁。

（×）7. 容器制造完成后，要进行一系列安全试验，包括水压，气压试验和气密性试验等。

（×）8. 不锈钢容易发生晶间腐蚀的原因是因为其含有Mn元素。

（×）9. 受均布载荷的简支梁，其端部的挠度为零，转角不为零。

（√）10. 压杆在轴向压力的作用下，可能出现失稳。

细长压杆失稳时的临界载荷与压杆的长度和横截面特征有关，与材料无关。

（×）二、选择题（B）1. 对压杆进行稳定计算时，若满足条件：λs <λ<λp，杆件所能承受的临界压应力可以通过方法计算。

a）欧拉公式b）经验公式c）材料屈服极限d）材料抗拉强度（B）2. 下列几种法兰中，刚性最好的是。

a）平焊法兰b）对焊法兰c）活套法兰d）螺纹法兰（A）3. 某弹性圆棒的弹性模量E=200GPa，当其横截面上正应力 =200MPa时，该圆棒的轴向线应变为：。

a）0.001；b）0.1；c）0.01；d）10%（B）4. 对于薄壁圆筒容器，其应力的特点是。

a）周向应力与轴向应力相等b）周向应力是轴向应力2倍c）轴向压力是周向应力的2倍d) 轴向压力与周向压力都为零（C）5. 某钢材材料的牌号为20，根据该材料的名义含碳量可以知道这种钢属于。

a）高碳钢b）中碳钢c) 低碳钢d) 不能确定（C）6. 有一球形内压压力容器，所承受内压为50MP，该容器属于。

1试画图说明耳式、腿式、支撑式和裙式支座？（1）耳式支座 结构：由筋板和支脚板组成，广泛用于反应釜及立式换热器等直立设备上。

特点：简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。

因此，当容器较大或器壁较薄时，应在支座与器壁间加一垫板，垫板的材料最好与筒体材料相同。

（2）支承式支座 结构：在容器封头底部焊上数根支柱，直接支承在基础地面上。

特点：简单方便，但它对容器封头会产生较大的局部应力，因此当容器较大或壳体较薄时，必须在支座和封头间加垫板，以改善壳体局部受力情况。

（3）腿式支座（支腿）特点：结构简单、轻巧、安装方便，在容器下面有较大的操作维修空间，但当容器上的管线直接与产生脉动载荷的机器设备刚性连接时不宜选用腿式支座。

P167（4）裙式支座应用：高大的立式容器，特别是塔器形式：圆筒形裙座和圆锥形裙座P168 2何谓回转壳的不连续效应？不连续应力有哪些特征，βRt 的物理意义答：回转壳的不连续效应：附加力和力矩产生的变形在组合壳连接处附近较大，很快变小，对应的边缘应力也由较高值很快衰减下来，称为“不连续效应”或“边缘效应”。

不连续应力有两个特征：局部性和自限性。

局部性：从边缘内力引起的应力的表达式可见，这些应力是 的函数随着距连接处距离的增大，很快衰减至0。

自限性：连续应力是由于毗邻壳体，在连接处的薄膜变形不相等，两壳体连接边缘的变形受到弹性约束所致，对于用塑性材料制造的壳体，当连接边缘的局部产生塑性变形，弹性约束开始缓解，变形不会连续发展，不连续应力也自动限制，这种性质称为不连续应力的自限性。

β的物理意义：()Rt 4213μβ-=反映了材料性能和壳体几何尺寸对边缘效应影响范围。

该值越大，边缘效应影响范围越小。

Rt 的物理意义：该值与边缘效应影响范围的大小成正比。

反映边缘效应影响范围的大小。

3常见的局部开孔补强结构有哪几种？画图说明。

（1）补强圈补强 补强圈贴焊在壳体与接管连接处优点结构简单，制造方便，使用经验丰富；缺点1）与壳体金属之间不能完全贴合，传热效果差，在中温以上使用时，存在较大热膨胀差，在补强局部区域产生较大的热应力；2）与壳体采用搭接连接，难以与壳体形成整体，抗疲劳性能差。

过程设备设计题解1.压力容器导言习题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：圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2○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。

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：○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。

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 =-pMPa t pR t pR pr t pR k 100202100004.022sin 2=⨯⨯===⇒===+θφφθφσσφδσσσ ○2支承以上部分，任一φ角处的应力：R 1=R 2=R ，p z =-[p+ ρg R （cosφ0-cos φ）]，r=Rsin φ，dr=Rcos φd φ由区域平衡方程和拉普拉斯方程：○3支承以下部分，任一φ角处的应力 (φ>120°) ： R 1=R 2=R ，p z =-[p+ ρg R （cos φ0-cos φ）]，r=Rsin φ，dr=Rcos φdφ有一锥形底的圆筒形密闭容器，如图所示，试用无力矩理论求出φ0h锥形底壳中的最大薄膜应力σθ与σφ的值及相应位置。

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：（）CA。

〈0。

1mg/m3B。

0.1～<1。

0mg/m3C.1.0～〈10mg/m3D.10mg/m31。

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。

思考题1．压力容器导言1.1??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？我国《压力容器安全技术监察规程》根据整体危害水平对压力容器进行分类。

压力容器破裂爆炸时产生的危害愈大，对压力容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求也愈高。

设计压力容器时，依据化学介质的最高容许浓度，我国将化学介质分为极度危害（Ⅰ级）、高度危害（Ⅱ级）、中度危害（Ⅲ级）、轻度危害（Ⅳ级）等四个级别。

介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重。

压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体或液化气体，盛装易燃介质的压力容器发生泄漏或爆炸时，往往会引起火灾或二次爆炸，造成更为严重的财产损失和人员伤亡。

因此，品种相同、压力与乘积大小相等的压力容器，其盛装介质的易燃特性和毒性程度愈高，则其潜在的危害也愈大，相应地，对其设计、制造、使用和管理也提出了更加严格的要求。

例如，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压力容器制造时，碳素钢和低合金板应逐张进行超声检测，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应进行气密性试验。

而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。

又如，易燃介质压力容器的所有焊缝均应采用全熔透结构1.2??压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？筒体：压力容器用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间，是压力容器的最主要的受压元件之一；封头：有效保证密封，节省材料和减少加工制造的工作量；密封装置：密封装置的可靠性很大程度上决定了压力容器能否正常、安全地运行；开孔与接管：在压力容器的筒体或者封头上开设各种大小的孔或者安装接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪等接管开孔，是为了工艺要求和检修的需要。

支座：压力容器靠支座支承并固定在基础上。

安全附件：保证压力容器的安全使用和工艺过程的正常进行。

压力容器导言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。

《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。

过程设备的基本要求有哪些要求的因素有哪些安全可靠；满足过程要求；综合经济性好；易于操作、维护和控制；优良的环境性能。

压力容器应力分析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作比较，它们有何异同（1).在内压作用下，这些壳体将产生应力和变形，当此应力超过材料的屈服点，壳体将产生显著变形，直至断裂。

（2）.壳体在承受均布外压作用时，壳壁中产生压缩薄膜应力，其大小与受相等内压时的拉伸薄膜应力相同。

但此时壳体有两种可能的失效形式：一种是因强度不足，发生压缩屈服失效；另一种是因刚度不足，发生失稳破坏。

试述影响承受均布外压圆柱壳的临界压力因素有哪些为提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，应采用高强材料。

对否，为什么对于给定外直径Do和壳壁厚度t的圆柱壳，波纹数和临界压力主要决定于，圆柱壳端部边缘或周向上约束形式和这些约束处之间的距离，即临界压力与圆柱壳端部约束之间距离和圆柱壳上两个刚性元件之间距离L 有关。

临界压力还随着壳体材料的弹性模量E 、泊松比μ的增大而增加。

非弹性失稳的临界压力，还与材料的屈服点有关。

《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。

10．20R20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。

过程装备控制技术及应用答案【篇一：过程装备控制技术及应用习题及参考答案】txt>1、什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2、自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备，即被控对象。

自动控制系统常用的术语有：被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数，即需要控制的工艺参数；给定值（或设定值）ys——对应于生产过程中被控变量的期望值；测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实际值；操纵变量（或控制变量）m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；干扰f——引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素；偏差信号（e）——被控变量的实际值与给定值之差，即e=ym - ys控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

3、什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？答：自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点成的表示控制系统组成和作用的图形。

其中每一个分块代表系统中的一个组成部分，方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。

采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系，以便对系统特性进行分析和研究。

而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程，即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。

过程设备设计课后习题答案习题 1. 一内压容器，设计压力为，设计温度为50℃；圆筒内径Di=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≤/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：pc=，Di=1000mm，φ=，C2=×20=2mm；钢板为~16mm时，Q235-A 的[σ]t=113 MPa，查表4-2，C1=；钢板为6~16mm 时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=。

材料为Q235-A 时：??pDt2?????p?n???C1?C2???2? 取?n?14mm材料为16MnR 时：??1000??113????pDt2?????p?n ???C1?C2???2?取?n?10mm??1000??170??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MPa；圆筒内径Di=2600mm，筒长L=8000mm；材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，焊接接头系数φ=，装量系数为。

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；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。

1p=pc=×解：○=，Di=2600mm，C2=2mm，φ=，钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，σs=345 MPa，查表4-2，C1=。

容积V??4Di2L??43??8?,pV????m3 2中压储存容器，储存易燃介质，且pV=·m>10MPa·m，属三类压力容器。

○3圆筒的厚度○33??pDt2?????p?n???C1?C2???2? 取?n?18mm标准椭圆形封头的厚度??2600??170?1???pDt2??????n?? ?C1?C2???2?取?n?18mm??2600??170?1?? 4水压试验压力○pT???? 应力校核pT?Di??e???2600?18??3. ?T?????s???345 ??e2??18??3.今欲设计一台乙烯精馏塔。

《过程设备设计》复习题一、填空1、压力容器基本组成：筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件。

2、介质毒性程度愈高，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。

3、压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体。

4、壳体中面：与壳体两个曲面等距离的点所组成的曲面。

5、薄壳：壳体厚度t与其中面曲率半径R的比值（t/R）max≤1/10。

6、厚壁圆筒中的热应力由平衡方程、几何方程和物理方程，结合边界条件求解。

7、改善钢材性能的途径：化学成分的设计、组织结构的改变、零件表面改性。

8、钢材的力学行为，不仅与钢材的化学成分、组织结构有关，而且与材料所处的应力状态和环境有密切的关系。

9、焊接接头系数——焊缝金属与母材强度的比值，反映容器强度受削弱的程度。

10、介质危害性：指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等；其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。

11、《压力容器安全技术监察规程》根据容器压力与容积乘积大小、介质危害程度以及容器的作用将压力容器分为三类。

12、回转薄壳：中面是由一条平面曲线或直线绕同平面内的轴线回转而成。

13、厚壁圆筒中热应力及其分布的规律为：① 热应力大小与内外壁温差成正比；② 热应力沿壁厚方向是变化的。

14、压力容器用钢的基本要求：较高的强度；良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。

15、压力容器设计中，常用的强度判据：包括抗拉强度бb、屈服点бs、持久极限、蠕变极限、疲劳极限б-116、强度失效——因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，称为强度失效，包括（a）韧性断裂、（b）脆性断裂、（c）疲劳断裂、（d）蠕变断裂、（e）腐蚀断裂等。

二、简述题1、无力矩理论及无力矩理论应用条件？①壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变，且构成壳体的材料的物理性能相同。

②壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩作用。

③壳体的边界处的约束可沿经线的切线方向，不得限制边界处的转角与挠度。

多选题第1章压力容器导言1.1介质危害性介质危害性有多种，其中影响压力容器分类的是：（）A. 毒性B. 腐蚀性C. 氧化性D. 易燃性1.2压力容器分类下列属于第三类压力容器的是：（ c ）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》《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：（）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压力容器分类凡属于下列情况之一者为一类压力容器（）；凡属于下列情况之一者为二类压力容器（）；凡属于下列情况之一者为三类压力容器（）；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压力容器分类下列关于压力容器的分类错误的是：（）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。

中国石油大学（北京）远程教育学院期末考试《化工过程设备设计》学习中心：___ 姓名：___ 学号：____关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。

2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。

3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。

一、简答题（每题10分，共60分。

注：学号末尾数为奇数的考生请对1、3、5、7、9、11题进行作答，学号末尾数为偶数的考生请对2、4、6、8、10、12题进行作答）1．写出计算厚度与名义厚度的区别？2.写出计算厚度与设计厚度的区别？3．什么是压力容器的公称直径？4.什么是无缝钢管的公称直径？5．压力容器进行水压试验的目的是什么？6. 为什么要限定压力容器水压试验时的试验温度？7．外压圆筒中设置加强圈的目的是什么？8. 哪些因数影响外压容器临界压力的大小？9．对于薄壁容器，规定容器的最小厚度的目的是什么？10. 等面积补强法的补强原则是什么？11.什么叫基本风压值？12.什么叫公称压力？二、计算题（共20分）1. 沿顶部支承的储罐如图。

已知其中径mm D 2000=，储水高4000H mm =，有效壁厚mm 10=δ，顶部气压MPa P2.00=，A 点离储罐底面之距离mm x 3000=，求A 点的两向薄膜应力？(32=9.810N m γ⨯水)三、工程应用题（20分。

注：学号末尾数为奇数的考生请对1题进行作答，学号末尾数为偶数的考生请对2题进行作答）1. 现设计一内压圆筒形容器，已知其设计压力P=1.2MPa ，设计温度为200℃，圆筒体的内径D i =2000mm 。

材料选用Q245R ，[]123MPa t=σ245s MPa σ=，壁厚附加量C=2mm 。