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化工机械基础考试题目及答案.doc一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 化工设备中，承受内压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：B2. 化工设备中，承受外压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：A3. 化工设备的设计压力通常是指（）。
A. 设备的最高工作压力B. 设备的最低工作压力C. 设备的工作压力范围D. 设备的工作压力的平均值答案：A4. 化工设备的设计温度是指（）。
A. 设备的最高工作温度B. 设备的最低工作温度C. 设备的工作温度范围D. 设备的工作温度的平均值答案：A5. 化工设备中，承受真空的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：D6. 化工设备中，承受常压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：C7. 化工设备的设计温度通常是指（）。
A. 设备的最高工作温度B. 设备的最低工作温度C. 设备的工作温度范围D. 设备的工作温度的平均值答案：A8. 化工设备中，承受负压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：D9. 化工设备的设计压力和设计温度是（）。
A. 设备的最高工作压力和最高工作温度B. 设备的最低工作压力和最低工作温度C. 设备的工作压力范围和工作温度范围D. 设备的工作压力的平均值和工作温度的平均值答案：A10. 化工设备中，承受正压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：B二、多项选择题（每题3分，共30分）11. 化工设备的设计参数包括（）。
A. 设计压力B. 设计温度C. 设计容积D. 设计流量答案：A, B12. 化工设备承受的压力类型包括（）。
A. 内压B. 外压C. 常压D. 真空答案：A, B, C, D13. 化工设备的设计温度和工作压力是（）。
《化工机械基础》教学要点汇总第一章化工设备材料及其选择1.了解化学工业及化工设备的特点2.熟悉化工设备选用材料的一般要求3.理解描述材料性能的常用指标（1）力学性能：强度、塑性、硬度、冲击韧性、缺口敏感性（2）物理性能：线膨胀系数、弹性模量、泊松比（3）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性（4）加工工艺性能4.了解常用金属材料的分类5.熟悉钢铁的分类、牌号、表示方法及常见品种和规格6.了解铁碳合金的组织与结构7.熟悉碳钢中常见杂质对其性能的影响8.了解钢的热处理方法及其对性能的影响9.熟悉合金元素对钢性能的影响10.了解常见有色金属材料的种类、性能及应用11.了解常见非金属材料在化工设备中的应用12.掌握化工设备的腐蚀及防护措施（1）金属腐蚀的形式、种类及特点（2）金属腐蚀的评定方法（3）金属设备的防腐措施第2章容器设计的基本知识1.熟悉化工容器的常见分类方法2.掌握容器的基本结构3.理解零部件标准化的意义4.熟悉标准化的基本参数5.了解压力容器安全监察的意义与监察范围6.了解压力容器相关的法律法规7.掌握压力容器机械设计的基本要求第3章内压薄壁容器的应力分析1.熟悉薄壁容器及其应力特点2.熟悉薄膜应力理论的基本概念及基本假设3.掌握常见轴对称回转壳体薄膜应力的计算方法4.了解轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围5.熟悉边缘应力的概念、特点及处理第4章内压薄壁圆筒与封头的强度设计1.熟悉强度设计的主要任务及计算过程2.理解弹性失效的设计准则3.熟悉强度理论及相应的强度条件4.掌握常见轴对称回转壳体的强度设计计算方法：主应力、相当应力强度条件、计算壁厚、应力校核、最大允许工作应力、最大允许工作压力5.掌握常用设计参数的确定方法：工作压力、设计压力、计算压力、爆破膜系数、设计温度、许用应力、安全系数、焊接接头系数、钢板负偏差、腐蚀裕量、钢板的标准厚度系列、筒体及封头的标准直径系列6.熟悉强度设计中各种厚度的概念及区别7.熟悉压力试验的种类、目的以及试验压力的确定与校核8.掌握常见封头的种类、结构、特点及应用场合第5章外压圆筒与封头的设计1.熟悉内压容器与外压容器在受力、变形、判废、设计等方面的区别2.熟悉外压容器失稳的分类3.了解临界压力的概念及影响临界压力的因素4.了解长圆筒、段圆筒及刚性圆筒的性质及区别5.熟悉外压圆筒加强圈的作用、结构及其与筒体的连接方式第6章容器零部件1.掌握法兰联接结构、密封原理及法兰泄漏的主要形式2.熟悉法兰的结构和分类3.熟悉影响法兰密封的因素4.了解法兰的标准类型及标记方法5.熟悉常见容器支座的种类、结构及应用场合6.熟悉开孔应力集中现象及应对方法7.熟悉接管、凸缘、手孔、人孔和视镜的功能、结构及标准规格第7章管壳式换热器1.熟悉换热器的功能及分类2.熟悉衡量换热器好坏的标准3.熟悉管壳式换热器的结构及主要零部件4.掌握管壳式换热器的种类及特点5.熟悉换热管的材质、结构及尺寸6.熟悉管子与管板的连接方式和特点7.熟悉换热管的排列形式及特点8.了解换热管管间距的要求9.熟悉换热管的分程要求及管程布置方式10.了解换热器管板与壳体的连接方式11.熟悉折流板和支承板的功能及常用型式12.了解旁路挡板和拦液板的功能13.熟悉换热器中温差应力的来源及补偿方法14.了解膨胀节的功能与结构15.了解换热器管箱及壳程接管的功能及结构16.理解换热器的设计过程及选型第8章塔设备的机械设计1.熟悉塔的分类及主要结构部件2.了解塔设备机械设计的基本要求3.熟悉塔体承受的主要载荷：质量载荷、地震载荷、风载荷、偏心载荷4.熟悉计算压力在塔体中引起的轴向应力、操作或非操作时重力及地震力在塔体中引起的轴向应力及弯矩在塔体中引起的轴向应力的分布情况5.掌握塔体操作或非操作时最大组合轴向压应力和最大组合轴向拉应力的分布情况6.熟悉裙座的结构及常用类型7.熟悉塔体和裙座的机械设计过程8.熟悉板式塔的基本结构9.熟悉塔盘的基本类型和支承方法10.熟悉填料塔的基本结构及各部件的种类和功能第9章搅拌器的机械设计1.熟悉搅拌设备的作用、应用及基本结构2.熟悉搅拌器的类型及应用3.熟悉影响搅拌器搅拌功能的因素4.了解影响搅拌罐长径比的因素5.熟悉搅拌罐的装料量及装料系数6.了解搅拌罐的顶盖结构及传动密封装置结构备注：学习要求按重要性分五个层面，掌握★★★★，理解★★★，熟悉★★，了解★，其他未在教学及考查范围内的内容未列入本汇总。
1-2画出下列机构中个物体的受力图2—1答：已知：P 1=1kN, P 2=2kN, P 3=4kN;该力系为平衡力系。
∑F X =0 -P 1－P 2×sin30°+ P 3×sin α=0sin α=32130sin P P P⨯+=0.5α=30° p=332-2(a)答：AB 杆和AC 杆均为二力杆，属于汇交力系, A 点受力如图。
0=∑YFF AC ×sin60°-G=0F AC = G/ sin60°=23G =1。
155G∑=0XF060cos =-⨯AB AC F FF AB =G 33=0.577G（b ）答：AB 杆和AC 杆均为二力杆，属于汇交力系， A 点受力如图.0=∑XFF AC × sin60°- F AB × sin60°=0F AC = F AB=∑YF2 F AC × sin60-G=0 F AC =G 33=0.577G = F AB 2—3（a ）答：取分离体画受力图，AB构件为三力平衡构件tg α=0.5 cos α=52 sin α=510=∑XF45sin cos ⨯-⨯P F A α=0410cos 45sin P P F A =⨯=α=∑YF045sin sin =⨯-+⨯ P F F B A ααsin 45sin ⨯-⨯=A B F P F =P 42(b ） 答:取分离体画受力图,AB 构件为三力平衡构件构成力的封闭三角形所以PB=21010sin =α10103cos =α 0=∑XF45cos 45cos cos =⨯-⨯-⨯ B A F P F α0=∑YF045sin 45sin sin =-⨯+⨯ P F F B A α251525==P F A 5.72==PF B 2-4(a)答:取分离体画受力图,该力系为平面汇交力系,交于B 点0=∑XF30cos 45cos =+⨯-⨯-BC F G GF BC =6.29kN0=∑YF045sin 30sin =⨯+⨯- G G F ABkN F AB 828.0-=(B)答：取分离体画受力图，该力系为平面汇交力系,交于B 点=∑YF30cos 45cos =⨯--⨯ G G F BC6224+=BC F∑=0XF030sin 45sin =⨯--⨯ G F F AB BC322+=AB F3-1(a)答：取分离体，画受力图0=∑XFA X =0∑=0AM20300040600060=⨯-⨯-⨯Y BB Y =50000=∑YFA Y —3000—6000+B Y =0A Y =4000（b ）答：取分离体,画受力图0=∑XFA X =0 ∑=0AM0100501000200=÷⨯-+A m)(300m N m A --=0=∑YFA Y =10003—2答：取分离体，画受力图 0=∑XFA X =0∑=0AM025.05.025.35.33=⨯⨯+⨯⨯-⨯q q B YB Y =5kN0=∑YFA Y +B Y -4q=0 A Y =5 kN3—3答：取分离体,画受力图0=∑XF030cos 30sin 21=⨯+⨯+ P P A XA X =—150（1+23）=670N0=∑YF030sin 30cos 21=⨯-⨯- P P A YA Y =150（2+3）=560N∑=0AM130cos 230sin 221=-⨯+⨯⨯+⨯⨯A m Q P PM A=700+6003=1739.2N-m3—4答：取分离体，画受力图 0=∑XFA X =0∑=0AM0221=--⨯m m a B Y B Y =2kN0=∑YFA Y +B Y =0A Y =-2kN3-5答：取分离体，画受力图AB 杆为二力杆，AB 杆受力一定沿着AB 两点连线。
化工机械基础课后答案陈国桓第一篇习题参考答案[1] [2][3][4]1.2.3.4.5.6.7.8.9.不能用虎克定律计算横截面上的正应力，因为此时应力已远远超出弹性范围。
10.故，强度足够。
11.12.13.14.15.(a) (b)(c) (d)(e) (f)(g) (h)(i) (j)(k) (l)(m) (n) 16.17.18.19.所以，强度不够20.21.22. 抗剪:抗挤:23.习题参考答案24. 销钉所受的的最大剪应力为：MP a销钉所受的的最大挤压应力为：MP a25.26.强度足够27. 轴的外径:强度足够28.强度足够29. 计算主应力和方向的公式为：将(a)(b)(c)各题带入得：(a)(b)(c)习题参考答案30.主应力为：MP aMP a受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的：31.A点受弯矩和力的组合作用其中，，，代入上式得：32 . 本题为拉扭组合最大剪应力在圆轴的外圆周上：最大的拉应力作用在轴的上下边缘处：第三强度理论：33.第三强度理论：第四强度理论：34.所以，千斤顶稳定35.需用的最大压力为：第三篇 习题1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚δn=22mm，壁厚附加量为C=2mm ，承受的最大气体压力P=2MPa ，焊接接头系数φ=0.85，试求筒体的最大应力。
解：已知D i =2000mm ，δn =22mm ，C=2mm ，P=2MPa ，φ=0.85，δe =22-2=20mm 。
则所以筒体的最大应力为118.82Mpa 。
提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[P w ]=2MPa2. 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 ，釜体材料用0Crl8Ni9。
采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。
解：已知Di=1600mm 。
查附表6，0Crl8Ni9在105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa 。
《化工机械基础》教学大纲二、课程目的和任务《化工设备机械基础》综合了《理论力学》、《材料力学》、《金属学》、《机械设计》、《化工容器与设备》多门课程的部分内容，是一门多学科、理论与实用并重的机械类教学课程。
这门课程有利于非机械类专业学生综合能力的培养，而又无须设置多门课程，比较符合培养复合型人才的需要，所以继化工工艺专业之后，像轻工、食品、制药、环保、能源等非机械类专业，也在开设类似或相同的课程。
通过本课程的教学，使学生掌握杆件、平板、回转形壳体的基础力学理论和金属材料的基础知识，具备设计、使用和管理中、低压压力容器与化工设备的能力。
三、本课程与其它课程的关系化工、生物、轻工、食品及制药等工艺过程需要由设备来完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、反应等操作。
化工设备是化工、生物等工艺流程中的重要组成部分。
所以，本课程是化工、生物等专业的专业课的基础。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）刚体的受力分析及其平衡规律(4学时)1、主要内容力的概念及其性质；刚体的受力分析；平面汇交力系的简化与平衡；力矩力偶力的平移定理；平面一般力系的简化与平衡；静力学问题求解方法小结。
2、重点平面汇交力系的简化与平衡、平面一般力系的简化与平衡。
3、教学要求了解如何从构件所受的已知外力求取未知外力。
解决这个问题的步骤：第一步是通过受力分析，确定未知的约束反力力线方位；第二步是研究物体的受力平衡规律，利用这一规律求取未知外力。
（二）金属的力学性能(2学时)1、主要内容弹性体的变形与内力；材料的力学性能。
2、重点材料的力学性能。
3、教学要求介绍以拉伸实验为主的四种力学实验及由此而得到的一系列材料的力学性能指标，既是对“内效应”讨论的开始，也是为后续各章继续研究各种“内效应”的基础。
（三）受拉（压）构件的强度计算与受剪切构件的实用计算(2学时)1、主要内容受拉直杆的强度计算；拉（压）杆连接部分的剪切和挤压强度计算。
.2、重点受拉直杆的强度计算。
