过程设备设计题库样本

《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。

过程设备设计期末考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 过程设备设计的主要目的是（）。

A. 提高设备性能B. 降低生产成本C. 保证设备安全D. 满足生产工艺要求2. 下列哪种设备不属于过程设备？（）A. 反应釜B. 蒸馏塔C. 风机D. 泵3. 过程设备设计的基本原则不包括（）。

A. 安全性B. 可靠性C. 经济性D. 实用性A. 生产能力B. 操作压力C. 设备材质D. 设备形状5. 下列哪种设备适用于高温、高压工况？（）A. 球罐B. 圆柱形储罐C. 立式储罐D. 卧式储罐6. 过程设备设计中，下列哪种应力属于一次应力？（）A. 温差应力B. 外压应力C. 重力应力D. 装饰应力A. GB 150B. ASMEC. JB 4732D. API8. 在过程设备设计中，下列哪种因素对设备的疲劳寿命影响最大？（）A. 材料性能B. 设备尺寸C. 工作温度D. 工作压力9. 下列哪种设备密封形式适用于有毒、易燃介质？（）A. 填料密封B. 垫片密封C. 橡胶密封D. 齿轮密封10. 过程设备设计中，下列哪种结构不利于设备的散热？（）A. 折流板B. 挡板C. 支承D. 拉杆二、填空题（每题2分，共20分）1. 过程设备设计的主要内容包括：____、____、____、____和____。

2. 压力容器的设计压力分为三个等级：____、____和____。

3. 设备的公称直径是指____的直径。

4. 过程设备设计中，常用的焊接方法有：____、____、____和____。

5. 在设备设计中，为了保证设备的强度和稳定性，通常需要对____、____、____和____等部位进行加强。

6. 设备的腐蚀裕量应根据____、____和____等因素确定。

7. 过程设备设计中，常用的法兰标准有：____、____和____。

8. 设备的绝热层分为____、____和____三个等级。

9. 设备的抗震设计应考虑____、____和____等因素。

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。

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 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/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.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：（）CA.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。

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。

一氧化碳一、补充作业 1：划定下列容器类别序号设计压力 p() 介质容器（m 3） 设计温度(℃) 容器类别10.6 4 5020.5 氧气 10 50 31.6臭氧4050·压 力 容 器 分 类 方法:①先按照介质特性，选择相应的分类图，②再根据设计压力 p (单位)和容积 V (单位 m 3)， 标出坐标点，③确定容器类别。

第一组 是易燃性质，容器类别是类；第二组 属于 类；第三组 高度毒性，属于 类。

二、补充作业 2：压力容器十大主要受压元件1.壳体；②封头（端盖）；③膨胀节；④设备法兰；⑤球罐球壳板；⑥换热器的管板； ⑦换热管；⑧M36(含 36)以上的设备主螺柱；⑨公称直径大于或等于250 的接管；⑩公称 直径大于或等于 250 的管法兰三、问答题：国外产品图纸可否采用我国的材料及 150 标准制造压力容器？答： 不能，因为：1.安全系数 n 数值不一样，则应力许用值[σ ]t 不一样，计算壁厚不一 样；2.钢材几何尺寸偏差不一样，国外小一些，负偏差小；3.钢材化学成分和机械性能不 一样，国外严，国内松；4.制造、检验要求不一样，如，水压试验＝1.5P[σ ]/[σ ]t ，而 我国水压试验＝1.25P[σ ]/[σ ]t第二章一、一壳体成为回转薄壳轴对称的条件是什么？⑴满足薄壳条件: (t / R)≤0.1；⑵结构对称：结构的几何形状对称于回转轴；⑶载荷对 称：壳体任一横截面上的载荷对称于回转轴，但是沿轴线方向的载荷可以按照任意规律化。

⑷边界对称：支承壳体的边界对称于轴线。

⑸材质对称：壳体的材料性质对称于轴线。

二、试分析标准椭圆形封头采用长短轴之比 a / 2 的原因？原因是其应力的分布特点及加工工艺性： ⑴应力绝对值从小到大为：a /b ＜2 → a / 2 → a / b ＞2 ；⑵加工工艺性从易到难为：a /b ＞2 → a / 2 → a / b ＜2 ；可以看到，标准椭圆形封头的应力分布及加工工艺性比其它的非标准椭圆形封头综合性好。

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 。

一、判断题（×）1、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。

（×）2、弹性模数E 和泊桑比µ是金属材料的重要力学性能，一般钢材的E 和µ都不随温度的变化而变化，所以都可以取为定值。

（√）3、凹凸压紧面安装时易于对中，还能有效防止垫片被挤压出压紧面，适用与管法兰和容器法兰。

（√）4、在焊接中要注意，焊缝不要布置在高应力区，焊缝要尽可能避免交叉。

（√）5、在分馏塔机械设计中，水压试验时仅考虑风弯矩，最大弯矩为 e W M M M +=3.0max（ √ ）6、应变硬化将使材料的比例极限提高而塑性降低。

（ √ ）7、依据弹性失效理论，容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点t s σ时，即宣告该容器已经“失效”。

（ √ ）8、影响焊接接头系数的因素较多，主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求和长度比例有关。

（ ×）9、平焊法兰的刚度高于对焊法兰的刚度，可以承受更高的压力。

（ ×）10、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。

（√ ）11、毒性程度为极度和高度危害介质，且PV 乘积大于等于0.2MPa•m 3 的低压容器属于第三类压力容器。

（√）12、开孔补强等面积补强法的的设计原则是：承受压力的壳体被削去的面积，必须在开孔周围补强范围之内补回同样的金属面积。

（×）13、对于受内压壳体，其上面各点一定是受到拉应力的作用，而不会受到压应力的作用。

（×）14、有效厚度为名义厚度减去钢材负偏差。

（√）15、对管壳式换热器，采用管内翅片虽然增加了传热面积，但是也改变了流体在管内的流动形势和阻力分布，泵功率的损失也会相应增加。

二、简答题1、压力容器设计有哪些设计准则？它们和压力容器失效形式有什么关系？答：压力容器的设计准则大致可分为强度失效设计准则、刚度失效设计准则、稳定失效设计准则和泄漏失效设计准则四大类。

目录第一章压力容器导言 (1)第二章压力容器应力分析 (5)第三章压力容器材料及环境和时间对其性能的影响 (13)第四章压力容器设计 (16)第五章储存设备 (23)第六章换热设备 (24)第七章塔设备 (26)第八章反应设备 (26)【概念题参考答案】 (27)第一章压力容器导言【教学基本内容和要求】1．了解压力容器基本组成和主要零部件；2．了解介质的毒性和易燃性，掌握压力容器几种不同分类方法；3．了解压力容器的质量保证体系的内容，了解常用压力容器标准和规范。

一．【思考题】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？2．压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？3．《容规》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？4．《容规》与GB150的适用范围是否相同？为什么？5．GB150、JB4732和JB/T4735三个标准有何不同？它们的适用范围是什么？6．过程设备的基本要求有哪些？要求的因素有哪些？7．在我们做压力容器爆破实验时发现，容器首先破坏的地方一般在离封头与筒体连接处一段距离的地方，而并非处于理论上应力集中的连接处的地方，请问原因何在？二．【判断题】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。

（）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。

（）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。

（）4．压力容器中，封头与筒体之间一定要有密封装置。

（）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。

（）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%射线或超声检测。

（）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。

2.1 在厚壁圆筒中，假如由内压惹起的应力与温差所惹起的热应力同时存在，下列说法正确的选项是：（D）A.内加热状况下内壁应力和外壁应力都有所恶化B.内加热状况下内壁应力和外壁应力都获得改良C.内加热状况下内壁应力有所恶化，而外壁应力获得改良D.内加热状况下内壁应力获得改良，而外壁应力有所恶化2.2 经过对最大挠度和最大应力的比较，以下对于周边固支和周边简支的圆平板说法正确的选项是：（ A ）A.周边固支的圆平板在刚度和强度双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双方面均优于周边固支的圆平板2.3 以下相关受均布外压作用圆筒的失稳状况的表达，错误的选项是：（A）A.失稳临界压力与资料折服点没关B.受均布周向外压的长圆筒的临界压力与L 没关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.圆筒的形状缺点对圆筒的稳固性产生很大影响2.4 以下不属于提升厚壁圆筒折服承载能力的举措为：（D）A.增添壁厚B.采纳多层圆筒构造，对内筒施加外压C.自增强办理D.采纳剖析设计的方法2.5 以下相关不连续应力的表达，错误的为：（C）A.不连续应力是因为构造不连续惹起变形不协调造成的B.拥有局部性与自限性的特色C.其危害程度比整体薄膜应力大D.脆性资料制造的壳体对不连续应力十分敏感2.6 以下对于局部载荷说法正确的选项是：（ B ）A.对管道设施附件设置支架，会增添附件对壳体的影响B.对接收附件加设热赔偿元件，无显然意义C.压力容器制造中出现的缺点，会造成较高的局部应力D.两连结件的刚度差大小与边沿应力无显然关系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 以下对于薄壳应力剖析中应用的假定，错误的选项是：（D）A.假定壳体资料连续，平均，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相互挤压2.9 对于薄圆平板的应力特色，以下表述错误的选项是：（B）A.板内为二向应力，切应力可予以忽视B.正应力沿板厚散布平均C.应力沿半径散布与周边支承方式相关D.最大曲折应力与（ R/t）的平方成正比2．压力容器应力剖析2.1 为降低局部应力，以下构造设计合理的是：（ABCD）A.减少两联接件的刚度差B.尽量采纳圆弧过分C.局部地区补强D.选择合理的开孔方向2.2 蒙受内压的薄椭球壳应力的大小与哪些要素相关：（ABC）A.内压的大小B.球壳的壁厚C.长短轴之比D.球壳的资料2.3 以下哪些是较常用的实验应力剖析方法：（AC）A.电测法B.差分法C.光弹性法D.损坏实验2.4 深水容器因为长久工作于水底并蒙受较大的外压，常会出现以下几种无效方式：（ ABC）A.腐化B.泄漏C.失稳D.脆性断裂2.5 不同构造组合壳的连结边沿处存在有边沿应力，边沿应力的特征有：（AC）A.局部性B.平均性C.自限性D.连续性2.6 内压作用下，以下对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。

过程设备设计期末考卷及答案一、单选题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是过程设备设计的基本原则？（）A. 安全性原则B. 经济性原则C. 环保性原则D. 美观性原则A. 设备选型、设备布置、设备计算B. 设备选型、设备布置、设备制造C. 设备选型、设备制造、设备计算D. 设备布置、设备制造、设备计算3. 在过程设备设计中，设备布置的主要依据是什么？（）A. 设备的功能B. 设备的形状C. 设备的大小D. 设备的颜色4. 过程设备设计中，设备计算主要包括哪些内容？（）A. 设备选型、设备布置B. 设备负荷计算、设备材料选择C. 设备安装、设备调试D. 设备运行、设备维护5. 下列哪项不是过程设备设计的主要任务？（）A. 确定设备类型B. 确定设备数量C. 确定设备尺寸D. 确定设备颜色6. 过程设备设计的主要目的是什么？（）A. 提高生产效率B. 降低生产成本C. 确保生产安全7. 在过程设备设计中，设备选型的主要依据是什么？（）A. 设备的功能B. 设备的价格C. 设备的形状D. 设备的颜色8. 过程设备设计中，设备布置的主要目的是什么？（）A. 确保设备之间的合理间距B. 提高设备的运行效率C. 降低设备的维护成本9. 下列哪项不是过程设备设计的基本要求？（）A. 设备的可靠性B. 设备的经济性C. 设备的环保性D. 设备的美观性10. 在过程设备设计中，设备计算的主要目的是什么？（）A. 确定设备的最佳运行状态B. 降低设备的运行成本C. 确保设备的运行安全二、多选题（每题2分，共20分）1. 过程设备设计的基本原则包括哪些？（）A. 安全性原则B. 经济性原则C. 环保性原则D. 美观性原则2. 在过程设备设计中，设备布置的主要依据是什么？（）A. 设备的功能B. 设备的形状C. 设备的大小D. 设备的颜色3. 过程设备设计中，设备计算主要包括哪些内容？（）A. 设备选型、设备布置B. 设备负荷计算、设备材料选择C. 设备安装、设备调试D. 设备运行、设备维护4. 下列哪项不是过程设备设计的主要任务？（）A. 确定设备类型B. 确定设备数量C. 确定设备尺寸D. 确定设备颜色5. 过程设备设计的主要目的是什么？（）A. 提高生产效率B. 降低生产成本C. 确保生产安全6. 在过程设备设计中，设备选型的主要依据是什么？（）A. 设备的功能B. 设备的价格C. 设备的形状D. 设备的颜色7. 过程设备设计中，设备布置的主要目的是什么？（）A. 确保设备之间的合理间距B. 提高设备的运行效率C. 降低设备的维护成本8. 下列哪项不是过程设备设计的基本要求？（）A. 设备的可靠性B. 设备的经济性C. 设备的环保性D. 设备的美观性9. 在过程设备设计中，设备计算的主要目的是什么？（）A. 确定设备的最佳运行状态B. 降低设备的运行成本C. 确保设备的运行安全10. 下列哪项不是过程设备设计的基本步骤？（）A. 设备选型、设备布置、设备计算B. 设备选型、设备布置、设备制造C. 设备选型、设备制造、设备计算D. 设备布置、设备制造、设备计算三、判断题（每题2分，共20分）1. 过程设备设计的基本原则包括安全性原则、经济性原则、环保性原则和美观性原则。

过程设备设计计算题(总22页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除计算题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？2.7封头，厚度试推导薄壁半球形封头厚度计算公式2.8无力矩理论 应力有一锥形底的圆筒形密闭容器，如图2－54所示，试用无力矩理论求出锥形壳中的 最大薄膜应力θσ与ϕσ的值及相应位置。

《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。

《化工过程设备设计》模拟试题一一、名词解释1．外压容器2．边缘应力3．基本风压值4．计算厚度5．低压容器6．等面积补强法7．回转壳体8．公称压力9．计算压力10．20R11．设计压力12．强制式密封13．强度14．临界压力15．主应力二、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。

16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。

17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。

18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。

19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。

20．法兰联结结构中，垫片是一个不可缺少的元件之一。

三、简答题1．设置加强圈目的是什么？2．压力容器计算中壁厚名称有几种？3．为何要限定水压试验时的试验温度？4．为何在薄壁容器的壁厚设计公式中引入焊缝系数？5．设计某一钢制外压短圆筒时，发现20g钢板算得的临界压力比设计要求低10%，能否改用屈服限比20g高35%的16MnR钢板来满足设计要求？6．一管法兰为碳钢。

操作温度为300℃，操作压力为1.5MPa，试选择法兰型式及公称压力？7．一外压钢制圆筒，已知其临界压力为1.2MPa，试问当外压为0.6MPa，内压为0.1MPa时能否使用该圆筒？8．管法兰按联接方式分有哪些类型？9．指出球壳上任意一点的第一与第二曲率半径。