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《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GB150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(不含液体静压力)B.最高工作压力大于等于(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)毒性为高度或极度危害介质PV>=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毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为: （B ）A.<m3m3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2.下列属于分离压力容器的是: （ C ）3. A.蒸压釜 B.蒸发器4. C.干燥塔 D.合成塔5.压力容器应力分析在厚壁圆筒中, 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下列关于局部载荷说法正确的是：（B ）A.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6.关于薄圆平板的应力特点, 下列表述错误的是：（B ）7. 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8. 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9.压力容器材料及环境和时间对其性能的影响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。
过程设备考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 过程设备中，用于控制流体流动的设备是（）。
A. 泵B. 压缩机C. 阀门D. 换热器答案：C2. 以下哪项不是过程设备的基本组成部分？（）A. 容器B. 管道C. 传感器D. 计算机答案：D3. 过程控制中，用于测量温度的传感器类型是（）。
A. 压力传感器B. 流量传感器C. 温度传感器D. 液位传感器答案：C4. 在过程设备中，用于分离气体和液体的设备是（）。
A. 过滤器B. 干燥器C. 分离器D. 蒸发器5. 过程设备中，用于储存液体的设备是（）。
A. 反应器B. 塔C. 储罐D. 换热器答案：C6. 以下哪项是过程设备中常见的腐蚀类型？（）A. 化学腐蚀B. 物理腐蚀C. 机械腐蚀D. 热腐蚀答案：A7. 过程设备中，用于控制压力的设备是（）。
A. 泵B. 压缩机C. 压力控制器D. 流量控制器答案：C8. 过程设备中，用于测量流量的设备是（）。
A. 压力表B. 温度计C. 流量计D. 液位计答案：C9. 以下哪项不是过程设备的设计要求？（）B. 经济性C. 美观性D. 可靠性答案：C10. 过程设备中，用于控制液位的设备是（）。
A. 泵B. 压缩机C. 液位控制器D. 换热器答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 过程设备中，以下哪些设备用于流体输送？（）A. 泵B. 压缩机C. 阀门D. 储罐答案：A、B2. 过程设备中，以下哪些设备用于流体的储存？（）A. 储罐B. 塔C. 反应器D. 管道答案：A3. 过程设备中，以下哪些传感器用于测量流体参数？（）A. 压力传感器B. 流量传感器C. 温度传感器D. 液位传感器答案：A、B、C、D4. 过程设备中，以下哪些设备用于流体的分离？（）A. 过滤器B. 干燥器C. 分离器D. 蒸发器答案：A、C5. 过程设备中，以下哪些设备用于流体的加热或冷却？（）A. 反应器B. 塔C. 换热器D. 储罐答案：C三、判断题（每题1分，共10分）1. 过程设备的设计必须考虑材料的耐腐蚀性。
过程设备设计复习题及答案一、单选题1.储存设备5.1设计卧式储存罐双鞍座支承时，两支座的状态应采用：（C）A.两个都固定B.两者均可移动C.一个固定，一个移动D.以上均可5.2低温球罐的支柱与球壳连接处最好采用：（C）A.接连接结构形式B.加托板结构C.U型柱结构形式D.支柱翻边结构5.3卧式储罐发生扁塌现象的根本原因是：（A ）A.支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩B.圆筒上不设置加强圈C.支座的设置位置不适合D.设计压力过高5.4随着石油业的发展，在大型球罐上最常采用的罐体组合方式是：（C ）A.纯桔瓣罐体B.足球瓣式罐体C.混合式罐体D.两个半球组成的罐体2.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。
二、多选题6．换热设备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。
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。
《过程设备设计》复习题一、填空题1．GB150《钢制压力容器》属于国家标准，该标准适合于压力不大于35 MPa的钢制压力容器的设计。
2．设计压力容器时，通常需要考虑的载荷工况包括正常操作工况、特殊载荷工况和意外载荷工况三种。
3．法兰按照其所连接的部件分为容积法兰和管法兰两类。
4．压力容器设计的基本要求是安全性与经济性的统一。
5．压力容器常见的封头形式有凸形、锥壳和平盖等。
6．压力容器是典型的由板和壳组合而成的焊接结构。
7．壳体承受均布外压作用时有屈服失效和失稳两种可能的失效形式。
8．一圆筒内径D i=1000mm, 厚度t=10mm, 内压为1MPa则其轴向应力为25N。
σψ=PD/4t9．一圆筒内径D i=1000mm, 厚度t=10mm, 内压为1MPa则其周向应力为50N。
σ=PD/2t10．压力容器在交变载荷作用下易疲劳断裂。
11．密封装置的失效形式主要表现为泄漏。
12．一次应力的基本特征是非自限性。
13．不连续应力的基本特征是自限性和局部性。
14．压力容器的补强结构有补偿圈、厚壁接管和整锻件三种形式。
15．交变应力可以用应力极值、应力幅值、平均应力等特征参量来表示。
16．焊接接头系数表示对接焊接接头强度与母材强度的比值，反映容器强度受削弱的程度。
储存介质的密度将直接影响罐体载荷分布及其应力大小。
17．球形储罐按组合方式分为纯桔瓣式罐体、足球式罐体和混合式罐体三种。
要强化传热过程，可以通过提高平均传热温差、增大换热面积和增大传热系数来实现。
18．换热管与管板的连接方法主要有强度胀接、强度焊和和胀焊并用。
19．填料选用主要根据尺寸、材质和规格性能参数确定。
20．泡罩塔的气液接触元件是泡罩，浮阀是浮阀塔的气液传质元件。
21．板式塔的塔盘按结构特点分为整块式塔盘和分块式塔盘两大类。
22．填料一般分为散装填料和规整填料两大类。
二、名词解释无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用。
由于这种情况下的应力状态和承受内压的薄膜相似，故又称薄膜理论。
安全附件：由于压力容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全和工艺过程正常进行的部件。
过程设备：从原材料到产品，要经过一系列物理的、化学的或生物的加工处理步骤，这一系列加工处理步骤中使用的设备。
薄壁圆筒：外直径与内直径的比值（D O/D i）max<=1.1~1.2的圆筒，反之则为厚壁圆筒。
蠕变：金属在长时间的高温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
应变强化：金属在常温或者低温下发生塑性变形后，随塑性变形量增加，其强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象.蠕变极限：是高温长期载荷作用下，材料对变形的抗力。
持久强度：是在给定温度下，使材料经过规定的时间发生断裂的应力值，是材料在高温长期负荷作用下抵抗断裂的能力。
1、四种厚度的定义：计算厚度：是按有关公式采用计算压力得到的厚度，必要时还应计入其他载荷对厚度的影响。
设计厚度：系计算厚度和腐蚀裕量之和名义厚度：指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即标注在图样上的厚度有效厚度：为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材负偏差2、焊接应力是如何产生的？如何预防？焊接应力是指焊接过程中由于局部加热导致焊接件产生较大的温度梯度，因而在焊件内产生的应力。
预防措施：为减少焊接应力和变形，应从结构设计和焊接工艺两个方面采取措施，如尽量减少焊接接头数量，相邻焊缝间应保持足够的间距，尽可能壁面交叉，焊缝不要布置在高应力区，避免出现十字焊缝，焊前预热等。
3、简述应力腐蚀过程及预防措施：应力腐蚀破坏阶段分为三个阶段：即孕育阶段，裂纹稳定扩展阶段，裂纹失稳阶段。
第三阶段不一定总会发生，在第二阶段形成的裂纹可能使压力容器泄露，导致应力下降，而不出现第三阶段，即发生未爆先漏。
预防措施：1、合理选择材料2、减少或消除残余拉应力3、改善介质条件4、涂层保护5、合理设计4、提高屈服承载能力的措施：在内压作用下，筒壁内应力分布是不均匀的，内壁处应力最大，外壁处应力最小，随着厚度或径比K的增大，应力沿厚度方向非均匀分布更为突出，内外壁应力差值也增大。
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。
过程设备设计复习题
1. 为什么需要进行过程设备设计？
答：过程设备设计是为了确保工业过程能够高效、稳定地运行，同时保障工人、设备和环境的安全。
过程设备设计关键在于选定适当的设备和材料，并根据工艺要求和现场情况，对设备进行设计和布局。
2. 过程设备设计的主要目标是什么？
答：过程设备设计的主要目标是设计出合适的设备和流程来满足所需的产品质量和量产率，同时确保工人、设备和环境的安全，以及符合所有法规和标准。
3. 过程设备设计需要考虑哪些因素？
答：过程设备设计需要考虑许多因素，例如：工艺流程、产品要求、工艺参数、设备和材料的特性、操作环境、安全要求、能源消耗等。
4. 为什么过程设备设计需要进行优化？
答：过程设备设计需要进行优化是因为设计不可能一次性做到完美，通过优化可以提高设备和流程的效率和可靠性，降低成本和能源消耗，还可以更好地保障工人、设备和环境的安全。
5. 过程设备设计中常用的优化方法有哪些？
答：过程设备设计中常用的优化方法包括：设计变量分析、全过程模拟、数据分析、工艺参数优化、能源消耗优化、费用分析等。
6. 过程设备设计中的设备选择原则有哪些？
答：过程设备设计中的设备选择原则包括：符合产品质量和产量要求、可靠性高、易于操作和维护、较低的成本和能源消耗、符合环保要求等。
7. 过程设备设计的安全要求有哪些？
答：过程设备设计的安全要求包括：设备必须能够正常运行、设备不会对工人造成伤害、操作人员必须具备相应的培训和证书、设备必须符合当地法律法规和标准等。
8. 过程设备设计的材料选择原则有哪些？
答：过程设备设计的材料选择原则包括：符合产品质量和产量要求、耐腐蚀性能好、机械强度高、易于加工和安装、成本合理等。
最新过程装备设计期末复习过程装备设计期末复习第一章1.换热设备有哪些应用: 换热设备是化工、炼油、食品、轻工、能源、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。
2.管式换热器包括哪些类型：蛇管式换热器、套管式换热器、管壳式换热器、缠绕管式换热器。
3.螺旋板式换热器有哪些特点，应用于哪些场合？螺旋板式换热器的特点：螺旋板式换热器的结构紧凑，单位体积内的传热面积约为管壳式换热器的2-3倍，传热效率比管壳式换热器高50%-100%左右；制造简单；材料利用率高；流体单通道螺旋流动，有自冲刷作用，不易结垢；可呈全逆流流动，传热温差小。
应用于哪些场合：适用于液-液、气-液流体换热，对于高粘度流体的加热或冷却，含有固体颗粒的悬浮液的换热，尤为适合。
4.板式换热器的结构特点（画图）5.画图说明固定管板式换热器的结构特点（画图）6.换热器选择标准是什么？（1）所选换热器必须满足工艺过程要求，流体经过换热器换热以后必须能够以要求的参数进入下个工艺流程。
（2）换热器本身必须能够在所要求的工程实际环境下正常工作，换热器需要能够抗工程环境和介质腐蚀，并且具有合理的抗结垢能力。
（3）换热器应容易维护，这就要求换热器容易清理，对于容易腐蚀、振动等破坏的元件应易于更换，换热器应满足工程实际场地的要求。
（4）换热器应尽可能地经济。
（5）选用换热器时要根据场地的限制考虑换热器的直径、长度、重量和换热管结构等。
7.换热管在管板上排列形式有哪些？正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形。
8.管束的分程原则是什么?(1)每一程的管束应大致相等，且程与程之间的温度相差不易过大。
(2)温差以不超过20℃左右为宜(3)偶数管程有更多的方便之处9.管子与管板的连接方式有哪些？主要有强度胀接、强度焊、胀焊并用。
10.常见的壳程流体防短路结构包括：旁路挡板、档管、中间挡板。
11.管式换热器常用的防震措施：①改变流速；②改变管子固有频率；③增设消声板；④抑制周期性漩涡；⑤设置防冲板或导流筒；12.常用传热强化措施包括：①提高传热系数；②增大换热面积；③增大平均传热温差；第二章1.常用的散装填料：环形填料、鞍形填料、环鞍形填料。
1. 有一外径为219φ的氧气瓶，最小壁厚为6.5mm ，材质为40Mn2A ，工作压力为15MPa ，试求氧气瓶筒身的应力。
219o D = 6.5t = 15p MPa = 212.5o D D t =-=15212.5122.644 6.5PD MPa t ϕσ⨯===⨯ 15212.5255.222 6.5PD MPa t θσ⨯===⨯2. 有一圆筒形容器，两端为椭圆形封头，已知圆筒平均直径D=2020mm ，壁厚20mm ， 工作压力p=2MPa 。
试确定 (1)试求筒身上的应力(2)如果椭圆形封头的a/b 分别为2、3，t=20mm ，确定封头上最大应力值 2020D mm = 20t mm = 2p MPa =①2202050.54420PD MPa t ϕσ⨯===⨯ 220201012220PD MPa t θσ⨯===⨯ ② 顶点 150.524a PD a ab t b bθϕσσσ===⋅=筒赤道 22222212250.5224a PD a a b t b b θσσ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭筒150.524PDtϕσσ===筒 当a/b=2时 顶点 101MPa θϕσσ==赤道 101MPa θσ=- 50.5MPa ϕσ= 最大应力在顶点处有拉应力101MPa ，赤道处有压应力101MPa当 顶点 71.2MPa θϕσσ==赤道 0MPa θσ= 50.5MPa ϕσ= 最大应力在顶点处有拉应力71.2MPa 当a/b=3时 顶点 151.5MPa θϕσσ==赤道 353.5MPa θσ=- 50.5MPa ϕσ= 最大应力在赤道处有压应力353.5MPa3. 有一立式圆筒形储油罐，罐体直径5000mm ，厚度3mm ，油液高度18m ， 油的密度为3700kg /m ρ=， g 取10 （1）当P0=0时，油罐筒体上最大应力。
（2）当P0=0.1MPa 时，油罐筒体上的应力及最大应力。
过程设备设计课后复习题答案{过程设备设计（第二版）1.压力容器导言思考题1.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。
2.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答：介质毒性程度越高，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。
如Q235-A或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容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测，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得进行气密性试验。
而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。
毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于；部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。
易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。
如Q235-A·F不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。
3.《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。
一.填空题1.储罐的结构有卧式圆柱形.立式平地圆筒形.，球形2.球形储罐罐体按其组合方式常分为纯桔瓣式，足球瓣式，混合式三种3.球罐的支座分为柱式，裙式两大类4.双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是A《0.2L条件下，A《0.5R5.卧式储罐的设计载荷包括长期载荷，短期载荷，附加载荷6.换热设备可分为直接接触式，蓄热式，间壁式，中间载热体式四种主要形式7.管壳式换热器根据结构特点可分为固定管板式，浮头式，U型管式，填料函式，釜式重沸器8.薄管板主要有平面形，椭圆形，碟形，球形，挠性薄管板等形式9.换热管与管板的连接方式主要有强度胀接，强度焊，胀焊并用10.防短路结构主要有旁路挡板，挡管，中间挡板11.膨胀节的作用是补偿轴向变形12.散装填料根据其形状可分为环形填料，鞍形填料，环鞍形填料13.板式塔按塔板结构分泡罩塔，浮阀塔，筛板塔，舌形塔14.降液管的形式可分为圆形，弓形15.为了防止塔的共振，操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1＜Fv＜1.3Fc1内16.搅拌反应器由搅拌容器，搅拌机两大部分组成17.常用的换热元件有夹套，内盘管18.夹套的主要结构形式有整体夹套，型钢夹套，半圆管夹套，蜂窝夹套等19.搅拌机的三种基本流型分别是径向流，轴向流，切向流其中径向流和轴向流对混合起主要作用，切向流应加以抑制20.常用的搅拌器有桨式搅拌器，推进式搅拌器，涡轮式搅拌器，锚式搅拌器_21.用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封，机械密封两种22.常用的减速机有摆线针轮行星减速机，齿轮减速机，三角皮带减速机，圆柱蜗杆减速机23.大尺寸拉西环用整砌方式装填，小尺寸拉西环多用乱堆方式装填二.问答题1.试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析，并画出受力图及剪力弯矩图。
2.进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。
答：填料塔：1分离程度要求高2 热敏性物料的蒸馏分离3具有腐蚀性的物料4 容易发泡的物料板式塔：1塔内液体滞液量较大，要求塔的操作负荷变化范围较宽，对物料浓度要求变化要求不敏感要求操作易于稳定2 液相负荷小3 含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件5 较高的操作压力3.比较四种常用减速机的基本特性。
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。
它是和压力容器的强度失效、刚度失效、稳定失效和泄漏失效四类失效形式相对应的。
设计准则就是根据相对应的失效判据，引入综合考虑不确定因素的安全系数后获得的。
2、试指出下列容器分别属于第一、二、三类容器中的哪一类？3、预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么？答：预应力法是通过在厚壁筒(多层筒)制造过程中或对厚壁筒施加外压、自增强等处理，使筒体内层材料受到压缩预应力作用，而外层材料处于拉伸状态。
当厚壁圆筒承受工作内压时，筒壁内的应力分布由按Lamè（拉美）公式确定的弹性应力和残余应力叠加，使得内壁处的总应力有所下降，外壁处的总应力有所上升，均化沿筒壁厚度方向的应力分布。
从而提高圆筒的初始屈服压力，更好地利用材料。
4、椭圆形封头，碟形封头为何均设置短圆筒？答：椭圆形封头和碟形封头设置短圆筒直边段的作用是避免封头和圆筒的连接焊缝处出现径向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况，避免筒体与封头间的环向焊缝受过大的边缘应力作用，保证封头制造质量。
5、试列举焊接接头检验的主要方法。
答：焊接接头的检验方法有破坏性检验和非破坏性检验两类。
其中非破坏性检验方法有：（1）外观检查；（2）密封性检验；（3）无损检测：如射线透照检测，超声检测，表面检测（包括磁粉检测，渗透检测和涡流检测等）。
6、压力容器设计工作的主要内容及设计文件有哪些？答：压力容器设计工作的主要内容包括：①经济正确地选择材料，根据给定的工艺条件，遵循现行的规范、标准规定，在安全的前提下，进行容器的结构设计，强度、刚度设计和密封设计；设计文件包括：设计图纸、技术条件、强度计算书；必要时还要包括设计或安装使用说明书。
7、什么是应变硬化?应变硬化对钢材的常温力学性能有何影响?答：在常温下钢经过塑性变形后，内部组织将发生变化，晶粒沿变形最大的方向被伸长，晶格被扭曲，从而提高材料的抗变形能力。
这种现象称为应变硬化或加工硬化。
例如，在常温下把钢预拉到塑性变形，然后卸载，当再次加载时，材料的比例极限将提高而塑性降低。
即应变硬化将使钢材的比例极限提高而塑性降低。
8、具备什么条件的压力容器才受到＜压力容器安全技术监察规程＞的监督管理？答：同时具备下列三条的压力容器才属《容规》监督和管理。
最高工作压力大于等于0.1MPa（不含液体静压力）；内直径(非圆截面指其最大尺寸)大于等于0.15m，且容积V大于等于0.025m3（25升）；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。
9、减少焊接应力和变形有哪些常用措施？答：减少焊接应力和变形，应从设计和焊接工艺两方面来采取措施。
常用的措施或原则有：⑴尽量减少焊接接头数量；⑵相邻焊缝间应保持足够距离，不要密集、尽量避免焊缝交叉；(3) 焊缝尽量避开高应力区；(4) 尽量降低焊件的刚度，如用翻边连接代替插入管联接；不同厚度之间的焊接，采用削薄过渡等；(5) 采用焊前预热、焊后热处理等，以消除焊接残余应力。
10、塔设备设计中，哪些危险截面需要校核轴向强度和稳定性？答：①裙座底部截面及裙座开孔中心横截面是危险截面。
②筒体与裙座连接处的横截面。
11、压力容器用钢的基本要求和影响压力容器钢材性能的环境因素有哪些？答：压力容器用钢的基本要求是较高的强度、良好的塑性韧性、制造性能和介质相容性。
影响压力容器钢材性能的环境因素有: 温度、介质和加载速率。
12、化工压力容器焊接结构设计的基本原则是什么？答：（1）尽量采用对接接头；（2）尽量采用全焊透的结构，不允许产生未焊透缺陷；（3）尽量减少焊缝处的应力集中。
13、椭圆形封头，碟形封头为何均设置短圆筒？答：椭圆形封头和碟形封头设置短圆筒直边段的作用是避免封头和圆筒的连接焊缝处出现径向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况，避免筒体与封头间的环向焊缝受过大的边缘应力作用，保证封头制造质量。
14、卧式容器出现“扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？答：由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯距，在周向弯距的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓“扁塌”现象。
可以设置加强圈，或者使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用防止出现“扁塌”。
三、计算题1、 一个150℃的卧置容器，两端为标准椭圆封头，筒体内直径2.0米，材料20R ，[]MPa 132=σ (6~16毫米)，MPa s 245=σ。
设计参数：设计压力1.0MPa ，腐蚀裕量2mm ，双面焊局部无损探伤，接头系数0.85，钢板的负偏差0.8mm 。
(1) 筒体的计算厚度，设计厚度，名义厚度。
(2) 筒体的有效厚度。
(3) 封头的名义厚度。
(4) 水压试验压力，及水压试验强度校核。
解：20R 钢，150℃时，[]MPa 132=σ (6~16毫米)。
双面焊局部无损探伤的焊接接头系数0.85, 设mm C 22=,mm C 8.01=（1）筒体的名义厚度计算厚度 [] 1.01500 6.72mm 21320.85 1.02it pD p δσφ⨯===⨯⨯-- 设计厚度 2 6.7228.72mm d C δδ=+=+=取名义厚度 10mm n δ= (在6~16毫米之间）（2）有效厚度 12100.827.2mm e n C C δδ=--=-=－（3）封头的名义厚度计算厚度 [] 1.01500 6.70mm 21320.850.5120.5it pD p δσφ⨯===⨯⨯-⨯- 设计厚度 2 6.7028.70mm d C δδ=+=+=；取名义厚度 10mm n δ=。
（4）水压试验压力[][]1.25 1.25 1.01 1.25MPa T tp p σσ==⨯⨯= () 1.25(15007.2)153.92MPa 227.20.85T i e T e p D δσδφ+⨯+===⨯⨯。
0.90.9245220.5MPa s σ=⨯=0.9T s σσ<安全2、图中，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）若将圆筒改为铝合金制造（σs =108MPa ，E =68.7GPa ），则它的许用压力有何变化？变化的幅度为多少？（用［P ］铝/［P ］钢＝？表示）。
解：（1）A 点，其临界压力与L /D o 无关，属于长圆筒，失稳时波形数n =2；B 点，Pcr 与L /D o 、D /S e 都有关，属于短圆筒，失稳时波形数n >2C 点，介于长短远筒之间的临界点；失稳时n 可能大于2也可能等于2（2）临界压力 受均布周向外压的长圆筒的临界压力为：32021t e cr E P D δμ⎛⎫= ⎪⎝⎭-， 对钢质圆筒，0.3μ= ，则为302.2e tcr P E D δ⎛⎫= ⎪⎝⎭；受均布周向外压的短圆筒的临界压力为：2t cr P =， 因此，无论是长圆筒，还是短圆筒，其失稳的临界压力都与材料的弹性模量成正比。
所以，将钢制圆筒改为铝合金制造，其发生失稳时的临界压力变化为：P cr 铝/Pcr 钢=E 铝/E 钢 =68.7 /206 = 0.333495，即：［P ］铝/［P ］钢＝0.333495。
3、如图所示，下列四个圆筒由同一种材料制成，在相同的操作温度下承受均匀侧向外压，试比较它们的临界压力大小。
解：比较圆筒的长径比L /D ，厚径比δ/D 。
可见应属于短圆筒。
应用短圆筒的临界压力计算式，P cr = 2.52.59t E D L D δ⎛⎫ ⎪⎝⎭所以a cr P =d cr P >b cr P =c cr P4、有一圆筒，承受均匀周向外压力，其内径为1000m m ，壁厚为10mm ，长度为20m ，材料为20R（400MPa b σ=，245MPa s σ=，5210MPa E =⨯，0.3μ=）。
求：①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。
解： （1） 判断长短圆筒：0210002101020mm1.1712052.75mm 20000mm i cr D D L D δ=+=+⨯===< 所以该圆筒为长圆筒。
其临界压力为3352222210101020110.30.4266MPacr E t p D μ⨯⨯⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭--=（2）受内压时，爆破压力为：24510202ln 2452ln 40010007.773MPa s b s bp K σσ⎛⎫⎛⎫=-=-⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭= 由计算结果可以看出 b cr p p >>。
