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思考题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?答: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。
思考题1.2压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?答:简体: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。
习题参考答案第一章1-1. 略。
1-2. 杆BC 为二力杆，N BC =8.64kN ，BC 杆受压。
梁AB 在铰链A 处所受约束反力：N A X =-6.11kN ，N A Y =2.89Kn 。
1-3. 1.575kN （压力）。
1-4. N A X =G/2，N A Y =G ；N BX =G/2，N B Y =0；N C X =G/2，N C Y =G 。
1-5. 11.25kN 。
1-6. 杆EF 和CG 均为二力杆，N EF =0.943kN ，N CG =-0.167kN ；A 处约束反力：N A Y =0.667kN ，N A Y =0.5kN 。
1-7. γGbl 2=。
1-8. 51.76N 。
1-9. 22kN 。
1-10. 固定铰链给予轮子一个大小为P 方向向上的约束反力，与轮边缘作用的向下的力P 形成一个力偶，这样才能与轮子所受的力偶相平衡。
1-11. (1)塔底约束反力：N A x =17.4kN ，N A y =243.5kN ，M =202.2kN ·m ；(2)N A x =6.39kN ，N A y =23.5kN ；N B x =6.39kN ，N B y =0。
第二章2-1. 两边200mm 段中的应力为100MPa ，应变为0.0005，伸长量为0.1mm ；中段应力为60MPa ，应变为0.0003，伸长量为0.06mm ；总伸长为0.26mm 。
2-2. 略。
2-3. 细段应力127.4 MPa ，粗段应力38.2 MPa ，总伸长量为0.733mm 。
2-4. AB 杆中的应力110.3 MPa ，BC 杆中的应力31.8 MPa ，均小于许用应力，故支架是安全的。
2-5.（1）x=1.08m ；（2）杆1中的应力44 MPa ，杆2中的应力33 MPa 。
2-6. 活塞杆直径d ≥62mm ，可取d =62mm ，螺栓个数n ≥14.8，取n=16（偶数）。
【⼀⾔难尽⼀饮⽽尽系列】过程装备设计思考题答案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，如内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1.0MPa；内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1.6MPa，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。
《过程设备设计基础》习题集樊玉光西安石油大学2007.1前言本习题集为配合过程装备与控制工程专业《过程设备设计基础》课程的教学参考用书。
本书是编者在过去多年教学经验的基础上整理编写而成，旨在帮助加深对课程中一些基本概念的理解，巩固所学的知识，提高分析和解决工程设计问题的能力，因此编写过程中力求选题广泛，突出重点，注重解题方法和工程概念的训练。
本书与《过程设备设计基础》教材中各章教学要求基本对应。
各章中包含思考题和习题。
目录第一章压力容器导言 (2)第一章思考题 (2)第二章压力容器应力分析 (3)第二章思考题 (3)第二章习题 (7)第三章压力容器材料及环境和时间对其性能的影响 (13)第三章思考题 (13)第四章压力容器设计 (14)第四章思考题 (14)第四章习题 (16)第五章储存设备 (19)第五章思考题 (19)第五章习题 (19)第一章压力容器导言1.1压力容器总体结构，1.2压力容器分类，1.3压力容器规范标准。
第一章思考题思考题1.1.压力容器主要有哪几部分组成？分别起什么作用？思考题1.2.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？思考题1.3.《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？思考题1.4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用范围是否相同？为什么？思考题1.5.GB150、JB4732和JB/T4735三个标准有何不同？他们的适用范围是什么？思考题 1.6.化工容器和一般压力容器相比较有哪些异同点？为什么压力容器的安全问题特别重要？思考题1.7.从容器的安全、制造、使用等方面说明对压力容器机械设计有哪些基本要求？思考题 1.8.为什么对压力容器分类时不仅要根据压力高低，还要考虑压力乘容积PV的大小?思考题1.9.毒性为高度或极度危害介质PV＞0.2MP a·m3的低压容器应定为几类容器？思考题1.10.所谓高温容器是指哪一种情况?第二章压力容器应力分析2.1 载荷分析，2.2回转薄壳应力分析，2.3 厚壁圆筒应力分析，2.4 平板应力分析，2.5 壳体的稳定性分析，2.6 典型局部应力。
过程设备设计第五版课后思考题摘要：I.引言- 过程设备设计的重要性和挑战- 第五版课后思考题的目的和价值II.过程设备设计的基本原则- 满足工艺要求- 考虑设备的安全性- 优化设备的结构设计- 选用合适的材料和零部件III.过程设备设计的具体步骤- 确定设计目标和要求- 进行设备选型和布局- 进行设备结构设计- 进行设备零部件设计- 进行设备材料选择- 进行设备性能分析IV.过程设备设计的新技术和趋势- 数字化设计技术- 智能化设计技术- 可持续设计理念V.结论- 过程设备设计的重要性- 第五版课后思考题对于过程设备设计能力的提升正文：过程设备设计是工业生产和科研中的关键环节，它涉及到许多复杂的因素和挑战。
为了帮助读者更好地理解和掌握过程设备设计的基本原则和方法，本书提供了第五版课后思考题。
这些思考题旨在引导读者深入思考和探讨过程设备设计的各个方面，从而提升其设计能力和水平。
过程设备设计的基本原则包括满足工艺要求、考虑设备的安全性、优化设备的结构设计以及选用合适的材料和零部件。
这些原则是过程设备设计的基础，需要设计师在设计过程中全面考虑和遵循。
过程设备设计的具体步骤包括确定设计目标和要求、进行设备选型和布局、进行设备结构设计、进行设备零部件设计、进行设备材料选择以及进行设备性能分析。
这些步骤是过程设备设计的核心内容，需要设计师具备丰富的知识和经验。
近年来，过程设备设计领域出现了许多新技术和趋势，如数字化设计技术、智能化设计技术以及可持续设计理念。
这些新技术和理念为过程设备设计带来了新的机遇和挑战，需要设计师不断学习和掌握。
总之，过程设备设计是工业生产和科研的重要组成部分，需要设计师具备全面的知识和丰富的经验。
过程设备设计第五版课后思考题第一部分：简介本文为过程设备设计第五版课后思考题文档，旨在帮助读者巩固对过程设备设计的理解和应用。
通过回答以下问题，读者将能够更深入地了解过程设备设计的相关知识，并能够在实际应用中灵活运用。
第二部分：能量平衡1.什么是能量平衡？能量平衡是指在一个封闭系统中，输入和输出的能量之和相等的原理。
在过程设备设计中，能量平衡是评估和优化能源消耗的重要方法。
2.如何进行能量平衡计算？能量平衡计算可以通过以下步骤进行：-确定系统边界：确定所关注的系统的范围和边界。
-列出能量输入和输出项：将系统的能量输入和输出项列出，包括热量、功和物质的输入和输出。
-建立能量平衡方程：根据系统边界和能量输入输出项，建立能量平衡方程。
-解决能量平衡方程：解决能量平衡方程，求解未知量。
3.能量平衡计算的意义是什么？能量平衡计算的主要意义包括：-确定能源消耗：通过能量平衡计算，可以准确评估系统的能源消耗情况，为能源节约提供依据。
-优化系统设计：通过对能量平衡的计算，可以识别和解决能量损失和浪费的问题，从而优化系统设计。
第三部分：物料平衡1.什么是物料平衡？物料平衡是指在一个封闭系统中，输入和输出的物料质量之和相等的原理。
在过程设备设计中，物料平衡是评估和控制物料流动的重要方法。
2.如何进行物料平衡计算？物料平衡计算可以通过以下步骤进行：-确定系统边界：确定所关注的系统的范围和边界。
-列出物料输入和输出项：将系统的物料输入和输出项列出，包括原料、产品和副产物的输入和输出。
-建立物料平衡方程：根据系统边界和物料输入输出项，建立物料平衡方程。
-解决物料平衡方程：解决物料平衡方程，求解未知量。
3.物料平衡计算的意义是什么？物料平衡计算的主要意义包括：-确定物料流动：通过物料平衡计算，可以准确评估系统的物料流动情况，为生产规划和控制提供依据。
-优化生产过程：通过对物料平衡的计算，可以识别和解决物料损失和浪费的问题，从而优化生产过程。
第三版过程设备设计思考题及答案（5-8）5.储存设备设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定试说明理由。
双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。
“扁塌”现象的原因是什么如何防止这一现象出现双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力如何产生的鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强球形储罐有哪些特点设计球罐时应考虑那些载荷各种罐体型式有何特点球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响6.换热设备换热设备有哪几种主要形式间壁式换热器有哪几种主要形式各有什么特点管壳式换热器主要有哪几种形式换热器流体诱导震动的主要原因有哪些相应采取哪些防震措施换热管与管板有哪几种连接方式各有什么特点换热设备传热强化可采用哪些途径来实现7.塔设备塔设备由那几部分组成各部分的作用是什么填料塔中液体分布器的作用是什么试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷简述塔设备设计的基本步骤。
塔设备振动的原因有哪些如何预防振动塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性8.反应设备反应设备有哪几种分类方法简述几种常见的反应设备的特点。
机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成搅拌容器的传热元件有哪几种各有什么特点搅拌器在容器内的安装方法有哪几种对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点常见的搅拌器有哪几种简述各自特点。
涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素搅拌轴的设计需要考虑哪些因素搅拌轴的密封装置有几种各有什么特点思考题答案：5.储存设备思考题根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。
因为当A＝0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等，使两个截面保持等强度。
过程设备设计第五版课后思考题摘要：一、引言1.课后思考题的重要性2.过程设备设计课程的基本内容二、题目解析1.题目分类a.概念理解题b.计算题c.分析与应用题2.解题步骤a.仔细阅读题目b.分析题目要求c.运用所学知识解决问题三、常见问题及解决方案1.概念理解不清a.回顾课程内容b.查阅相关资料2.计算错误a.检查计算过程b.对照教材和课程笔记3.应用知识不足a.加强理论知识学习b.多做类似题目进行实践四、学习建议1.课后思考题的解答a.独立完成b.与同学讨论c.向老师请教2.提高过程设备设计能力a.深入学习相关课程b.参加实践活动c.关注行业动态五、总结1.课后思考题的价值2.提高解题能力的途径正文：过程设备设计课程是工程技术专业中的一门重要课程，其主要目的是使学生掌握过程设备的基本原理、设计方法和应用技能。
课后思考题则是帮助学生巩固所学知识、提高解题能力的重要手段。
为了更好地完成这个过程设备设计第五版的课后思考题，以下是一些建议和解析。
一、引言1.课后思考题的重要性课后思考题对于巩固知识、提高解题能力具有非常重要的作用。
通过解答课后思考题，学生可以发现自己在学习过程中的不足之处，进而有针对性地进行改进。
2.过程设备设计课程的基本内容过程设备设计课程主要包括以下内容：过程设备的基本原理、材料选择、设备设计、强度计算、设备零部件及附属设备的设计等。
学生在学习过程中需掌握这些知识点，并在实际应用中灵活运用。
二、题目解析1.题目分类课后思考题可分为以下三类：a.概念理解题：考查学生对基本概念、原理的理解程度。
b.计算题：考查学生运用所学知识进行计算的能力。
c.分析与应用题：考查学生对知识的综合应用能力。
2.解题步骤解答课后思考题时，可遵循以下步骤：a.仔细阅读题目，了解题意。
b.分析题目要求，确定解题方向。
c.运用所学知识解决问题，进行计算或分析。
三、常见问题及解决方案1.概念理解不清：解决方案：回顾课程内容，查阅相关资料，加深对概念的理解。
第五章储运设备1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应按哪些原则确定？说明理由。
双鞍座卧式储罐的受力状态可简化为受均布载荷的外伸简支梁，由材料力学可知当外伸长度A=0.207时，跨度中央的弯矩与支座截面处弯矩绝对值相等，所以一般近似取A≤0.02L，其中L为两封头切线间的距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离2）当鞍座邻近封头时，封头对支座处的筒体有局部加强作用，为充分利用加强效应，在满足A≤0.2L下应尽量满足A≤0.5R0 （R0为筒体外径）3卧式容器支座截面上部有时出现“扁塌”现象是什么原因？措施？原因：当支座截面处的圆筒不设加强圈，且A<0.5Ri时，由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩，在周向弯矩作用下，导致支座处圆筒上半部发生变形，产生所“扁塌”现象。
措施：1）设置加强圈2)A<0.5Ri,使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用3）补设加强圈，且A<0.5Ri4 双鞍座卧式容器中应计算哪些应力？分析这些应力如何产生的？(1)圆筒上的轴向应力，由轴向弯矩引起2）支座截面处圆筒和封头上的切应力和封头的附加拉伸应力，由横向剪力引起3）支座截面处圆筒的周向弯曲应力，由截面上切应力引起4）支座截面处圆筒的周向压缩应力，通过鞍座作用于圆筒上的载荷所导致5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？鞍座包角θ时鞍式支座设计时需要的一个重要参数，其大小不仅影响鞍座处圆筒截面上的应力分布，而且也影响卧式储罐的稳定性及储罐支座系统的重心高低。
鞍座包角小，则鞍座重量轻，但是储罐一支座系统的重心较高，且鞍座处筒体上的应力较大。
常用包角有120，135，1506 在什么情况下应对双鞍座卧式容器进行加强圈加强？如卧式储罐支座因结构原因不能设置在靠近封头处，且圆筒不足以承受周向弯矩时，需设置加强圈以便与圆筒一起承载。
7 球形储罐特点？设计球罐时应考虑哪些载荷？各种储罐体形式的特点球形储罐应力分布均匀，承载能力大，设计时应考虑压力载荷，重量载荷，风载荷，雪载荷，地震载荷，和环境温度变化引起的载荷。
第三版过程设备设计思考题及答案（5-8）5.储存设备5.1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定？试说明理由。
5.2 双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。
5.3 “扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？5.4 双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力？如何产生的？5.5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？5.6 在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强？5.7 球形储罐有哪些特点？设计球罐时应考虑那些载荷？各种罐体型式有何特点？5.8 球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则？5.9 液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响？6.换热设备6.1换热设备有哪几种主要形式？6.2间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？6.3管壳式换热器主要有哪几种形式？6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些？相应采取哪些防震措施？6.5换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？7.塔设备7.1塔设备由那几部分组成？各部分的作用是什么？7.2填料塔中液体分布器的作用是什么？7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷？7.4简述塔设备设计的基本步骤。
7.5塔设备振动的原因有哪些？如何预防振动？7.6塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性？8.反应设备8.1反应设备有哪几种分类方法？简述几种常见的反应设备的特点。
8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？8.3搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种？对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点？8.5常见的搅拌器有哪几种？简述各自特点。
8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？8.7 生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素？8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？8.9搅拌轴的密封装置有几种？各有什么特点？思考题答案：5.储存设备思考题5.1根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。
因为当A＝0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等，使两个截面保持等强度。
考虑到除弯距以外的载荷，所以常取外圆筒的弯距较小。
所以取A小于等于0.2L。
当A满足小于等于0.2L时，最好使A小于等于0.5Rm（Rm为圆筒的平均半径）。
这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。
思考题5.2（图见课本）外伸梁的剪力和弯矩图与此图类似，只是在两端没有剪力和弯矩作用，两端的剪力和弯矩均为零。
思考题5.3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。
思考题5.4①圆筒上的轴向应力。
由轴向弯矩引起。
②支座截面处圆筒和封头上的切向切应力和封头的附加拉伸应力。
由横向剪力引起。
③支座截面处圆筒的周向弯曲应力。
由截面上切向切应力引起。
④支座截面处圆筒的周向压缩应力。
通过鞍座作用于圆筒上的载荷所导致的。
思考题5.5鞍座包角的大小不仅影响鞍座处圆筒截面上的应力分布，而且也影响卧式储罐的稳定性和储罐－支座系统的重心高低。
包角小，鞍座重量轻，但重心高，且鞍座处圆筒上的应力较大。
思考题5.6如卧式储罐支座因结构原因不能设置在靠近封头处（A>0.5Ri），且圆筒不足以承受周向弯距时，就需在支座截面处的圆筒上设置加强圈，以便与圆筒一起承载。
思考题5.7球形储罐应力分布均匀。
设计时要考虑压力载荷、重量载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷和环境温度变化引起的载荷。
纯桔瓣式的特点是球壳拼装焊缝较规则，施焊组装比较容易，加快组装进度并可对其实施自动焊。
但是球瓣在各带位置尺寸大小不一，只能在本带内或上，下对称的带间互换；下料成型复杂，板材利用率低，板材较小，不易设计人孔和接管。
且不易错开焊缝。
足球瓣式，由于每块的尺寸相同，下料规格化，材料利用率好，互换性好，组装焊缝短。
但是焊缝排布比较困难，组装困难，且此类罐的适用容积较小。
混合式罐体基本结合了前面两种的有点，现在的应用比较广泛。
思考题5.8支柱在球壳赤道带等距离布置，支柱中心线和球壳相切或相割而焊接起来。
若相割，支柱中心线和球壳交点同球心连线与赤道平面的夹角为10°～20°。
为了能承受风载荷和地震载荷，保证稳定性，还必须在支柱间设置连接拉杆。
思考题5.9不仅要考虑环境温度、风载荷、雪载荷和地震载荷，还要注意液化气体的膨胀性和压缩性。
6.换热设备思考题6.1按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，可分为以下几种主要形式：1.直接接触式换热器利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热。
2.蓄热式换热器借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体。
3.间壁式换热器利用间壁（固体壁面）冷热两种流体隔开，热量由热流体通过间壁传递给冷流体。
4.中间载热体式换热器载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释放给低温流体。
思考题6.2管式换热器按传热管的结构形式不同大致可分为蛇管式换热器、套管式换热器、缠绕管式换热器和管壳式换热器。
在换热效率、结构紧凑性和单位传热面积的金属消耗量等方面不如其它新型换热器，但它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承受较高的操作压力和温度等优点。
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。
板面式换热器按传热板面的结构形式可分为：螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。
传热性能要比管式换热器优越，由于其结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。
板面式换热器采用板材制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。
其他一些为满足工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器，如回转式换热器、热管换热器、聚四氟乙烯换热器和石墨换热器等。
思考题6.31.固定管板式：结构简单，承压高，管程易清洁，可能产生较大热应力；适用壳侧介质清洁；管、壳温差不大或大但壳侧压力不高。
2.浮头式：结构复杂，无热应力、管间和管内清洗方便，密封要求高。
适用壳侧结垢及大温差。
3.U形管式：结构比较简单，内层管不能更换；适用管内清洁、高温高压。
4.填料函式：结构简单，管间和管内清洗方便，填料处易泄漏；适用4MPa以下，温度受限制。
思考题6.41.强度胀（密封与抗拉脱弱，无缝隙）；2.强度焊（密封与抗拉脱强，有缝隙，存在焊接残余热应力）；3.胀焊并用（先焊后胀，至少保证其中之一抗拉脱）。
思考题6.5横向流诱导振动的主要原因有：卡曼漩涡、流体弹性扰动、湍流颤振、声振动、射流转换。
在横流速度较低时，容易产生周期性的卡曼漩涡，这时在换热器中既可能产生管子的振动，也可能产生声振动。
当横流速度较高时，管子的振动一般情况下是由流体弹性不稳定性激发振动，但不会产生声振动。
只有当横流速度很高，才会出现射流转换而引起管子的振动。
为了避免出现共振，要使激振频率远离固有频率。
可通过改变流速、改变管子固有频率、增设消声板、抑制周期性漩涡、设置防冲板或导流筒等途径来实现。
思考题6.6要使换热设备中传热过程强化，可通过提高传热系数、增大换热面积和增大平均传热温差来实现。
提高对流传热系数的方法又可分为有功传热强化和无功传热强化：1.有功传热强化应用外部能量来达到传热强化目的，如搅拌换热介质、使换热表面或流体振动、将电磁场作用于流体以促使换热表面附近流体的混合等技术。
2.无功传热强化无需应用外部能量来达到传热强化的目的。
在换热器设计中，用的最多的无功传热强化法是扩展表面，它既能增加传热面积，又能提高传热系数。
a.如槽管、翅片可增加近壁区湍流度，设计结构时要注意优先增强传热系数小的一侧的湍流度。
b.改变壳程挡板结构（多弓形折流板、异形孔板、网状整圆形板），减少死区。
改变管束支撑结构（杆式支撑），减少死区。
7.塔设备思考题7.1无论是填料塔还是板式塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。
（具体作用参考课本）思考题7.2液体分布器安装于填料上部，它将液相加料及回流液均匀地分布到填料的表面上，形成液体的初始分布。
思考题7.31.质量载荷塔体、裙座、塔内件、塔附件、操作平台及扶梯质量、偏心载荷（再沸器、冷凝器等附属设备）；操作时物料质量；水压试验时充水质量；2.偏心载荷（弯矩）3.风载荷4.地震载荷（垂直与水平）5.内压或外压6.其他塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷是上述各种载荷的组合，请读者自己思考。
思考题7.4根据内压计算塔体厚度后，对正常操作、停工检修及压力试验工况分别进行轴向最大拉伸应力与最大压缩应力的校核。
如不满足要求，则需调整塔体厚度，重新进行应力校核。
如何确定筒体轴向应力？（思路）内压或外压引起重力引起垂直地震力最大弯矩（风载、水平地震力、偏心弯矩）思考题7.5安装于室外的塔设备，在风力的作用下，将产生两个方向的振动。
一种是顺风向的振动，即振动方向沿着风的方向；另一种是横向振动，即振动方向沿着风的垂直方向，又称横向振动或风的诱导振动。
为了防止塔的共振，塔在操作时激振力的频率(即升力作用的频率或旋涡脱落的频率)fv 不得在塔体第一振型固有频率的0.85~1.3倍范围内。
可采取以下措施达到这一目的：1.增大塔的固有频率。
2.采用扰流装置。
3.增大塔的阻尼。
思考题7.61.裙座底部截面及孔中心横截面是危险截面。
2.筒体与群座连接处的横截面。
8.反应设备思考题8.1反应设备可分为化学反应器和生物反应器。
前者是指在其中实现一个或几个化学反应，并使反应物通过化学反应转变为反应产物的设备；后者是指为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到细胞生长代谢和进行反应的设备。
（具体分类见课本8.1反应器分类）思考题8.2搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。
搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。
思考题8.3常用的换热元件有夹套和内盘管。
当夹套的换热面积能满足传热要求时，应优先采用夹套，这样可减少容器内构件，便于清洗，不占用有效容积。
夹套的主要结构型式有：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等。
（具体结构特征请参照课本）思考题8.4对于搅拌机顶插式中心安装的立式圆筒，有三种基本流型：径向流，轴向流，切向流。
除中心安装的搅拌机外，还有偏心式、底插式、侧插式、斜插式、卧式等安装方式。
