化工机械基础10-1
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《化工设备机械基础》习题解答第一章化工设备材料及其选择一. 名词解释A组:1.蠕变:在高温时,在一定的应力下,应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率:试件受拉力拉断后,总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数(E):材料在弹性范围内,应力和应变成正比,即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4.硬度:金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功与冲击韧性:冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比(μ):拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材,μ=0.3 。
7.耐腐蚀性:金属和合金对周围介质侵蚀(发生化学和电化学作用引起的破坏)的抵抗能力。
8.抗氧化性:金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点:金属材料发生屈服现象的应力,即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度:金属材料在受力过程中,从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组:1.镇静钢:镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧,是脱氧完全的钢。
把FeO中的氧还原出来,生成SiO2和Al2O3。
钢锭膜上大下小,浇注后钢液从底部向上,向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔,内部紧密坚实。
2.沸腾钢:沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧,是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大,浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应,放出大量CO 气体,造成沸腾现象。
沸腾钢锭中没有缩孔,凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡,布满全锭之中,因而内部结构疏松。
3.半镇静钢:介于镇静钢和沸腾钢之间,锭模也是上小下大,钢锭内部结构下半部像沸腾钢,上半部像镇静钢。
4.低碳钢:含碳量低于0.25%的碳素钢。
5.低合金钢:一般合金元素总含量小于5%的合金钢。
6.碳素钢:这种钢的合金元素含量低,而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。
一. 名词解释(10分)1、 无力矩理论:在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用,该情况下的应力状态和承受 内压的薄膜相似,又称薄膜理论。
2、 法兰的公称压力:以16MnR 在200C 时的力学性能为基础,英最大操作压力即为具有该 尺寸法兰的公称压力。
3、 泊松比:弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值,称为横向变形系数或泊松比。
是一无量纲的量,其数值随材料而异,也是通过试验测泄的。
V =-S4、 同素异构转变:在固态下晶体构造随温度发生变化的现象,称同素异构转变。
5、 热脆:硫以FeS 的形态存在于钢中,FeS 和F 已形成低熔点(985°C )化合物,而钢材的热加工温度一般在1150°C-1200°C 以上,当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导 致工件开裂,称为“热脆S 二. 作图题(共10分)根据受力图画出剪力图和弯矩图(10分)三. 问答题(共26分)1. Q235-A ・F 代表 普通碳素钢 (钢种),其中Q 为屈服强度的头一个拼音字母,235 为屈服强度值,A 表示质量等级,F 表示 沸腾钢:0Crl8Ni9代表 铭繰不锈钢(钢 种),18表示 含珞18% , 9表示 含線9% : ZL7代表 铸铝 (钢种):H80代表< 铜(钢种),80表示平均含铜80% 「 (5分)qa 2qI I Illi Ml2.埋弧自动焊的优缺点是什么?不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么?(5分)埋弧自动焊的优点:1)生产效率髙;2)焊缝质量高;3)劳动条件好缺点:不及手工电弧焊灵活,工件边缘准备和装配质量要求高、费工时,必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氮弧焊,用氮气为保护介质,是惰性气体,既不与金属起化学反应也不溶于液态金属,可避免焊接缺陷,获得高质量的焊缝。
3.什么是外压容器的失稳?简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外压容器的类型?(8分)容器强度足够,却突然失去原有的形状,筒壁被压瘪或发生褶皱,筒壁的圆环截而一瞬间变成了曲波形,这种现象称为弹性失稳。
《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。
《化工设备机械基础》试卷(A)班级学号姓名得分一、填空题(每空0.5分,共20分)1、机械传动按其工作原理可分为和两大类,机械传动的作用有、。
2、常用的减速器类型有、、和。
3、换热器出现腐蚀的原因有、、和。
4、压力容器的安全附件有、、、和。
5、说明下列碳钢、合金钢牌号的意义:20 20RQ235 16Mn1Cr18Ni9Ti 0Cr137、根据磨损产生的原因和磨损过程的本质,可分为、、和根据磨损延长时间的长短,可分为和。
根据磨损的规律,可将磨损分为、和三个阶段。
8、润滑油的润滑形式有、、和。
9、根据腐蚀的机理,可将腐蚀分为、。
常用的防腐措施有、。
二、选择题(每题2分,共30分)1、传动比(i )是机械传动一项很重要的参数,减速传动的传动比应――――――( )A、i <1B、i =1C、i >12、键联接是常见的轴毂联接,下列哪一种键联接传载大―――――――――――――( )A、平键联接B、半月键联接C、楔键联接3、被联接件之一较厚,不宜制作通孔,需经常拆卸,宜采用――――――――-――( )A、螺栓联接B、双头螺柱联接C、螺钉联接4、带传动靠来传递运动和动力的。
――――――――――――――――( )A、主轴的动力B、主动轮的转矩C、带与带轮间的摩擦力5、渐开线上任一点的法线必与基圆―――――――――――――――――――――――( )A、相离B、相切C、相交6、我国规定标准渐开线齿轮基圆上的压力角为――――――――――――――――――( )A、18°B、20°C、22°7、在螺纹联接的防松方法中,弹簧垫圈属于防松。
――――-―――――――( )A、利用摩擦B、利用机械C、永久8、在带传动中,当传递的功率一定时,若带速降低,则传递的圆周力就,就容易发生打滑。
―――――――――――――――――――――――――――――――――( )A、减小`B、明显地减小C、增大9、普通平键是依靠键的传递扭矩的。
化工机械基础试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 化工机械中,下列哪个部件不属于传动装置?A. 齿轮B. 轴承C. 联轴器D. 皮带轮答案:B2. 压力容器的设计压力应不低于工作压力的多少倍?A. 1.05B. 1.1C. 1.15D. 1.2答案:B3. 化工设备中,哪种类型的密封适用于高速旋转的轴?A. 填料密封B. 机械密封C. 迷宫密封D. 浮环密封答案:B4. 在化工生产中,下列哪种材料不适合用于制造反应器?A. 不锈钢B. 碳钢C. 聚四氟乙烯D. 铜合金5. 化工设备中,下列哪个部件不是用来承受压力的?A. 壳体B. 封头C. 法兰D. 吊耳答案:D6. 化工机械中,哪种类型的泵适用于输送高粘度流体?A. 离心泵B. 往复泵C. 齿轮泵D. 螺杆泵答案:D7. 化工设备中,下列哪种焊接方法适用于薄壁容器?A. 电弧焊B. 气焊C. 激光焊D. 电子束焊答案:C8. 化工机械中,下列哪个部件不是用来承受温度变化的?A. 膨胀节B. 热交换器C. 压力表D. 温度计答案:D9. 在化工生产中,下列哪种阀门适用于调节流量?B. 闸阀C. 蝶阀D. 止回阀答案:A10. 化工设备中,下列哪种材料不适合用于制造高压容器?A. 低合金钢B. 不锈钢C. 铝合金D. 钛合金答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 化工机械中,下列哪些部件属于传动装置?A. 齿轮B. 轴承C. 联轴器D. 皮带轮答案:A、C、D2. 化工设备中,下列哪些材料适合用于制造高压容器?A. 低合金钢B. 不锈钢C. 铝合金D. 钛合金答案:A、B、D3. 在化工生产中,下列哪些泵适用于输送腐蚀性流体?A. 离心泵B. 往复泵D. 螺杆泵答案:A、B、D4. 化工设备中,下列哪些焊接方法适用于厚壁容器?A. 电弧焊B. 气焊C. 激光焊D. 电子束焊答案:A、D5. 化工机械中,下列哪些部件是用来承受压力的?A. 壳体B. 封头C. 法兰D. 吊耳答案:A、B、C三、判断题(每题2分,共20分)1. 化工机械中,轴承是用来承受压力的部件。