过程设备设计计算题及答案

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（?y?220MPa，、铝合金（?y?110MPa,E?0.7?105MPa,??0.3）和铜E?2?105MPa,??0.3）

（?y?100MPa,E?1.1?105MPa,??0.31），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(?b?400MPa,?y?245MPa,E?2?10MPa,??0.3)。①在承受周向外压时，求其临界压力pcr。②在承受内压力时，求其爆破压力pb，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(?b?400MPa,?y?245MPa,E?2?1

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《0.5R

5. 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

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Di=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：pc=1.85MPa，Di=1000mm，φ=0.85，C2=0.1×20=2mm；钢板为4.5~16mm时，Q235-A 的[σ]t=113 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。 材料为Q235-A时：

??pDt2?????p?n???C1?C2?9.724?0.8?2?12.524mm 取?n?14mm材料为16MnR时：

?1.85?1000?9.724mm2?113?0.85?1.85??pDt2?????p?n???C1?C2?6.443?0.8?2?9.243mm取?n?10mm?1.85?1000?6.443mm2?170?0.85?1.85

2. 一顶部装有安全阀的卧式圆筒

过程设备设计课后答案

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

《过程设备设计》习题

1 压力容器导言

1.1压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？

压力容器主要由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。各部分的作用分别是：

(1) 筒体：提供工艺所需的承压空间

(2) 封头：与筒体等部件形成封闭空间

(3) 密封装置：保证压力容器正常、安全运行 (4) 开孔及接管：满足工艺要求和方便检修 (5) 支座：支撑和固定压力容器

(6) 安全附件：用于监控工作介质的参数，保证压力容器的安全使用和工艺过程的正常进行 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？

介质的毒性程度和易燃特性愈高，压力容器爆炸、泄露或燃烧的危害性愈严重，对压力容器的选材、设计、制造、使用和管理的要求愈高。

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？

压力容器设计压力P与全容积V的乘积PV愈大，容器破裂时的爆炸能量愈大，危害性愈大，对容器的设计、制造、检查、使用和管理的要求就愈高，因而在确定压力容器类别时要视PV的大小进行分类。

1.4《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》和GB150《钢

《化工过程设备设计》期末复习题及答案

一、名词解释 1．外压容器

内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。 2．边缘应力

由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。 3．基本风压值

以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。 4．计算厚度

由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。 5．低压容器

对内压容器当其设计压力为0.1MPa?P?1.6MPa时为低压容器。 6．等面积补强法

在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。 7．回转壳体

一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。 8．公称压力

将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。 9．计算压力

在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。 10．20R

20表示含碳量为0.2%，R表示容器用钢。

11．设计压力

设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。 12．强制式密封

完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。 13．强度

构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力

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毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3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

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

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Di=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：pc=1.85MPa，Di=1000mm，φ=0.85，C2=0.1×20=2mm；钢板为4.5~16mm时，Q235-A 的[σ]t=113 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。 材料为Q235-A时：

??pDt2?????p?n???C1?C2?9.724?0.8?2?12.524mm 取?n?14mm材料为16MnR时：

?1.85?1000?9.724mm2?113?0.85?1.85??pDt2?????p?n???C1?C2?6.443?0.8?2?9.243mm取?n?10mm?1.85?1000?6.443mm2?170?0.85?1.85

2. 一顶部装有安全阀的卧式圆筒

过程设备设计试卷

目录

单选题 .............................................................................................................................................. 1 多选题 ............................................................................................................................................ 13 判断题 ............................................................................................................................................ 28 思考题 ...................................................................

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毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器：（ C ）A.Ⅰ类 B.Ⅱ类 C.Ⅲ类

1

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