过程设备设计题库

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

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

《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

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 ...................................................................

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

作业

过程设备的安全性主要从哪些方面考虑

材料的强度，韧性和与介质的相容性；设备的刚度，抗失稳能力个密封性能等方面考虑 压力容器主要有哪些部分组成

筒体，封头，密封装置，开孔与接管，支座及安全附件组成

封头按照几何形状，可分为哪几种

根据几何形状的不同，封头可以分为球形，椭圆形，碟形，球冠形，锥壳和平盖等几种，其中球形，椭圆形，碟形和球冠形封头有统称为凸形封头 压力容器上一般有哪些开孔？开孔对容器有什么影响？

一般有人孔，手孔，视镜孔，物料进出口接管以及安装压力表，液面计，安全阀，测温仪表等接管开孔。其影响为：会使开孔部位的强度被削弱，并使该处的应力增大 常见的压力容器支座有哪几种

有立式容器支座，包括腿式支座，支承式支座，耳式支座和群式支座，卧式容器支座，有鞍座等

压力容器常用的分类方法有哪几种？按安全技术管理如何分类

1.按压力等级分类，可分为内压容器和外压容器，其中内压容器按设计压力大小可分为：低压容器（0.1mpa大于或等于p小于1.6mpa）中压容器（1.6mpa大于或等于p小于10.0mpa）高压容器（10mpa大于或等于p小于100mpa）超高压容器（p大于或等于100mpa）

2.按容器在生产中的作用分类，可分为反应压力容器，

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

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

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