武漢工程大學 壓力容器及過程設(shè)備 過程設(shè)備設(shè)計 問答題

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1、1．壓力容器按設(shè)計壓力分為哪四個壓力等級？具體怎樣劃分的？ 答：低壓容器；中壓容器；高壓容器；超高壓容器。 2．在進行塔設(shè)備設(shè)計計算時主要考慮了哪幾種載荷？ 答：主要考慮了壓力載荷、風載荷、地震載荷、偏心載荷、質(zhì)量載荷。 3．臥式容器的支座布置有何特點？ 答：一般為雙鞍座，一邊固定、一邊活動；鞍座位置A不宜大于0.2L,當需要時，A最大不得大于0.25L，且盡量滿足A小于或等于。 4．管殼式換熱器有哪幾種基本類型？ 答：有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U形管換熱器、填料函式換熱器和釜式換熱器等五種類型。 5．攪拌容器在什么情況下要設(shè)置換熱元件？其換熱元件有哪幾種形式？ 答：有

2、傳熱要求的攪拌容器，為維持反應的最佳溫度，需要設(shè)置換熱元件，常用的換熱元件有夾套和內(nèi)盤管兩種形式。 1．邊緣應力有何特征？工程上是如何處理的？ 答：邊緣應力具有局部性和自限性兩種特性。除了分析設(shè)計必須作詳細的應力分析以外，對于靜載荷下塑性材料的容器，在設(shè)計中一般不作具體計算，而采取結(jié)構(gòu)上作局部調(diào)整的方法，限制其應力水平。這些方法不外是在連接處采用撓性結(jié)構(gòu)，如不同形狀殼體的圓弧過渡，不等厚殼體的削薄連接等；或采取局部加強措施，或減少外界引起的附加應力，如焊接殘余應力、支座處的集中應力、開孔接管的應力集中等。但是對于承受低溫或循環(huán)載荷的容器，或用脆性較大的材料制造的容器，因過高的邊緣應力使材料

3、對缺陷十分敏感，可能導致容器的疲勞失效或脆性破壞，因而在設(shè)計中必須核算不連續(xù)應力。 2．在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要比圓筒厚得多？ 答：因為薄板的最大應力與成正比，而圓筒中的薄膜應力與成正比，所以在同樣條件下薄板的最大應力比圓筒中的薄膜應力大得多，因此薄板厚度較圓筒大得多。 3．凸形封頭設(shè)直邊段有什么意義？ 答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開封頭的邊緣應力區(qū)，降低應力集中系數(shù)。 4．在圓筒體上開橢圓孔應如何布置長短軸的方位？ 答：由于圓筒體的周向應力是軸向應力的2倍，所以在圓筒體上開橢圓孔時使其長軸與筒體軸線垂直，短軸與筒體軸線平行受力狀況合理。 5．在計算塔設(shè)備地震

4、彎矩時如何考慮高振型的影響？ 答：當H/D＞15或塔設(shè)備高度大于等于20m時，還必須考慮高振型的影響。 一種簡化的近似算法是按第一振型的計算結(jié)果估算地震彎矩，即。 6．Ⅰ級管束與Ⅱ級管束有何區(qū)別？各適用于何種工況？ 答：Ⅰ級管束由較高精度的換熱管組成，Ⅱ級管束由普通精度的換熱管組成。Ⅰ級管束適用于無相變、大流速和易產(chǎn)生振動等苛刻工況；Ⅱ級管束適用于重沸、冷凝傳熱和無振動的工況。 7．攪拌反應器的密封裝置有哪幾種？各有什么特點？ 答：攪拌反應器的密封裝置有填料密封和機械密封兩種。填料密封的特點是結(jié)構(gòu)簡單且易于制造，適用于低壓，低轉(zhuǎn)速場合。機械密封的特點是耗功小，泄漏量低，密封可靠，

5、使用壽命長，在攪拌反應器中得到了廣泛應用。 1．圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個危險？為什么？ 答：圓筒體上縱焊縫比環(huán)焊縫危險。因為圓柱形容器受均勻內(nèi)壓作用時，壁內(nèi)各處的周向薄膜應力是經(jīng)向薄膜應力的兩倍，而縱焊縫承受周向薄膜應力，環(huán)焊縫承受經(jīng)向薄膜應力。因此圓柱形容器筒體上縱焊縫要比環(huán)焊縫危險。 2．試比較承受橫向均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡支和固支情況下的最大彎曲應力和撓度的大小和位置。 答：周邊簡支圓板的最大應力在板中心，周邊固支圓板的最大應力在板周邊；而周邊簡支及周邊固支圓板的最大撓度均在板中心；同樣條件下，簡支時的最大撓度是固支時的4倍，最大應力是固支時的1.65倍，因此，使圓板

6、接近固支受載，可使其應力及變形顯著減小。 5．三個幾何尺寸相同的承受周向外壓的薄壁短圓筒，其材料分別為碳素鋼()，鋁合金（），和銅（），試問哪一個圓筒的臨界壓力最大，為什么？ 答：碳素鋼圓筒的臨界壓力最大。因為碳素鋼的彈性模量E大。 1．橢圓形封頭和碟形封頭為什么均帶有直邊？ 答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開封頭的邊緣應力區(qū)，降低應力集中系數(shù)。 4．試述波形膨脹節(jié)的作用？ 答：降低由于管束和殼體間熱膨脹差所引起的管板應力、換熱管與殼 體上的軸向應力以及管板與換熱管間的拉脫力。 5．機械攪拌反應器軸封的目的是什么？常用有哪兩種形式？ 答：機械攪拌反應器軸封的目的是避免介質(zhì)通過轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。常用的有填料密封和機械密封兩種形式。