化工设备机械基础试卷B(生工02级用)答案

化工设备机械基础试卷B（生工02级用）答案

一、 选择题（10分）

1．c 2.b 3.c 4.b 5.b

二、 判断题（15分）

1.× 2. × 3.× 4× 5. × 6.× 7. √ 8. × 9. √ 10.×

三、 填空题（25分）

1．塑性， 强度， 韧性

2．低碳，钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母，屈服点的数值，低合金

3．薄膜， 弹性， 第三

4．选择材料， 许用应力

5． 1， 3

6．钢制压力容器, 核心, 正文, 相关标准, 标准释义

7．联接件， 被联接件， 密封元件, 垫片渗漏， 压紧面泄漏

8．轻型鞍座, 公称直径为2600mm, 活动鞍座

9．耳式支座， 腿式支座， 支承式支座， 裙座

10． 胀接, 焊接, 胀焊并用

11． 板式塔, 填料塔, 整块式, 分块式

12． 浆式, 推进式, 框式, 锚式, 螺带式

13． PD

2S, PD4S 压， 无

14． 搅拌装置， 轴封， 搅拌罐

四、 问答题（20分）

1.答题要点:

①薄膜应力的两个方程………………………………………………….3分 微体平衡方程式

R

R

pR

2S

pS 区域平衡方程式

R

R —经向应力，MPa —环向应力，MPa —壳体中曲面在所求应力点的第一曲率半径，mm; —壳体中曲面在所求应力点的第二曲率半径，mm;

S—厚度，mm; P—气体压力，MPa

②应用条件……………………………………………………………….4分

1)回转壳体曲面在几何上是轴对称,壳体厚度无突变；曲率半径是连续变化的，材料是各向同性的，且物理性能（主要是E和μ）应当是相同的；

2)载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的；

3)壳体边界的固定形式应该是自由支承的；

4)壳体的边界力应当在壳体曲面的切平面内，要求在边界上无横剪力和弯矩。

2.答题要点:

①温差应力产生的原因………………………………………………….5分

如图所示,固定管板式换热器的壳体与管子,在安装温度下,它们的长度均为L(图a);当操作时(图b),壳体和管子的温度都升高,若管壁温度高于壳壁温度,则管子自由伸长量 和壳体自由伸长量 分别为

= (t-t)L

= (t-t)L 式中 , —分别为管子和壳体材料的温度膨胀系数，1/℃； t—安装时的温度，℃ t ，t—分别为操作状态下管壁温度和壳壁温度，℃

由于管子与壳体是刚性连接，所以管子和壳体的实际伸长量必须相等，见图c，因此就出现壳体被拉伸，产生拉应力；管子被压缩，产生压应力。此拉、压应力就是温差应力。这就是温差应力产生的原因。

②消除温差应力的措施………………………………………………….2分

1)减少壳体与管束间的温度差

2)装设挠性构件

3)使壳体和管束自由热膨胀

4)双套管温度补偿

3.答题要点:

① 补强形式有4种……………………………………………………………2分

内加强平齐接管, 外加强平齐接管 ,对称加强凸出接管,密集补强

②比较：……………………………………………………3分

从强度角度来看, 密集补强最好, 对称加强凸出接管次之, 内加强平齐接管第三, 外加强平齐接管效果最差。从制造角度来看，密集补强须将接管根部和壳体连接处做成一整体结构，这就给制造加工带来困难，而且容器和开孔直径越大，加工越难；凸出接管对称加强形式，连接处的内侧焊接困难，且容器和开孔直径越小越困难；对于内加强平齐接管来说，除加工制造困难外，还会给工艺流程带来一些其它问题。因此，一般不采用这种形式。

五、分析计算题（25分）

1.计算题

解：（1）确定参数……………………………………………………………..5分 P=1.1×15.6=17.16MPa D=1200mm

=190 MPa =1 C2=1mm （2）计算厚度……………………………………………………………..5分 S=

S

SPD2

P=17.16 12002 190 1 17.16=56.75mm =S+ C2=56.75+1=57.75mm + C1=57.75+0=57.75mm 园整后取厚度为S=60mm,该汽包可用60mm厚的18MnMoNbR钢板制造.

(3)校核水压试验强度……………………………………………………5分

P(D S)

2S 0.9

190

190式中 P=1.25p =1.25 17.16

=21.45MPa(p=P=17.16MPa)

S S

C 60 1 59mm

=21.45 (1200 59)

2 59=228.86MPa

而 0.9 =0.9 1 410=369MPa 可见 ＜0.9 所以水压试验强度足够.

2.分析题: 答题要点

①拉应力………………………………………………………………………….5分 ②压应力………………………………………………………………………….5分

要点：最大组合轴向压应力出现在停车情况； 公式： =

+

图(a)

最大组合轴向拉应力出现在正常操作情况； 公式： 图(b) 式中： —计算压力在塔体中引起的轴向应力；

= -

+

—操作或非操作时重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力；

—弯矩在塔体中引起的轴向应力