化工设计习题及解答
《化工设计》习题及解答
第一章化工设计概论
1、化工设计的种类有哪些
根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、可行性研究报告包含哪些内容
1.总论。包括项目名称、可行性研究的主办单位和负责人，可行性研究编制的依据和原则，可行性研究的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，研究的范围和主要过程；研究的简要综合结论，存在的主要问题和建议。
2.市场预测。包括国内外市场情况预测和产品的价格分析。
3.产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。
4.工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主要设备的选择和标准化等内容。
5.原料、原料、辅助材料及燃料的供应。
6.建厂条件和厂址方案。
7.公用工程和辅助设施方案。
8.节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。
9.环境保护与劳动安全。
10.工厂组织和劳动定员。
11.项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。
12.投资估算和资金筹措。
13.财务、经济评价及社会效益评价。
14.结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。
4、设计任务书的内容主要包括哪些内容
1.项目设计的目的和依据；
2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；
3.矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；
4.资源综合利用、环境保护、三废治理的要求；
5.厂址与占地面积和城市规划的关系；
6.防空、防震等的要求；
7.建设工期与进度计划；
8.投资控制数；
9.劳动定员及组织管理制度；
10.经济效益、资金来源、投资回收年限。
第二章工艺流程设计
习题与思考题（包括答案）：
1、化工工艺设计包括哪些内容？
生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。
2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些其步骤有哪些
先进性、可靠性、合理性；
资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些
确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些
工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、管道仪表流程图有哪些版式
基础工程设计阶段有：A 版PI 图(初版)、B 版PI 图(内审版)、C 版PI 图(用户版)及D 版PI 图(确认版)； 详细工程设计阶段有：E 版PI 图(详1版)、F 版PI 图(详2版)、G 版PI 图(施工版)。 6、某管道标注为“PG1310-300 A1A-H ”，表示什么意思
7、固定床反应器温度控制形式有哪些画出示意图。
FC
TC TC
TC
TC
空气
氨气
进料
载热体
出料
进料出料
出料
出料
(a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 8、PIDCAD 软件具有哪些特点
PIDCAD 软件操作简单、方便易学，适合于工程技术、设计人员及高校师生从事化工工程设计、流程图绘制时使用；结合工艺设备管理软件，可实现工厂工艺、设备信息化管理。
第三章物料衡算与热量衡算
习题1连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏出液中能回收原
料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为20000kg ／h ，求馏出液和釜残液的流量和组成。
解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。以下标B 代表苯。
进料中苯的摩尔分数 38
780.419638627892
FB x =
=+
釜残液中苯的摩尔分数 2
780.023*********
WB x =
=+
进料平均相对分子质量
0.419678(10.4196)9286.13M =?+-?=
进塔原料的摩尔流量
2000
232.2/86.13
F kmol h =
=
依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以
97.430.9794.51/DB Dx kmol h =?=
作全塔苯的质量衡算得 FB DB WB Fx Dx Wx =+
作全塔总质量衡算得
F W D =+
将已知数据代人上述质量衡算方程得
232.20.419694.510.02351?=+ 232.2W D =+
解得
124.2/,108/W kmol h D kmol h ==
所以，94.5194.51
0.8752108
DB x D =
== 组
塔进料 塔顶馏出物 釜残液
习题2 丙烷充分燃烧时要使空气过量25％，燃烧反应方程式为： 38
222
534C H O CO H O +→+
试计算得到100摩尔燃烧产物（又称烟道气）需要加入的空气的摩尔量。 解：以1mol 入口丙烷为计算基准
根据反应方程式，1mol 丙烷需要5mol 的氧气与之反应，因氧气过量25%，故需要加入的空气量为
1.255
29.760.21
mol ?= 其中 226.25,23.51O mol N mol
烟道气中各组分的量：
38C H 0 mol 2N mol
2CO 313mol ?= 2O 6.255 1.25mol -= 2H O 414mol ?=
因此，以1mol 入口丙烷为基准的物料衡算结果如下
从计算结果可以看出，当空气加入量为时，可产生烟道气，所以，每产生100mol 烟道气需加入的空气量为
10029.76
93.731.76
mol ?=
习题3天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气的示意流程图
转化炉内进行烃类蒸汽转化反应，以甲烷为例，烃类蒸汽转化的反应方程式为CH 4+H 2O==CO+3H 2。天然气经一段转化炉转化后继续进入二段转化炉反应，在一段转化炉出口添加空气以配合合成氨原料气中所需的氮气，同时，一段转化气中的一部分氢气遇2O 燃烧供给系统热量。二段转化后再经一氧化碳变换工序使混合气中的CO 大部分转化为2CO 和2H ，CO 转化为2CO 和2H 的方程式为CO+H 2O==CO 2+H 2，变换后的气体脱除2CO 工序脱除2CO ，再经甲烷化工序除去残存的微量CO 和2CO 后作为合成氨合格原料气。 已知某厂天然气的组成为：
要求合成氨原料气的组成为：
计算天然气的用量和空气的用量。
解：以100 kmol 合成氨原料气为计算基准。 设天然气用量为x kmol ，添加空气量为y kmol 。
（1）作系统N 2平衡
因为在天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气过程中，N 2没有参加反应，它的数量在反应器的进口、出口物料中没有变化，作系统N 2平衡得
+ = (A) (2)作系统氢平衡
甲烷转化制H 2的计量关系推导如下：
甲烷蒸汽转化反应过程 CH 4+H 2O==CO+3H 2
CO 变换反应过程 CO+H 2O==CO 2+H 2
总过程 CH 4+2H 2O==CO 2+4H 2 用同样的方法可推导出烃类蒸汽转化制2H 的计量关系通式为
n 2n+2222C H +2nH O =nCO +(3n+1)H
因此，100kmol 天然气可提供的理论H 2为
因此，x kmol 天然气进料可提供的理论H 2为
x 471.63
kmol 100
氢气燃烧的反应过程
2222H +O =2H O
燃烧消耗的H 2为
y ?20.21kmol 作系统H 2平衡得
20.2173.974 1.08x y -?=+?471.63
100
(B)
式中（4 1.08?）是合成氨原料气的CH 4折合为H 2物质的量(mol)
(A) 式合(B)式联解得到
x =18.92kmol
y =31.11kmol
因此，制造100kmol 的合成氨原料气需加入天然气，一段转化炉出口需添加的空气。
习题4 乙烯氧化为环氧乙烷的反应方程式如下：
242241
()()()2
C H g O g C H O g +??→
试计算、25℃下的反应热。 解：乙烯（g ）的标准生成热为
0298,,52.28/f H kJ mol ?=乙烯
环氧乙烷(g)的标准生成热为
0298,,51/f H kJ mol ?=环氧乙烷－
因此，，25℃下的反应热计算如下：
000
298,298,298,()()r i f i f H n H n H ?=??∑∑反应物产物－
1
151152.280103.3/2
kJ mol ???＝（－）－＋
＝－ 习题5 乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行如下反应： 主反应 242241
()()()2
C H g O g C H O g +??→
副反应
24222()3()2()2()C H g O g CO g H O g +??→+
反应温度基本维持在250℃，该温度下主、副反应的反应的反应热分别为
0523105395/H kJ kmol -?=乙烯 0523*******/H kJ kmol -?=乙烯
乙烯的单程转化率为32％，反应的选择性为69％，反应器进口混合气的温度为210℃，流量
450003
()/m STP h ,其组成如下：
组分
24C H
2N
2O
合计
%(mol)
100
热损失按反应放出热量的5%考虑，求热载体移出的热量。 解：查得有关气体的热容数据如下： 组分
24C H
2O
2CO
水蒸气
24C H O 2N
/[/(]p C kJ kmol K ?
210℃ 250℃
假设如下热力学途径：
210℃下反应器入口混合气体热容
0.03564.430.8230.040.14531.3831.44/()p C kJ kmol K =?+?+?=?
250℃下反应器入口混合气体热容
0.03564.940.8230.170.14531.6731.67/()p C kJ kmol K =?+?+?=?
因此，反应器入口混合气体在210℃～250℃的平均热容为 ,1
(31.4431.67)31.56/()2
p m
C kJ kmol K =+?
=? 4145000
31.56(250210) 2.53610/22.4H kJ h ?=
?-=?
245000450000.0350.320.69(105395)0.0350.32(10.69)(1321726)
22.422.4
H ?=????-+???-- 7
1.08610/kJ h =?
67612 2.53610 1.086108.32410/H H H kJ h ?=?+?=?-?=-? 65528.32410( 4.16210) 4.16210/H H Q kJ h ?=?-=-?--?=-?
由热载体移走的热量为
656128.32410( 4.16210)7.90810/Q H Q kJ h =?-=-?--?=?
第四章习题及解答
1．简述泵的选用与设计程序
a. 确定泵型
b. 确定泵的流量与扬程
c. 确定泵的安装高度
d. 确定泵的台数和备用率按泵的操作台数
e. 校核泵的轴功率。
f. 确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量
g. 选用电动机
h.
填写选泵规格表
2．简述换热器的设计原则
a. 换热器设计要满足工艺操作条件，长期运转，安全可靠，不泄漏，维修清洗方便，较高的传热效率，
流体阻力尽量小，安装尺寸符合要求。 b. 确定介质流程 c.
确定终端温差
d. 确定流速、流向和压力降
e. 确定传热系数和污垢系数
f.
选用标准系列化的换热
3．填料塔设计程序
a. 汇总设计参数和物性数据
b. 选用填料
c.
确定塔径。
d.计算填料塔压降
e.验算塔内喷淋密度
f.计算填料层高度Z
g.计算塔的总高度H
h.塔的其它附件设计和选定
4．化工设备施工图的组成
a.装配图表示设备的全貌、组成和特性的图样，它表达设备各主要部分的结构特征、装配和连接关系、特征尺寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求等。
b.部件图表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以及所属零部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料的图样。
c.零件图表示零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检验等资料的图样。
d.零部件图由零件图、部件图组成的图样。
e.表格图用表格表示多个形状相同．尺寸不同的零件的图样。
f.特殊工具图表示设备安装、试压和维修时使用的特殊工具的图样。
g.标准图(或通用图) 指国家部门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件的标准图和通用图。
h.梯子平台图支承于设备外壁上的梯子、平台结构的图样。
i.预焊件图设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外壁上需预先焊接的零件的图样。j.管口方位图设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换热器折流板缺口位置；地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位的图样。
k.技术要求设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。
l.计算书设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时，应将输入数据和计算结果作为计算文件。m.说明书设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使用、维护、检修及其它需说明的文件。
n.图纸目录每个设备的图纸及技术文件的全套设计文件的清单。
5．化工设备图的绘制方法及步骤
a. 确定绘图比例、选择图幅、布图、画图
b. 尺寸和焊缝代号标注
c.
编写零部件序号和管口符号
d. 填写明细栏和管口表
e. 填写设计数据表、标题栏等
6．化工设备图阅读的基本要求
a. 了解设备的性能，作用和工作原理；
b. 了解设备的总体结构、局部结构及各零件之间的装配关系和安装要求；
c.
了解设备各零部件的主要形状、材料、结构尺寸及强度尺寸和制造要求；
d. 了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。 7.
《第五章 车间布置设计》习题及答案
一、填空题
1设备布置图是在厂房建筑图的基础上增加设备布置的内容，用粗实线表示 设备 ，厂房建筑用 细实线 画出。
2设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的 平面图和反映某处立面布置情况的 剖面图 。 二、选择题
1. 厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用（ A ）
依次编号。
A. 、 、
B. 、 、
C. A 或B
2. 在化工设备图中，设备的轮廓，一般按比例用（ A ）绘制。 A 粗实线（b ） B 中实线（2b/3） C 细实线（b/3） D 点划线
3. 在布置 （ A ）时，应遵循缩短管长和顺应流程的原则。
A: 换热器 B: 塔 C: 泵 D: 搅拌器 4. 设备布置图中的标高用（ A ）表示。
A 、m
B 、cm
C 、mm
D 、都可以
2
3
1
A
B C
5. 在设备平面布置图中，设备标注为T-101b，其中T表示（B ）。
A、一种设备等级
B、一种设备代号
C、设备一种材质
D、一种设备保温等级
6. 在对塔进行布置时，对于（C）需采用独立布置方案。
A: 将高度相近的塔B: 数量不多、结构与大小相似的塔
C: 单塔或特别高大的塔D: 较小的塔
7 以下有关工程设计阶段及PID版次的叙述错误的是（B ）。
A．工程设计阶段分基础设计和详细工程设计两个阶段
B．在基础设计阶段，PID应完成初步设计条件版（A）版，内部审核版（B
版）和用户批准版（C）版三个版次的设计
C．在详细工程设计阶段，PID应完成1版（详细设计1版），2版（详细设计2版），3版（施工版）三个版次的设计
D．对于小型或成熟工艺装置的PID设计，至少应完成初步条件版，设计版和施工版三个版次
8 设备布置设计不包括的内容是（B ）。
A．确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置
B．确定车间中各个设备的管口方法
C．确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置
D．确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸
解答：B．正确答案。车间设备布置设计主要包括：
①确定各个工艺设备在车间平面和立面的具体位置；
②确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置；
③确定供安装、操作与维修所使用的通道系统的位置与尺寸；
④确定场地与建筑物、构筑物的尺寸；
⑤确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。
9 在以下四条关于几种常见设备的布置设计的意见中考虑欠妥当的是（A ）。
A．对于原料和成品贮罐，一般集中布置在贮罐区，同时为缩短流程、节省管长，原料和成品贮罐均应靠近与之有关的厂房布置
B．对于大型换热器独立布置时应尽量安排在室外以节约厂房
C．泵的布置应尽量靠近供料设备，以保证有良好的吸入条件
D．反应器安装在室内或框架内，其基础与建筑物分开，以免将振动和噪声传递给建筑物
10 设备布置时设备间、设备与墙之间、运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范供设备布置设计时参照执行。工艺设备与道路间的距离不应小于（B ）。
A．m B．m C．m D．m
11请指出下列有关安全距离数据中（A ）是不正确的。
A．回转机械彼此间距离为不小于m
B．贮槽之间的距离不小于～m
C．换热器之间的距离不小于m
D．塔与塔之间的距离～m
解答：A．正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，回转机械彼此间距离为不小于～m。
12 “泵的布置设计时应尽量集中布置，排成一条线，电机端对齐，正对道路。以下关于泵的布置正确的是（C ）。
A．泵与泵之间的距离视泵的大小而定，一般不小于
B．双排泵之间的距离一般不小于
C．泵与墙之间的距离一般不小于，以便通行
D．泵的基础一般比地面高④400～500mm
解答：C．正确答案。泵与泵之间一般不小于m，双排泵之间一般不小于m，泵基础一般高出地面100～200 mm。
13 某工厂车间设备布置时，为节省投资，减少厂房面积，工艺设备与道路间的距离定为m；操作设备时设备到墙的距离为m；操作平台梯子的坡度为65°；通道通行部分的最小净空为m。请问上述设计中数据正确的是（D ）。
A．①B．②C．③D．④
解答：D．正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，工艺设备与道路间的距离为不小于m，工人操作时设备与墙面的距离不小于m，操作平台梯子的坡度一般不超过45°，特殊可达到60°。
14 工艺专业提供的建议的设备平面布置图的用途是（A ）。
A.装置布置专业、总图专业开展工作的依据，也是机泵计算、询价订货的依据。
B.因制造周期长，需提前询价订货的机泵计算依据。
C.指导供销人员采购设备的依据。
D.指导设备安装施工的依据。
15 在化工工艺设计中，其核心内容是（C ）。
A工艺流程设计和生产方法的选择
B车间布置设计和管道布置设计
C工艺流程设计和车间布置设计
D化工工艺计算和车间布置设计
16 车间平面布置图每层平面应以其标高命名，对于一层内地面，表示方法（D ）正确。
平面平面
平面 D 平面
17 考虑厂房的柱网布置时，在满足工艺操作需要，满足设备安装、运转及维修需要的前提下，应选择符合建筑模数的柱网。中国统一规定以（ B ）m的倍数为优先选用的柱网。
18 下面为某一换热设备的设备位号，表示方法正确的为（A ）。
19 考虑厂房立面布置时，厂房的高度主要取决于（D ）。
A.设备的高低
B. 安装的位置
C.安装条件
D.综合考虑上面三方面因素
20 在化工厂厂房建筑设计时，单层厂房的宽度不应大于（A ）。
21 在车间布置平面图绘制中，下列标高标注正确的是（D ）。
B. D.
A.
22 车间设备布置时，一些高大设备多采用（ A ）。
A露天布置，以减少建筑物的费用，降低毒物的积累。
B 室内布置，以保护设备，使设备不受冷、热的影响。
23 车间设备布置时，为使管路尽量短和便于操作，通常设备多采用（B ）。
A按流程图出现的顺序布置。
B 按相似的设备布置在一起的分组布置。
24 在车间设备布置时有许多要求，如下几项要求中（C ）项不合理。
A 高大的设备尽量放在露天，以降低厂房造价。
B 设备布置时应留一定的间隙，有利于操作及检修。
C 设备布置时尽量使设备布局与其在流程图上出现的顺序一样。
D设备布置时应充分利用高位差布置有压差的设备。
三、简答题
一、简述车间布置设计的内容：
答：车间布置设计可分为车间厂房布置和车间设备布置
车间厂房布置是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内、按照在生产中和生活中所起的作用进行合理的平向布置和平面布置。
车间设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把各种工艺设备在一定区域内进行排列。
二、简述车间设备布置的要求
答：(一)满足生产工艺要求
(二)满足安装和检修要求
(三)满足土建要求
(四)满足安全、卫生和环保要求
三、工艺对设备布置有哪些要求
1）满足工艺流程顺序，要保证水平和垂直方向的连续性。
2）相同类型设备尽可能布置在一起。
3）设备与设备之间按规定留足间距、留有操作空间，便于操作、维修。
4）考虑设备互换使用的可能性。
5）设备安排要考虑管路走向，走直线，少弯路。要有堆放原料，中间产物，产品的空地。
6）注意劳动保护，传动设备要有足够的安全距离。
7）留有扩建或扩产余地。
四、简述车间布置设计的原则
答：（1）最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求。
（2）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。
（3）要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。
（4）考虑其他专业对本车间布置的要求。
（5）要考虑车间的发展和厂房的扩建。
（6）车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。
（7）本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。
（8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。
（9）人流特流不能交错。
五、简述车间平面布置的内容和要求
答：内容
一个较大的化工车间（装置）通常包括下列组成。
（1）生产设施（2）生产辅助设施
（3）生活行政设施。（4）其他特殊用室。
要求
（1）适合全厂的总图布置，与其他车间、公用工程系统、运输系统等结合成一个有机整体。
（2）保证经济效益，尽量做到占地少、基建和安装费用少、生产成本低。
（3）便于生产管理、物料运输，操作维修要方便。
（4）生产要安全，并妥善解决防火、防毒、防爆等问题，必须符合国家的各项有关规定和标准。
（5）要考虑将来扩建、增建和改建和余地。
六、简述车间设备布置的内容
答：（1）确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置;
（2）确定某个在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位置;
（3）确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸;
（4）在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸;
（5）其他。
设备布置的最终结果表现是设备布置图。
七、简述车间设备布置图的内容
（1）一组视图
（2）尺寸及标注
（3）安装方位标
（4）说明及附注
（5）设备一览表
（6）标题栏
四、看图回答问题
1阅读醋酸残液蒸馏岗位设备布置图，并回答以下问题：
醋酐残液蒸馏岗位设备布置图
醋酐残液蒸馏岗位流程说明：
醋酐残液进入残液蒸馏釜，使残液中的醋酐蒸发变成蒸汽，再经冷凝器冷凝为液态醋酐，进入醋酐受槽施加负压，然后去醋酐贮槽；蒸馏釜中蒸馏醋酐后的残渣，加水后再加热、冷凝，得到的醋酐经醋酸受槽施加负压后去醋酸贮槽。本系统为间断操作，通过阀门进行控制。
回答问题：
（1）醋酐残液蒸馏岗位的设备布置图包括平面图和1-1剖面图。
（2）从平面图可知，本系统的真空受槽A、B和蒸馏釜布置在距北墙1600 mm，距①轴分别为3800 mm、2000 mm、6000 mm的位置处；冷凝器的位置距北墙500 mm，与醋酸受槽V1103A间的水平距离为1000 mm。
（3）从A-A剖面图可知，蒸馏釜和真空受槽A、B布置在标高为 5 m的楼面上，冷凝器安装在标高m 的支架上。
第六章管道布置设计
1.管道布置设计的内容有什么
答：1、确定车间中各个设备的管口方位与之相连接的管段的接口位置。
2、确定管道的安装连接和铺设、支承方式。
3、确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。
4、画出管道布置图,表示出车间中所有管道在平面和立面的空间位置,作为管道安装的依据。
5、编制管道综合材料表,包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。
2．管道布置设计应符合的标准有哪些
答：HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》
和SH3012-2000《石油化工管道布置设计通则》
3.真空管线布置设计时应注意什么
答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。
4．管道布置时管道焊缝的设置，应符合哪些要求
答：管道对接焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm；公称直径小于
150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于外径，且不得小于50mm：公称直径等于或大于150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于150mm。
5．管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时应如何处理
答：应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径，并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。
6.玻璃管等脆性材料管道应如何处理
答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。7．管架已有哪些标准设计
答：HG/T21623-1990《管架标准图》和
HG/T21640-2000《H型钢结构管架通用图》。
8．管道支架按其作用分哪几种
答：管道支架按其作用分固定支架、滑动支架、导向支架和弹簧吊架。
9．立式容器的管口方位划分为哪两部分
答：立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。一般划分为操作区和配管区两部分。加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区,排出管布置在容器底部。
10. 卧式容器的人孔如何布置
答：人孔可布置在顶上,侧面或封头中心,以侧面较为方便,但在框架上支撑时占用面积较大,故以布置在顶上为宜。人孔中心高出地面以上应设操作平台。
11.换热器的配管要求是什么
答：配管时管道要尽量短,操作、维修要方便。在管廊上有转弯的管道布置在换热器的右侧,从换热器底部引出的管道也从右侧转弯向上。从管廊的总管引来的公用工程管道,可以布置在换热器的任何一侧。将管箱上的冷却水进口排齐,并将其布置在冷却水地下总管的上方,回水管布置在冷却水总管的管边。换热器与邻近设备间可用管道直接架空连接。管箱上下的连接管道要及早转弯,并设置一短弯管,便于管箱的拆卸。
12. 塔的管道固定与热补偿要注意什么
答：管道固定与热补偿塔的管道直管长，热变形大，配管时应处理好热膨胀问题。塔顶气相出口管和回流管是热变形较大的长直管，且重量较大，为防止管口受力过大，在靠近管口的地方设固定支架，在固定支架以下每隔～11米(DN25～DN300)设导向支架，由较长的水平管(形成二臂
部很长的L形自然补偿器)吸收热变形。
13．管道布置图的设计依据
答：管道布置图是以带控制点工艺流程图、设备布置图、设备装配图及土建、自控、电气等专业的有关图样、资料为依据，根据管道布置原则和相关标准做出合理的布置设计，并
绘出管道布置图。
14. 管道支架的编号含义是什么
答：管架由五个部分组成：
15. 管道的标注分几部分
答：管道布置图中的管道应标注四个部分，即管道号（管段号）（由三个单元组成）、管径、管道等级和隔热或隔声，总称为管道组合号。管道号和管径为一组，用一短横线隔开；管道
等级和隔热为另一组，用一短横线隔开，两组间留适当的空隙。
16.管道布置图的比例和图幅如何定的
答：常用的比例有1：30，也可采用1：25或1：50，但同区的或各分层的平面图,应采用同一比例。
管道布置图图幅应尽量采用A0，比较简单的也可采用A1或A2。同区的图应采用同一种
图幅。图幅不宜加长或加宽。
17．管道布置图的分区原则和方法是什么
答：由于车间(装置)范围比较大,为了清楚表达各工段管道布置情况,需要分区绘制管道布置图时,常常以各工段或工序为单位划分区段,每个区段以该区在车间内所占的墙或柱的定位轴
线为分区界线。区域分界线用双点划线表示，在区域分界线的外侧标注分界线的代号、坐标和与该图标高相同的相邻部分的管道布置图图号。
化工设备基础总复习
《化工设备设计基础》综合复习资料 一、填空题 1. 力的合成与分解法则有和两种。 2. 作用在梁上的载荷一般可分为集中力、和；根据梁的约束及支 承情况可以分为简支梁、和三种。 3. 钢材中含有杂质硫会造成钢材的性增加，含有杂质磷会造成性增加。 4. 两物体之间的机械作用称之为力。力的三要素是、和。 5. 材料破坏的主要形式有和。 6. 平面力偶系平衡的充要条件是。 7. 设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现，但它是和确 定时不可缺少的参数。 8. 压力容器制造完成之后必须进行压力试验，按照压力试验的介质种类可以分为和 两种方法。 9. GB 150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的标准。 10. 在压力容器的四个壁厚中，图纸上所标注的厚度是厚度，用来承担外载荷强度 的厚度是厚度。 11. 法兰联接结构，一般是由、和三部分组成。 12. 为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的之外，还作 了、和。 13. 塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用；对接结构焊缝承受应力作用。 14. 内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在工况时设备侧。 二、判断题 1. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。 2. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。 3. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封， 所以预紧密封比压越大越好。 4. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。 5. 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
化工设备机械基础考试试卷(终审稿)
化工设备机械基础考试 试卷 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
《化工设备机械基础》试卷适用专业: 应用化工技术年级: 2010级考试方式：闭卷 班级：姓名：学号：考试时间： 120 分钟 一、选择题：将正确答案的顺序号填入题后的括号内。（共8分，每小题1分） 1.设计压力为 2.5MPa的容器属于。（） A．低压容器 B. 中压容器 C.高压容器 D. 超高压容器 2.钢材的强度随温度的升高而，韧性和塑性随温度的降低而。 （） A．下降，升高 B．下降，下降 C．升高，下降 D．升高，升高3.不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于。（） A．百分之一 B. 千分之一 C. 万分之一 D. 万分之三 4.对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的。（） A．低温强度 B. 低温刚度 C. 低温硬度 D. 低温脆性 5.从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种 凸形封头中，的受力情况最好。（） A．椭圆形封头 B. 碟形封头 C. 半球形封头 D. 折边球面封头 6.低碳钢拉伸试验的整个过程，按顺序大致可分为如下四个阶段。（） A. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段 B. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段
C. 弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段 D. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段 7.无缝钢管的公称直径指的是管子的。（） A．内径 B. 外径 C. 中径 D. 其他 8.设计中选用标准法兰的压力等级时，除考虑法兰的类型、材料、最高工作压 力外，还应考虑法兰的：（） A．公称直径 B. 密封面型式 C. 垫片种类 D. 工作温度二、填空题。（每空1分，共20分） 1．过载时带会在轮上，可防止其他零件的损坏，起到过载安全保护作用。 2．齿轮传动的失效形式 有、、、 、。 3．材料的化学性能有、抗氧化性。 4．碳钢是含碳量小于 %的铁碳合金。 5．工程上，伸长率δ≥5%的材料称为材料，δ<5%的材料称为 材料。 6．45钢，表示平均含碳量为 %的优质碳素结构钢。 7．对碳素结构钢、低合钢制容器，规定壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度为 mm。
机械设计经典问答题 附答案
第一课螺纹连接 1.问：常用螺纹的类型主要有哪些？ 答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。 2.问：哪些螺纹主要用于联接？哪些螺纹主要用于传动？ 答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。 3.问：螺纹联接的基本类型有哪些？ 答：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T型槽螺栓联接等。 4.问：螺纹联接预紧的目的是什么？ 答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。 5.问：螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？ 答：摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。 6.问：受拉螺栓的主要破坏形式是什么？ 答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。 7.问：受剪螺栓的主要破坏形式是什么？ 答：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。 8.问：为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。 答：可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。 9.问：螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？ 答：在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成联接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生联接松脱。 10.问：横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种 答：前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被联接件的剪切和挤压来承载。前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，螺栓直径也较大。 11.问：承受预紧力Fo和工作拉力F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力F2是否等于Fo+F？为什么？ 答：不等于。因为当承受工作拉力F后，该联接中的预紧力Fo减为残余预紧力F1，故F2=F1+F 12.问：对于紧螺栓联接，其螺栓的拉伸强度条件式中的系数1.3的含义是什么？ 答：系数1.3是考虑到紧联接时螺栓在总拉力F2的作用下可能补充拧紧，故将总拉力增加30%以考虑此时扭转切应力的影响。 第二课带传动 1.问：带传动常用的类型有哪些？ 答：在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。 2.问：V带的主要类型有哪些？
化工设计概论试题副本
化工设计概论试题副本 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
一．填空题 1.新建项目设计包括新产品设计和采用新或新技术的产品设计。 2.设计代表的任务是参加基本建设的和安装。 3.化工计算包括工艺设计中的、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。 4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和时必然涉及到的因 素。 5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明的名称来源及去向。 6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注和名称。 7.对于连续操作过程，选用作为基准是很自然的。 8.工艺设计的任务是根据工艺需要，计算并某种型号设备，以便订货。 9.根据工艺流程的特点，确定反应釜是操作还是间歇操作。 10.设备布置首先要满足工艺和工艺条件的要求。 11.化工厂使用最多的换热器是换热器与再沸器。 12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和以降低阻力，达到更高的真空度。 13.管架是用来、固定和约束管道的。
14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生并在管壁上结 垢。 15.物质的燃烧必须具备个条件。 16.化工设计可根据性质分类，也可按设计性质分类。 17.施工图设计的任务是根据审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问 题。 18.扩大初步设计的设计文件应包括以下两部分内容：和说明书的附图、附 表。 19.工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包括三个组成部分：即、管 径和管道等级。 20.执行器的图形符号由机构和调节机构两部分组合而成。 21.加压操作的塔可分为出料和液相出料两种。 22.物料衡算的理论根据是定律。 23.流量大而扬程不高时可选用单级。 24.对于釜式反应器，依靠来实现物料流动和混合接触。 25.车间设备布置是确定各个设备在车间和立面上的位置。 26.容器分贮存容器与原料及成品贮罐两类。
《化工设备设计机械基础》课程试卷
2006级《化工设备设计基础》课程试题（B卷）合分人： 一、力学部分计算题：（共50分） 1、图示三角形支架ABC，A、B、C三处为铰链链接。在两杆的连接处B悬挂有重物G=30kN。杆AB和BC材料相同，许用应力[σ]=120MPa。AB、BC两杆直径d分别为25mm、30 mm。试校核此支架是否安全。(已知A、B、C三处均为铰接)。(AB和BC两杆的重量不计)（本题15分） 2、图示简支梁受均布载荷q=2kN/m作用，若梁长l=2m，截面为圆截面D=40mm，[σ] = 120MPa。试写出剪力方程和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图，并校核强度是否满足要求。 3、已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大切应力不得超过40MPa, 空心圆轴的内外直径之比 = 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。 4、校核如图的矩形截面横梁AB的安全性。（已知α = 30°b= 60mm， h = 80mm，l1 = 1250mm，P = 15kN，[σ] = 160MPa） 二、是非题：在题后括号内，正确划 “√”，错误划“×”（共 10分，每小题1分） 1.《压力容器安全技术监察规程》把压力容器按其破坏时造成的危 害程度分为三类，其中三类容器破坏时造成的危害程度最大，因
而在设计、制造和使用方面对其要求最高。 （ ） 2. 容器法兰与管法兰的PN 、DN 相同时可以相互代用。 （ ） 3. 压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。 （ ） 4. 内压容器的有效厚度δe 一般都大于计算厚度δ，因此容器最高 允许工作压力[p w ]总是大于设计压力p 。 （ ） 5. 从稳定性考虑，外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。（ ） 6. 决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。 （ ） 7. 圆筒形容器上开孔处的应力集中系数是φmax σσ=K 。（φσ为圆筒经 向薄膜应力） （ ） 8. 为减小鞍座处壳体截面的应力，卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离A 应该≤0.2L 和0.25D 0（式中L 为筒体长度，D 0 为筒体外径）。 （ ） 9. 圆筒形容器上开椭圆孔时，为降低开孔边缘的应力集中程度，应使椭圆的长轴方向垂直于圆筒的轴线。 （ ）
化工设计题库选择填空
一、填空题（每空1分，共68分） 1. 化工设计根据项目性质分类，分成新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 2. 工程设计中三段设计是指初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 3．化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的选型和计算三个内容。 4. 生产方法和工艺流程选择的原则主要是三条。即（1）先进性，（2）可靠性，（3）合理性。 5．生产方法和工艺流程确定的步骤要经过的三个阶段是：（1）资料搜集与项目调研，（2）生产设备类型与制造厂商调研，（3）对调研结果进行全面分析对比。 6. 工艺流程设计的任务有两个方面，一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，二是绘制工艺流程图。 7．工艺流程图的种类有工艺流程草图、工艺物料流程图、带控制点的工艺流程图和管道仪表流程图四种。 8. 在管道仪表流程图中主要的物料管道用粗线条来表示，线条宽度为。 9. PG1310-300管道标注中PG代表物料代号，13代表工序编号，10代表管道序号，300代表管径。 10. 在化工设计过程中，进行物料衡算的依据是质量守恒定律，进行能量衡算的依据是能量守恒定律。 6．化工设备工艺设计的原则可归纳为：合理性、先进性、安全性、经济性、系统性。 7．化工设备图的基本内容包括标题栏、明细栏、管口表、设计数据表、技术要求、签署栏、注和其他。 8. 化工设备图中细节的表达方法有局部放大法和夸大画法。 9. 化工设备图的尺寸标注主要有规格性能尺寸、装配尺寸、外形尺寸、安装尺寸。 10. 化工车间的组成有生产设施、生产辅助设施、生活行政福利设施、其他特殊用室。 11. 装置车间的平面布置形式主要有长方形、L形、T形和Ⅱ形。
级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案
2006 级《化工设备设计基础》课程试题（B 卷）答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（10分） 2sin 30 2306030 51.99tg300.577BC AB G S G KN G S KN = ==?==== （5分） 安全 （5分） 2、（15分） 解：0y F ∑= （5分） 0M ∑= （5分） 最大弯矩发生在梁的中点，其值为2 max 8 ql M = （3分） （3分） max 159120MPa MPa σ=不满足要求 （2分） 1 ()02 ql qx Q x --=1()2 Q x ql qx =-1()()2 M x qx l x =-211 ()022 qx qlx M x -+=0x l ()0x l ≤≤232 max max 331112102881590.043232 Z ql M MPa W D σππ???====?3 12 13 22 251.9910105.9[]120254 601084.88[]120304 AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ?===<=??===<=?
3、（15分） 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 （3分） 实心轴 （5分） 空心轴 （5分） d 2＝=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 （2分） 4、（10分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 （2分） （4分） （4分） （2分） 75 954995497162N m 100 x P M T n ==? =?=?..max13 11 1640MPa πx x P M M W d τ= ==3 16 167162 0045m=45mm π4010d ?= =??..() max234221640MPa π1x x P M M W D τα===-()3 246 167162 0046m=46mm π1-4010 D α?= =??..() 2231 132222245101 1.28461010.51A d A D α--???==? ??--?? ＝maxN cos N P A bh α σ= =126sin cos 148.7MPa []Pl P bh bh αασ= += 机械设计课程设计答辩经典题目 机械设计课程设计答辩经典题目 1． 你所设计的传动装置的总传动比如何确定和分配的？ 答题要点：由选定的电动机满载转速和工作机转速，得传动装置总传动比为：i w m n n = 总传动比为各级传动比的连乘积，即 齿轮带i i i ?=，V 带传动的传动比范围在2—4 间，单级直齿轮传动的传动比范围在3—6间，一般前者要小于后者。 2． 在闭式齿轮传动中，若将齿轮设计成软齿面，一般使两齿轮齿面硬度有一 差值，为多少HBS ？，为什么有差值？ 答题要点：20—50HBS ；因为一对齿轮在同样时间，小齿轮轮齿工作次数较大齿轮的材料多，齿根弯曲疲劳强度较大齿轮低为使其强度和寿命接近，小齿轮齿面硬度应较大齿轮大。 3． 简述减速器上部的窥视孔的作用。其位置的确定应考虑什么因素？ 答题要点：在减速器上部开窥视孔，可以看到传动零件啮合处的情况，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙。润滑油也由此注入机体内。窥视孔开在机盖的顶部，应能看到传动零件啮合，并有足够的大小，以便于检修。 4． 轴上的传动零件（如齿轮）用普通平键作周向固定时，键的剖面尺寸b ×h 值是根据何参数从标准中查得？ 答题要点：与齿轮相配合处轴径的大小；答辩时，以从动齿轮上键联接为例，让考生实际操作。 5． 当被联接件之一不易作成通孔，且需要经常拆卸时，宜采用的螺纹联接形 式是螺栓联接、双头螺柱联接还是螺钉联接？ 答题要点：螺钉联接。 6． 在设计单级原柱齿轮减速器时，一般减速器中的最大齿轮的齿顶距箱体的 距离大于30—50mm ，简述其主要目的。 答题要点：圆柱齿轮和蜗杆蜗轮浸入油的深度以一个齿高为宜，但不应小于10mm ，为避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离不应小于30～50mm 7． 你所设计的齿轮减速器中的齿轮传动采用何种润滑方式？轴承采用何种润 滑方式？简述润滑过程。 答题要点：齿轮传动采用浸油润滑方式；轴承采用飞溅润滑或脂润滑方式。以飞溅润滑为例，当轴承利用机体内的油润滑时，可在剖分面联接凸缘上做出输油沟，使飞溅的润滑油沿着机盖经油沟通过端盖的缺口进入轴承 8． 简述减速器的油标的作用。 答题要点：检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油标。 9． 齿轮和轴满足何种条件时，应齿轮和轴一体，作成齿轮轴。 《化工设计》习题及解答 第一章? 化工设计概论 1．化工设计的种类有哪些？ 根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2．请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3．可行性研究报告包含哪些内容？ （1）总论。包括项目名称、可行性研究的主办单位和负责人，可行性研究编制的依据和原则，可行性研究的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，研究的范围和主要过程；研究的简要综合结论，存在的主要问题和建议。 （2）市场预测。包括国内外市场情况预测和产品的价格分析。 （3）产品方案及生产规模。对于老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。 （4）工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主要设备的选择和标准化等内容。 （5）原料、原料、辅助材料及燃料的供应。 （6）建厂条件和厂址方案。 （7）公用工程和辅助设施方案。 （8）节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。 （9）环境保护与劳动安全。 （10）工厂组织和劳动定员。 （11）项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。 （12）投资估算和资金筹措。 （13）财务、经济评价及社会效益评价。 （14）结论。包括综合评价和研究报告的结论等内容。 4．设计任务书的内容主要包括哪些内容？ （1）项目设计的目的和依据； （2）生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则； （3）矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件； （4）资源综合利用、环境保护、三废治理的要求； （5）厂址与占地面积和城市规划的关系； （6）防空、防震等的要求； （7）建设工期与进度计划； （8）投资控制数； （9）劳动定员及组织管理制度； （10）经济效益、资金来源、投资回收年限。 第二章? 工艺流程设计 1．化工工艺设计包括哪些内容？ 机械设计基础典型试题二 一、选择题（每小题2分总分２０分） 1. 机构具有确定运动的条件是原动构件数 ( ) 机构的自由度数。 A.多于 B. 等于 C. 少于 2. 凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若缩小凸轮基园半径，则压力角 ( ) 。 A. 减小 B. 不变 C. 增大 3. 在铰链四杆机构中，有可能出现死点的机构是 ( ) 机构。 A. 双曲柄 B. 双摇杆 C. 曲柄摇杆 4. 一标准直齿圆柱齿轮传动，如果安装时中心距A＞，其传动比i ( ) 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 5. 蜗杆传动效率较低，为了提高其效率，在一定的限度内可以采用较大的 ( ) 。 A. 模数 B. 蜗杆螺旋线升角 C. 蜗杆直径系数 D. 蜗杆头数 6. 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接需要经常拆装时，适宜采用 ( ) 联接。 A. 螺栓 B. 螺钉 C. 双头螺柱 7. 带传动工作时产生弹性滑动的主要原因是 ( ) 。 A. 带的预拉力不够 B. 带的紧边和松边拉力不等 C. 带和轮之间的摩擦力不够 8. 有A、B两对齿轮传动，A对齿轮的齿宽系数比B对齿轮大，其它条件相同，则其齿向载荷分布不均 的程度 ( ) 。 A. A对小 B. B对小 C. A、B对相同 9. 凸缘联轴器和弹性圈柱销联轴器的型号是按 ( ) 确定的。 A. 许用应力 B. 许算转矩 C. 许用功率 10. 一根转轴采用一对滚动轴承支承，其承受载荷为径向力和较大的轴向力，并且有冲击、振动较 大。因此宜选择 ( ) 。 A. 深沟球轴承 B. 角接触球轴承 C. 圆锥滚子轴承 二、填空题（每小题 2分） 1. 两构件通过 ( ) 或 ( ) 接触组成的运动副称为高副；通过 ( ) 接触组成的运动副称为低 副。 2. 齿轮在轴上的周向固定，通常是采用 ( ) 联接，其截面尺寸是根据 ( ) 查取标准而确定的. 3. 一对标准斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是 ( ) 。 4. 软齿面的闭式齿轮传动的设计准则是 ( ) 。 5. 链传动的主要失效形式是，设计时从 ( ) 图中选择链条的链号。 6. 带传动工作时，带中的应力有 ( ) 、 ( ) 和 ( ) ，其中最大应力发生在 ( )处。 7. 蜗杆作主动件的蜗杆传动可以具有自锁作用，其含义是 ( ) ，实现自锁的条件是( )。 8. 转轴的设计步骤一般是先按 ( ) 粗略计算 d min ，然后进行 ( ) ，最后选择危险截面按 ( )校核计算。 9. 滑动轴承润滑作用是减少 ( ) ，提高 ( ) ，轴瓦的油槽应该开在 ( ) 载荷的部位. 10. 6313 轴承，其类型是 ( ) 轴承， ( ) 系列，内径 ( ) mm ， ( ) 级精度。 第一章化工厂设计的内容与程序 （陈声宗习题与思考题2010.9） 1、化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。 二、方案设计 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章 工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对 非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案， 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“HW0201-150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201-表示管道号，其中： HW -物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 –管道尺寸（管径），公称通径150mm,。 ③L1B -管道等级，其中： L -国内标准压力等级代号，1.0MPa ； 1-顺序号，第1号； B -管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 (a)用进料浓度控制 (b)用进料温度控制Ⅰ (c) 用进料温度控制Ⅱ (d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 习题1 连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏 出液中能回收原料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为20000kg ／h ，求馏 出液和釜残液的流量和组成。 解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。以下标B 代表苯。 《化工设计概论》 一、填空 1．化工设计是一个将系统（如一个工厂、一个车间或一套装置）全部用工程制图的方式，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化成工程语言的过程。 2．化工设计的特点是政策性强、技术性强、经济性强、综合性强。 3．化工设计的发展与石油化学工业等技术的发展有直接的关系。 4．完成初步设计的同时还应当做出总概算。 5．施工图设计的任务是根据初步设计审批意见，解决初步设计阶段待定的各种问题，并以其作为施工单位编制施工组织、施工设计、施工预算和进行施工的依据。 6．施工图设计详细容包括图纸总目录、工艺图纸目录、带控制点工艺流程图、首页图、设备布置图、设备图、设备表、管路安装图、综合材料表、设备管口方位图、设备及管路的保温与防腐设计等。 7．现场施工中设计代表的任务是参加基建的现场施工和安装、调试工作，作技术指导，使装置达到设计所规定的各项指标要求。 8．车间工艺设计包括的容有生产方法的选择、工艺流程的设计、工艺计算、车间布置设计、化工管路设计、提供设计条件及编制概算书和设计文件等。 9．设计人员接受任务后，首先要解决的问题是选择合适的生产方法。 10．工艺设计的中心环节是工艺计算。 11．工艺计算的主要容包括物料衡算、热量衡算、设备计算与选型等，并在此基础上绘制物料流程图、主要设备总图和必要部件图，以及带控制点的工艺流程图。 12．车间布置设计的任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面和空间中的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构形式。 13．化工管路设计的任务是确定装置的全部管线、阀件、管件及各种管架的位置，以满足生产工艺的要求。 14．提供设计条件的容包括总图、土建、运输、外管、非定型设备、自控、电气、电讯、电加热、采暖通风、给排水等非工艺专业的设计条件。 15．设计中经常进行分析比较的技术经济指标有产品成本、基建投资、劳动生产率、投资回收率、消耗定额、劳动力需要量和工资总额等。 16．设计文件容包括设计说明书、附图（流程图、设备布置图、设备图等）和附表（设备一览表、材料汇总表等）。 17．选择生产方法就是选择工艺路线。 18．生产工艺流程图一般由物料流程、图例和设备一览表3个部分组成。 19．设备一览表只需列出序号、位号、设备名称和备注即可。 中石油华东《化工设备设计基础》2016年秋学期在线作业（二） 一、判断题（共20 道试题，共100 分。） 1. 基本风压值是以一般空旷平坦地面、离地面10m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。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 2. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 3. 由于容器的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同，所以，同样公称直径的容器法兰和管法兰，他们的尺寸亦不相同，二者不能互相代用。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 4. 受外压作用的长圆筒其临界压力与圆筒的长度、直径、壁厚及材料种类有关。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 5. 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 6. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生失稳。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 7. 内压薄壁圆筒形压力容器的壁厚公式是按照弹性失效设计准则利用第三强度理论推导出来的。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 8. 安全系数是一个不断发展变化的数据，按照科学技术发展总趋势，安全系数将逐渐变小。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 9. 不论是压力容器法兰还是管法兰，在我国现行的标准都是一个。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 10. 强度设计准则是保证构件不发生强度破坏并有一定安全余量的条件准则。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 11. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 12. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 13. 当短圆筒的长度增加到某一值，封头对筒体能起到的支撑作用，开始完全消失，该短圆筒的临界压力将下降到与长圆筒的临界压力相等，这个长度值称为临界长度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 14. A. 错误 B. 正确 正确答案： 15. 对内压容器，考虑其刚性需要，要规定其相应的最小厚度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 16. 压力容器设计中规定最小厚度的原因主要是考虑低压薄壁容器在制造、运输及安装过程中的强度需要。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 17. 压力容器壁厚计算公式中的焊缝接头系数取决于主要取决于焊缝的接头形式和无损检测的比例，无损检测的比例越大，焊缝接头系数就越小。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 18. 法兰联接密封的原理是：借助螺栓的压紧力，压紧法兰间的垫片并使之填满法兰密封 第一章化工厂设计的内容与程序 1化工设计的种类有哪些？ 答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设 计。 根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。 2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。 施工设计，程出圧尊 墩职腌工,無定开车方剩 E 1-2 3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？ 答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。 4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？ 答：一、设计准备工作 （1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4 ）收集第一手资料 方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。 三、化工计算 化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是 在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。 四、车间布置设计 主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应 地确定厂房或框架的结构型式。 五、配管工程设计 任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡 建设投资和操作费用。 六、提供设计条件 工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。 七、编制概算书及编制设计文件 概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。 第二章工艺流程设计 1、化工工艺设计包括哪些内容？ 答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。 2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？答：先进性、可靠性、合理性； 资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。 3、工艺流程设计的步骤有哪些？ 答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案, 原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。 4、工艺流程图的种类有哪些？ 答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点的工艺流程图，管道仪表流程图。 5、某管道标注为“ HW0201 - 150 -L1B ”，表示什么意思？ 答：①HW0201 -表示管道号，其中： HW-物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。 ②150 -管道尺寸(管径)，公称通径150mm,。 ③L1B-管道等级，其中： L-国内标准压力等级代号，1.0MPa；1-顺序号，第1号；B-管道材质类别，碳钢。 6、固定床反应器温度控制形式有哪些？画出示意图。 出料 (a)用进料浓度控制(b)用进料温度控制I(c)用进料温度控制n(d)用冷料量控制 第三章物料衡算与热量衡算 第四章设备的工艺设计及化工设备图 1、化工设备选用一般原则的内容是什么？ 答：(1)合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。 (2)先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。 (3 )安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。 (4 )经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。 (5 )系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩 产和工艺调整时成为系统瓶颈”。 2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些基本内容？答：①标题栏②明细栏 ③管口表④设计数据表⑤技术要求⑥签署栏⑦注⑧其他。 第五章车间布置设计 题号 -一一-二二-三四总分 总分10 20 10 60 100 得分 一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分） 1.一阶梯杆如图所示， AB段横截面面积为：Ai=100mrH BC段横截面面积为 A=180mm贝U AB段杆横截面上的 正应力为 _80_Mpa , BC段杆横截面上的正应力为 _83.3_Mpa 。 2 ?当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的_8 _______ 倍。 3 ?低碳钢拉伸过程中可分为 _弹性阶段_、_屈服阶段_、—强化阶段_和局部变形阶段。 4 ?边缘应力的特性主要为 _局部性_、_自限性_。 5.如图所示回转薄壳，中心线为回转轴，A点的第一曲率半径是 _R _____________ ，第二曲率半径是 二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）题5图 1?直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2处的扭矩为（B ）。 A. T =25 kN m ; T2 =5kN m ; B. T1 =25 kN m ; T2 =- 5 kN m ; C. T1 =35kN m ; T2 =- 5kN m ； D. T1 =- 25 kN m ; T2 =5 kN m。 2 .简支梁受集中力偶Mo作用，如图2所示。以下结论错误的是（ C ）。 A. b =0时，弯矩图为三角形； B. a =0时，弯矩图为三角形； C.无论C在何处，最大弯矩必为Mo D .无论C在何处，最大弯矩总在 C处。 3 .截面上内力的大小：（C ）。 A.与截面的尺寸和形状有关； B.与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； C.与截面的尺寸和形状无关； D.与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 4 .下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（ B ）。 A.椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖； B .半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖； C.半球形、碟形、椭圆形、、锥形、平盖 D .碟形、半球形、椭圆形、、锥形、平盖 5.对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ C ）。 A.升高 B .不变 C .降低 D .未知数 6 .当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（ A ）。 A.增大 B .减小 C .不变 D .不能确定 7 .工程上把3 /D i>( A ）的圆筒称为厚壁圆筒。 A. 0.1 B .0.2 C . 1.0 D .2 题2图 1．外压容器 容器内外的压力差小于零叫外压容器。 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 1.6MPa P 1MPa 0<≤.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，这个规定的标准压力等级就是公称压力。 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。 14．临界压力 导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。 15．主应力 在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。在主平面上作用的正应力为主应力。 二、判断是非题（正确的划√，错误划×） 1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。 （×） 2．设计压力为4MPa 的容器为高压容器。 （×） 3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。 （×） 4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。 （√） 5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。 （×） 6．在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。 （√） 7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。 （√） 8．边缘应力具有自限性和局限性。 （√） 9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。 （×） 10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。 （×） 11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来 （√） 12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。 （×） 13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×） 14．塔的最大质量出现在其水压试验时 （√） 15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。 （×） 16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。 （×） 17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。 （×） 18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。 （×） 19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（√） 2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案 一、力学部分计算题：（共50分） 1、（ 10 分） 1、图示三角形支架 ABC , A 、B 、C 三处为铰链链接。在两杆的连接处 B 悬挂有重物 G=30kN 。杆AB 和BC 材料相同，许用应力[ 二max =159MPa 》120MPa 不满足要求 （2 分） 3、（ 15 分） 解：首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 P 7.5 ― 9549 p= 9549 面"6即 m 16 716.2 n 1-：4 40 106 =0.046m=46mm d 2 = 0.5 D 2=23 mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 4、（10 分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。 1 M （x ） qx （l 「x ） 2 最大弯矩发生在梁的中点, — M max （3 = max W Z 1 I 2 D 3 32 0 _x _l 其值为 M max = L 8 1 2 103 22 二 3 159MPa 兀 3 0.043 32 （5 分） （3 分） Q ■ 4kN 耳 jf .3分） 实心轴 -max1 = M x W P 1 空芈=40MPa n d 3 dr 3 16 716 ?2 6 =0.045m=45mm n 40 106 （5 分） 空心轴 M x 16M x 'max2 =40MPa _，maxN N _ Pcos ： A bh （3 分） （5分） di 45 10^ A L _ 二 民 1 - ： 2 一 46 10^ 1-0.5 —=1.28 （2 分） 中国农业大学简答题（常见） 第一课螺纹连接 1.问：常用螺纹的类型主要有哪些？ 答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。 2.问：哪些螺纹主要用于联接？哪些螺纹主要用于传动？ 答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。 3.问：螺纹联接的基本类型有哪些？ 答：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T型槽螺栓联接等。 4.问：螺纹联接预紧的目的是什么？ 答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。 5.问：螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？ 答：摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。 6.问：受拉螺栓的主要破坏形式是什么？ 答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。 7.问：受剪螺栓的主要破坏形式是什么？ 答：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。 8.问：为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。 答：可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。 9.问：螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？ 答：在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成联接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生联接松脱。 10.问：横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种 答：前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被联接件的剪切和挤压来承载。前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，螺栓直径也较大。 11.问：承受预紧力Fo和工作拉力F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力F2是否等于Fo+F？为什么？ 答：不等于。因为当承受工作拉力F后，该联接中的预紧力Fo减为残余预紧力F1，故F2=F1+F 12.问：对于紧螺栓联接，其螺栓的拉伸强度条件式中的系数1.3的含义是什么？ 答：系数1.3是考虑到紧联接时螺栓在总拉力F2的作用下可能补充拧紧，故将总拉力增加30%以考虑此时扭转切应力的影响。 第二课带传动 1.问：带传动常用的类型有哪些？ 答：在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。机械设计课程设计答辩经典题目复习进程
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