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过程设备设计课后答案讲解

过程设备设计课后答案讲解
过程设备设计课后答案讲解

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。毒性程度对法兰的选用影响也甚大,主要体现在法兰的公称压力等级上,如内部介质为中度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa;内部介质为高度或极度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa,且还应尽量选用带颈对焊法兰等。

易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器;Q235-A不得用于制造液化石油气容器;易燃介质压力容器的所有焊缝(包括角焊缝)均应采用全焊透结构等。

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?

答:因为pV乘积值越大,则容器破裂时爆炸能量愈大,危害性也愈大,对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。

2.压力容器应力分析

1.一壳体成为回转薄壳轴对称问题的条件是什么?

答:几何形状、承受载荷、边界支承、材料性质均对旋转轴对称。

2.试分析标准椭圆形封头采用长短轴之比a/b=2的原因。

答:a/b=2时,椭圆形封头中的最大压应力和最大拉应力相等,使椭圆形封头在同样壁厚的情况下承受的内压力最大,因此GB150称这种椭圆形封头为标准椭圆形封头

3.何谓回转壳的不连续效应?不连续应力有哪些特征,其中β与两个参数的物理意义是什么?答:回转壳的不连续效应:附加力和力矩产生的变形在组合壳连接处附近较大,很快变小,对应的边缘应力也由较高值很快衰减下来,称为“不连续效应”或“边缘效应”。

不连续应力有两个特征:局部性和自限性。

局部性:从边缘内力引起的应力的表达式可见,这些应力是的函数随着距连接处距离的增大,很快衰减至0。

不自限性:连续应力是由于毗邻壳体,在连接处的薄膜变形不相等,两壳体连接边缘的变形受到弹性约束所致,对于用塑性材料制造的壳体,当连接边缘的局部产生塑性变形,弹性约束开始缓解,变形不会连续发展,不连续应力也自动限制,这种性质称为不连续应力的自限性。

β的物理意义:

()

Rt

42

1

β

-

=反映了材料性能和壳体几何尺寸对边缘效应影响范围。该值越大,边缘

x

eβ-

Rt

效应影响范围越小。

Rt 的物理意义:该值与边缘效应影响范围的大小成正比。反映边缘效应影响范围的大小。

4. 单层厚壁圆筒承受内压时,其应力分布有哪些特征?当承受内压很高时,能否仅用增加壁厚来提高承载能力,为什么?

答:应力分布的特征:○1周向应力σθ及轴向应力σz 均为拉应力(正值),径向应力σr 为压应力(负值)。在数值上有如下规律:内壁周向应力σθ有最大值,其值为:1

1

22max

-+=K K p i θσ,而在外壁处减至最小,

其值为1

2

2

min -=K p i

θσ,内外壁σθ之差为p i ;径向应力内壁处为-p i ,随着r 增加,径向应力绝对值逐渐减小,在外壁处σr =0。○

2轴向应力为一常量,沿壁厚均匀分布,且为周向应力与径向应力和的一半,即2

θ

σσσ+=

r z 。○

3除σz 外,其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K 值有关。 不能用增加壁厚来提高承载能力。因内壁周向应力σθ有最大值,其值为:1

1

22max

-+=K K p i θσ,随K 值

增加,分子和分母值都增加,当径比大到一定程度后,用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不明显。 5. 预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么?

答:使圆筒内层材料在承受工作载荷前,预先受到压缩预应力作用,而外层材料处于拉伸状态。当圆筒承受工作压力时,筒壁内的应力分布按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成。内壁处的总应力有所下降,外壁处的总应力有所上升,均化沿筒壁厚度方向的应力分布。从而提高圆筒的初始屈服压力,更好地利用材料。

6. 承受横向均布载荷的圆形薄板,其力学特征是什么?其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是什么?

答:承受横向均布载荷的圆形薄板,其力学特征是:○

1承受垂直于薄板中面的轴对称载荷;○2板弯曲时其中面保持中性;○

3变形前位于中面法线上的各点,变形后仍位于弹性曲面的同一法线上,且法线上各点间的距离不变;○

4平行于中面的各层材料互不挤压。 其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是:薄板内的应力分布是线性的弯曲应力,最大应力出现有板面,其值与()2

t R p 成正比;而薄壁壳体内的应力分布是均匀分布,其值与()t R p 成正比。同样的()

t R 情况下,按薄板和薄壳的定义,()()t R t R >>2

,而薄板承受的压力p 就远小于薄壳承受的压力p 了。

7. 试比较承受均布载荷作用的圆形薄板,在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。

答:○

1周边固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小为: 2

2max

43t

pR =σ D pR w f

'=644max ○

2周边简支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小为: ()2

2max

833t

pR μσ+= μμ++'=15644max D pR w s

3应力分布:周边简支的最大应力在板中心;周边固支的最大应力在板周边。两者的最大挠度位置均在圆形薄板的中心。

4周边简支与周边固支的最大应力比值 ()()65.12

33

.0max

max

??→?+=

=μμσσf

r s

r 周边简支与周边固支的最大挠度比值

08.43

.013

.05153.0max max =++??→?++==μμμf

s w w 其结果绘于下图

8. 试述承受均布外压的回转壳破坏的形式,并与承受均布内压的回转壳相比有何异同?

答:承受均布外压的回转壳的破坏形式主要是失稳,当壳体壁厚较大时也有可能出现强度失效;承受均布内压的回转壳的破坏形式主要是强度失效,某些回转壳体,如椭圆形壳体和碟形壳体,在其深度较小,出现在赤道上有较大压应力时,也会出现失稳失效。

9. 试述有哪些因素影响承受均布外压圆柱壳的临界压力?提高圆柱壳弹性失稳的临界压力,采用高强度材料是否正确,为什么?

答:影响承受均布外压圆柱壳的临界压力的因素有:壳体材料的弹性模量与泊松比、长度、直径、壁厚、圆柱壳的不圆度、局部区域的折皱、鼓胀或凹陷。

提高圆柱壳弹性失稳的临界压力,采用高强度材料不正确,因为高强度材料的弹性模量与低强度材料的弹性模量相差较小,而价格相差往往较大,从经济角度不合适。但高强度材料的弹性模量比低强度材料的弹性模量还量要高一些,不计成本的话,是可以提高圆柱壳弹性失稳的临界压力的。 10. 求解内压壳体与接管连接处的局部应力有哪几种方法?

答:有:应力集中系数法、数值解法、实验测试法、经验公式法。

习题

1. 试应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 (

MPa MPa s b 245,400==σσ)改为16MnR

MPa MPa s b 345,

510==σσ)时,圆柱壳中的应力如何变化?为什么?

解:○

1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式:

δ

σσθ

φ

z

p R R -

=+

2

1

φσππ

φs i n 220

t r dr rp F k r z k

=-=?

圆筒壳体:R 1=∞,R 2=R ,p z =-p ,r k =R ,φ=π/2

t

pR

pr t pR

k 2sin 2=

==

φδσσφθ ○

2壳体材料由20R 改为16MnR ,圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题,其基本方程是平衡方程,而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解,不受材料性能常数的影响,所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 有一球罐(如图所示),其内径为20m (可视为中面直径),厚度为20mm 。内贮有液氨,球罐上部尚有3m 的气态氨。设气态氨的压力

p=0.4MPa ,液氨密度为640kg/m 3

,球罐沿平行圆A-A 支承,其对应中心角为120°,试确定该球壳中的薄膜应力。

解:○

1球壳的气态氨部分壳体内应力分布: R 1=R 2=R ,p z =-p

MPa

t pR t

pR

pr t

pR k 10020

210000

4.022sin 2=??===?

=

=

=

+θφφθφσσφδσσσ

○2支承以上部分,任一φ角处的应力:R 1=R 2=R ,p z =-[p+ ρg R (cos φ0-cos φ)],r=Rsin φ,dr=Rcos φd φ

7.0cos 10

51

10710sin 0220==

-=φφ

由区域平衡方程和拉普拉斯方程:

φ0

h

()[]()()()()

()()()()()

(

)

()()()()()

????????????-+-+--

-+=--+=-=+????????????-+-+-=

-+-+=-+-+=-+=-+=???03

3022002220003

30220022220

3322

02200

3330220223002cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin cos cos cos cos cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin sin 3cos cos sin 2sin sin cos cos cos 3

2

sin sin cos sin cos 2cos 2cos cos 2sin 20

φφφφφρφφφρφφσρφφσσσφφφφφρφφφφ

φφρφφφφρσφφρπφφφρπφ

φφρπφρπρφφπφσπφ

θφθφφ

φφg R p t R R t

g R p R t

g R p t

R

p g R p t R t g R t g R p R g R g R p R d g R rdr g R p rdr

g R p t R z

r r r

r ()()()

()

{()()

()(){}

()(){}

[]

MPa g R p t R 042.12cos 1.2sin 2.22sin 50.343cos 2.151.0sin 22.2sin 50.343cos 2092851.0sin 221974.4sin 5007.0cos 3151.0sin 35.081.94060151.0sin 102.0sin 02.010cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin 3

22322

322

332262

03

302200222-+=-?+-?≈-?+-?=?

?

?

??????-+-????+-???=?

???????????-+-+-=

φφφ

φφφφφφφφφφ

φφφφφρφφφσφ

()()()()

[]

MPa g R p t R R t

g

R p 042.12cos 1.2sin 2.22sin 5cos 392.31974.221cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin cos cos 3

22

03

3022002220-+-?-=?

???????????-+-+--

-+=

φφφ

φφφφφφρφφφρφφσθ ○

3支承以下部分,任一φ角处的应力 (φ>120°) : R 1=R 2=R ,p z =-[p+ ρg R (cos φ0-cos φ)],r=Rsin φ,dr=Rcos φd φ

()[]()()()[]

()()()

()[]

()()()

()()()

()()()()()

????????? ?

?---????????????-+-+--

-+=--+=-

=+??

??????? ??--+?

???????????-+-+-=??

??????? ??--+

-+

-+==--+-+-+=--+-+=--+-+=???R h h R t g g R p t R R t

g R p R t g R p t

R

p R h h R t g g R p t R R h h R t g

t g R t g R p R t R V h R h R g g R g R p R h R h R g

d g R rdr g R p g

h R h g R rdr g R p V z r r r r 34sin 6cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin cos cos cos cos 34sin 6cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin 34sin 6sin 3cos cos sin 2sin sin cos sin 2343

cos cos 3

2

sin sin cos 343

sin cos 2cos 233

1

34cos cos 2222

03

3022002220022203

30220022222220

332202202230

33302202232302300

00

φρφφφφφρφφφρφφσρφφσσσφρφφφφφρφφφφρφφφρφφφφρσφ

σππρφφρπφφφρππρφφφρπφρπρπρπρφφπφ

θφθφφφφ

()()(

)(){()

(

)

()(){}

()(){}

[]

()()()()

()()(){}

()[]

[]

MPa g R p t R R h h R t g

R t g R p MPa R h h R t g g R p t R 14.8cos 1.2sin 2.22sin 5

cos 31.392-221.97414.8cos 1.2sin 2.22sin 5

cos 7.0392.31200sin 19.6566240.343cos 2.151.0sin 22.2sin 5cos 7.0392.31200cos cos 31sin sin 2cos sin sin 2sin 34sin 6cos cos 14.8cos 1.2sin 2.22sin 5 3.90.343cos 2.151.0sin 22.2sin 539313.2480.343cos 2092851.0sin 221974.4sin 500sin 19656624

7.0cos 3151.0sin 35.081.94060151.0sin 102.0sin 02.010

34sin 6cos cos 31sin sin 2

cos sin sin 2sin 322

322

232203

30220022222203

223

22

322

2332262

22203302

200222

-?+?-?=-?+?--?+=--?+-?--?+=?

???????????-+-+--?????

???? ??---

-+=

-?+?=+-?+-?≈+-?+-?=+

?

????????-+-????+-???=

??

??????? ??--+?

??

?????????-+-+-=

φφφ

φφφφφφφφφφφφφφφρφφφφ

ρρφφσφφφ

φφφφφφφφφφφ

φρφφφφφρφφφσθφ 3. 有一锥形底的圆筒形密闭容器,如图所示,试用无力矩理论求出锥形底壳中的最大薄膜应力σθ与σφ的值及相应位置。已知圆筒形容器中面半径R ,厚度t ;锥形底的半锥角α,厚度t ,内装有密度为ρ的液体,液面高度为H ,液面上承受气体压力p c 。 解:圆锥壳体:R 1=∞,R 2=r/cos α(α半锥顶角),p z =-[p c +ρg(H+x)],φ=π/2-α,αxtg R r -=

()()

()()

()()α

αρααραρρσα

σπρπ

ρπφφcos 23cos 231

cos 23

2222

222222t xtg R g tg x xRtg R x g H p R rt g

Rr r R x g H p R t r g Rr r R x g H p R F c c c -???

? ??+-++=

++++=

=+++

+=

x

r

()[]()

()()[]{}()α

ρααρρασσσαα

ρσρααασαραρα

σα

αρσσσθφθθθθθθ

φ

cos 2210cos 2210cos 1

cos max

2

22

1

t g tg p Htg R g g p H tg R H p 。

,。x t gtg dx d g tg p Htg R tg x dx d :tg g x H p xtg R g t dx d t xtg R g x H p t p R R c c c c c c z ???? ??

++??????????????????????????-???? ??-++=

∞<-=??????--==++--=

-++=

-

=+

其值为的最大值在锥顶有最大值处在令 4. 一单层厚壁圆筒,承受内压力p i =36MPa 时,测得(用千分表)筒体外表面的径向位移w 0=0.365mm ,圆筒外直径D 0=980mm ,E=2×105MPa ,μ=0.3。试求圆筒内外壁面应力值。 解:周向应变

()θθεθ

θ

θεr w r

w rd rd d w r ==

-+=

物理方程

()[]()[]z r z r E

r

r w E

σσμσεσσμσεθθθθ+-=

=+-=

1

仅承受内压时的Lam è公式

1

11111122202220

22202202220

22202202-=

-=???? ??+-=???? ??+-=???

? ??--=???? ??--=K p R R R p r R K p r R R R R p r R K p r R R R R p i

i i i z i i i i i i i i r σσσθ 在外壁面处的位移量及内径:

()

()()()412.538mm 188

.1490 1.188365.01023.024*********

05000

2

0===

=??-??+=-+==--=

=K R R Ew R p K w K E R p w i i i R r μμ 内壁面处的应力值:

()

87.518MPa

1

188.136

1211.036MPa 1188.11188.1361136222

22

2=-=-==-+?=+-=-=-=K p K K p MPa

p i z i i r σσσθ 外壁面处的应力值:

87.518MPa 1

188.136

1175.036MPa 1188.136

2120

2

222=-=-==-?=-=

=K p K p i z i r σσσθ

5. 三个几何尺寸相同的承受周向外压的短圆筒,其材料分别为碳素钢(σs =220MPa ,E=2×105MPa ,μ=0.3)、铝合金(σs =110MPa ,E=0.7×105MPa ,μ=0.3)和铜(σs =100MPa ,E=1.1×105MPa ,μ=0.31),试问哪一个圆筒的临界压力最大,为什么? 答:碳素钢的大。从短圆筒的临界压力计算式

t

D LD Et p cr 00

259.2=

可见,临界压力的大小,在几何尺寸相同的情况下,其值与弹性模量成正比,这三种材料中碳素钢的E 最大,因此,碳素钢的临界压力最大。

6. 有一圆筒,其内径为1000mm ,厚度为10mm ,长度为20m ,材料为20R (σb =400MPa ,σs =245MPa ,E=2×105MPa ,μ=0.3)。○1在承受周向外压力时,求其临界压力p cr 。○2在承受内压力时,求其爆破压力p b ,并比较其结果。

解:○

1临界压力p cr 20m 12m 12052.75mm 10

1020

102017.117.11020102100000

0<≈=??===?+=t D D L mm D cr 属长短圆筒,其临界压力为

0.415MPa 1020101022.22.23

53

0=??? ?????=?

??

? ??=D

t

E p cr ○2承受内压力时,求其爆破压力p b ,(Faupel 公式)

7.773MPa 10001020ln 400245232452ln 232=???? ??-??=???

? ??-

=

K p b s

s b σσσ 承受内压时的爆破压力远高于承受外压时的临界压力,高出18.747倍。

7. 题16中的圆筒,其长度改为2m ,再进行上题中的○

1、○2的计算,并与上题结果进行综合比较。 解:○

1临界压力p cr ,属短圆筒,其临界压力为

2.514MPa

10

1020102020001010259.259.22500

2=?

????=

=

t

D LD Et p cr ○2承受内压力时,求其爆破压力p b ,(Faupel 公式)

7.773MPa 10001020ln 400245232452ln 232=???? ??-??=???

? ??-

=K p b s

s b σσσ 承受内压时的爆破压力高于承受外压时的临界压力,高出3.092倍,但比长圆筒时的倍数小了很多。

3.压力容器材料及环境和时间对其性能的影响

1. 压力容器用钢有哪些基本要求?

答:有较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。 2. 影响压力容器钢材性能的环境因素主要有哪些?

答:主要有温度高低、载荷波动、介质性质、加载速率等。 3. 为什么要控制压力容器用钢中的硫、磷含量?

答:因为硫能促进非金属夹杂物的形成,使塑性和韧性降低。磷能提高钢的强度,但会增加钢的脆性,特别是低温脆性。将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平,即大大提高钢材的纯净度,可提高钢材的韧性、抗中子辐照脆化能力,改善抗应变时效性能、抗回火脆性性能和耐腐蚀性能。

4. 为什么说材料性能劣化引起的失效往往具有突发性?工程上可采取哪些措施来预防这种失效?

答:材料性能劣化主要表现是材料脆性增加,韧性下降,如材料的低温脆化;高温蠕变的断裂呈脆性、珠光体球化、石墨化、回火脆化、氢腐蚀和氢脆;中子辐照引起材料辐照脆化。外观检查和无损检测不能有效地发现脆化,在断裂前不能被及时发现,出现事故前无任何征兆,具有突发性。

工程上可采取预防这种失效的措施有:对低温脆化选择低温用钢、高温蠕变断裂在设计时按蠕变失效设计准则进行设计、珠光体球化采用热处理方法恢复性能、石墨化采用在钢中加入与碳结合能力强的合金元素方法、回火脆性采用严格控制微量杂质元素的含量和使设备升降温的速度尽量缓慢、氯腐蚀和氢脆在设计时采用抗氢用钢、中子辐照材料脆化在设计时预测及时更换。 5. 压力容器选材应考虑哪些因素?

答:应综合考虑压力容器的使用条件、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料使用经验、材料价格和规范标准。

4.压力容器设计

1. 为保证安全,压力容器设计时应综合考虑哪些条件?具体有哪些要求?

答:压力容器设计时应综合考虑:材料、结构、许用应力、强度、刚度、制造、检验等环节。

压力容器设计的具体要求:压力容器设计就是根据给定的工艺设计条件,遵循现行的规范标准规定,在确保安全的前提下,经济、正确地选择材料,并进行结构、强(刚)度和密封设计。结构设计主要是确定合理、经济的结构形式,并满足制造、检验、装配、运输和维修等要求;强(刚)度设计的内容主要是确定结构尺寸,满足强度或刚度及稳定性要求;密封设计主要是选择合适的密封结构和材料,保证密封性能良好。

2. 压力容器的设计文件应包括哪些内容?

答:包括设计图样、技术条件、强度计算书,必要时还应包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计,还应提供应力分析报告。

3. 压力容器设计有哪些设计准则?它们和压力容器失效形式有什么关系?

答:压力容器设计准则有:○

1强度失效设计准则:弹性失效设计准则、塑性失效设计准则、爆破失效设计

准则、弹塑性失效设计准则、疲劳失效设计准则、蠕变失效设计准则、脆性断裂失效设计准则;○

2刚度失效设计准则;○

3稳定失效设计准则;○4泄漏失效设计准则。 弹性失效设计准则将容器总体部位的初始屈服视为失效,以危险点的应力强度达到许用应力为依据;塑性失效设计准则以整个危险面屈服作为失效状态;爆破失效设计准则以容器爆破作为失效状态;弹塑性失效设计准则认为只要载荷变化范围达到安定载荷,容器就失效;疲劳失效设计准则以在载荷反复作用下,微裂纹于滑移带或晶界处形成,并不断扩展,形成宏观疲劳裂纹并贯穿容器厚度,从而导致容器发生失效;蠕变失效设计准则以在高温下压力容器产生蠕变脆化、应力松驰、蠕变变形和蠕变断裂为失效形式;脆性断裂失效设计准则以压力容器的裂纹扩展断裂为失效形式;刚度失效设计准则以构件的弹性位移和转角超过规定值为失效;稳定失效设计准则以外压容器失稳破坏为失效形式;泄漏失效设计准则以密封装置的介质泄漏率超过许用的泄漏率为失效。

4. 什么叫设计压力?液化气体储存压力容器的设计压力如何确定? 答:压力容器的设计载荷条件之一,其值不得低于最高工作压力。

液化气体储存压力容器的设计压力,根据大气环境温度,考虑容器外壁有否保冷设施,根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。

5. 影响材料设计系数的主要因素有哪些?

答:影响材料设计系数的主要因素有:应力计算的准确性、材料性能的均匀必、载荷的确切程度、制造工艺和使用管理的先进性以及检验水平等因素。

6. 压力容器的常规设计法和分析设计法有何主要区别?

答:压力容器的常规设计法和分析设计法的主要区别:○

1常规设计法只考虑承受“最大载荷”按一次施加的静载,不考虑热应力和疲劳寿命问题;○

2常规设计法以材料力学及弹性力学中的简化模型为基础,确定筒体与部件中平均应力的大小,只要此值限制在以弹性失效设计准则所确定的许用应力范围内,则认为筒体

和部件是安全的;○

3常规设计法只解决规定容器结构形式的问题,无法应用于规范中未包含的其他容器结构和载荷形式,不利于新型设备的开发和使用;○

4分析设计法对承受各种载荷、任何结构形式的压力容器进行设计时,先进行详细的应力分析,将各种外载荷或变形约束产生的应力分别计算出来,然后进行应力分类,再按不同的设计准则来限制,保证容器在使用期内不发生各种形式的失效。 7. 薄壁圆筒和厚壁圆筒如何划分?其强度设计的理论基础是什么?有何区别?

答:○

1当满足δ/D ≤0.1或K ≤1.2属薄壁圆筒,否则属厚壁圆筒。 ○

2强度设计的理论基础是弹性失效设计准则。弹性失效设计准则是以危险点的应力强度达到许用应力为依据的。

3。对于各处应力相等的构件,如内压薄壁圆筒,这种设计准则是正确的。但是对于应力分布不均匀的构件,如内压厚壁圆筒,由于材料韧性较好,当危险点(内壁)发生屈服时,其余各点仍处于弹性状态,故不会导致整个截面的屈服,因而构件仍能继续承载。在这种情况下,弹性失效(一点强度)设计准则就显得有些保守。

8. 为什么GB150中规定内压圆筒厚度计算公式仅适用于设计压力p ≤0.4[σ]t φ?

答:因形状改变比能屈服失效判据计算出的内压厚壁圆筒初始屈服压力与实测值较为吻合,因而与形状改变比能准则相对应的应力强度σeq4能较好地反映厚壁圆筒的实际应力水平

c eq p K K 1

3224

-=σ 与中径公式相对应的应力强度为

()

c eqm p K K 121

-+=

σ

eqm eq σσ4随径比K 的增大而增大。当K=1.5时,比值25.14≈eqm eq σσ表明内壁实际应力强度是按中

径公式计算的应力强度的1.25倍。由于GB150取n s =1.6,若圆筒径比不超过1.5,仍可按中径公式计算圆筒厚度。因为液压试验(p T =1.25p )时,圆筒内表面的实际应力强度最大为许用应力的1.25×1.25=1.56倍,说明筒体内表面金属仍未达到屈服点,处于弹性状态。当K=1.5时,δ=D i (K-1)/2=0.25D i ,代入中径公式得:

[][][]φσφσφσt

c c

t

c

t

i

c i p p p D p D 4.025.15.0225.0==-=

这就是中径公式的适用范围规定为:p c ≤0.4[σ]t

φ的依据。

9. 从受力和制造两方面比较半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头的特点,并说明其主要应用场合。 答:从受力情况排序依次是半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头,由好变差;从制造情况顺序正好相反。

半球形封头是从受力分析角度,最理想的结构形式,但缺点是深度大,直径小时,整体冲压困难,大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量较大。半球形封头常用在高压容器上。

椭圆形封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续,应力分布比较均匀,且椭圆形封头深度较半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。

碟形封头由半径为R 的球面体、半径为r 的过渡环壳和短圆筒等三部分组成。碟形封头是一不连续曲面,在经线曲率半径突变的两个曲面连接处,由于曲率的较大变化而存在着较大边缘弯曲应力。该边缘弯曲应力与薄膜应力叠加,使该部位的应力远远高于其他部位,故受力状况不佳。但过渡环壳的存在降低了封头的深度,方便了成型加工,且压制碟形封头的钢模加工简单,使碟形封头的应用范围较为广泛。

锥壳:由于结构不连续,锥壳的应力分布并不理想,但其特殊的结构形式有利于固体颗粒和悬浮或粘稠液体的排放,可作为不同直径圆筒的中间过渡段,因而在中、低压容器中使用较为普遍。

平盖封头的应力分布属弯曲应力,最大应力与平盖直径的平方成正比,与板厚的平方成反比,受力状况最差。但制造方便,在压力容器上常用于平盖封头、人孔和手孔盖、塔板等。 10. 在什么情况下,压力容器可以允许不设置检查孔?

答:符合下列条件之一可不开孔:○

1筒体内径≤300mm 的压力容器;○2容器上设有可拆卸的封头、盖板或其他能够开关的盖子,其封头、盖板或盖子的尺寸不小于所规定检查孔的尺寸;○

3无腐蚀或轻微腐蚀,无需做内部检查和清理的压力容器;○

4制冷装置用压力容器;○5换热器。 11. 压力试验的目的是什么?为什么要尽可能采用液压试验?

答:压力试验的目的:在超设计压力下,考核缺陷是否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成泄漏,检验密封结构的密封性能。对外压容器,在外压作用下,容器中的缺陷受压应力的作用,不可能发生开裂,且外压临界失稳压力主要与容器的几何尺寸、制造精度有关,与缺陷无关,一般不用外压试验来考核其稳定性,而以内压试验进行“试漏”,检查是否存在穿透性缺陷。

由于在相同压力和容积下,试验介质的压缩系数越大,容器所储存的能量也越大,爆炸也就越危险,故应用压缩系数小的流体作为试验介质。气体的压缩系数比液体的大,因此选择液体作为试验介质,进行液压试验。

12. 为什么要对压力容器中的应力进行分类?应力分类的依据和原则是什么? 答:对压力容器中的应力进行分类的原因:应力产生的原因不同,如薄膜应力是由于与外力平衡而产生的;边缘应力是由于保持不连续处的变形协调而产生的;应力沿壳体壁厚的分布规律不同,如薄膜应力是均匀分布,边缘弯曲应力是线性分布;对壳体失效的贡献不同,与外力平衡产生的应力无自限性,对失效的贡献大,有自限性的应力对失效的贡献小。

压力容器分类的依据:是应力对容器强度失效所起的作用的大小。

压力容器分类的原则:满足外载荷与内力及内力矩平衡的应力,即“非自限性”的应力;相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的应力,在材料为塑性材料时具有“自限性”的应力;局部结构不连续和局部热应力的影响而叠加在上述两原则下的应力之上的应力增量,具有高度的“局部性”。

习题

1. 今欲设计一台乙烯精馏塔。已知该塔内径D i =600mm ,厚度δn =7mm ,材料选用16MnR ,计算压力p c =

2.2MPa ,工作温度t=-20~-3℃。试分别采用半球形、椭圆形、碟形和平盖作为封头计算其厚度,并将各种形式封头的计算结果进行分析比较,最后确定该塔的封头形式与尺寸。

解:钢板为6~16mm 时,16MnR 的[σ]t = 170 MPa ,σs =345 MPa ,查表4-2,C 1=0.8mm ,取C 2=1.0mm ,φ=1.0

1半球形封头壁厚 []mm

p D p c

t

i

c 7 3.747mm 10.81.947 1.947mm

2

.20.11704600

2.24n ==++=-???=

-=

δφσδ取

2标准椭圆形封头壁厚 []mm

p D p c

t

i

c 7 5.695mm 10.8895.3 3.895mm

2

.25.00.11702600

2.25.02n ==++=?-???=

-=

δφσδ取

3标准碟形封头壁厚 []mm

p R Mp r

R M D R c t

i c i

i i 75mm

44.610.8645.4mm 645.42.25.00.11702540

2.2325.15.02325.1102540341341102mm

60017.00.17D r 540mm,6009.09.0n i ==++=?-????=-==????

??+?=???

? ?

?

+

==?===?==δφσδ取

4平盖封头厚度 []mm

mm mm ,C mm

Kp D K ,n t c

c

p 40285.391.18.0385.371.140~3424385.370

.11702

.23.06003

.05841==++=>-=???

===-δφ

σδ取时钢板厚度查表系数的结构形式序号取表 从受力状况和制造成本两方面综合考虑,取标准椭圆形封头和碟形封头均可。

2. 有一受内压圆筒形容器,两端为椭圆形封头,内径D i =1000mm ,设计(计算)压力为2.5MPa ,设计温度300℃,材料为16MnR ,厚度δ

n =14 mm ,腐蚀裕量C 2=2.0mm ,焊接

接头系数φ=0.85;在圆筒和封头焊有三个接管(方位见图),材料均为20号无缝钢管,接管a 规格为φ89×6.0,接管b 规格为φ219×8,接管c 规格为φ159×6,试问上述开孔结构是否需要补强? 答:根据GB150规定,接管a 不需要另行补强。接管b 、c 均需计算后确定。 椭圆形封头的计算厚度:

16MnR 在300℃时许用应力,查表D1,6~16mm 时,[σ]t = 144 MPa ,查表4-2,C 1=0.8mm ;查表D21,≤10mm 时,[σ]t t = 101 MPa ;f r =101/144=0.701。

[][][] 1.851mm

5

.21012147

5.22c 2.557mm

5

.21012203

5.22b 10.265mm 5.25.085.014421000

5.25.02=-??=

-=

=-??=

-=

=?-???=-=p

pD p

pD p pD :

t

t t

t t

φσδφσδφσδ的计算厚度

接管的计算厚度

接管标准椭圆形封头壁厚接管b 的补强计算:

()()()()()()()()()2442

3212

3222122

12121302.832mm

399.755231.2058755.399mm 36737.537662.18136537.737mm

701.0557.2150222181.662mm

299.0935.02.52935.04.197120

150394.8mm 4.197222058.231mm

701.012.510.265210.265197.412197.4mm 8.022822192.1128.0142.58.28=-=-≥<=++=++===???=-+-==???-?=-----====?===-???+?=-+==+?+?-==--==-=A A A :A ,A A A A mm A f C h f h A f d B A h mm ,h d B f d A d :mm

:mm ,:e r et r t et r e et e r et e et 增加补强金属面积需补强所需最小补强面积

开孔直径封头的有效厚度接管的有效厚度δδδδδδδδδδδδδ,

接管c 的补强计算:

()()()()()()()()()2

442

3212

3222122

1212m -1174.617m 587.460204.1635460.587mm 36695.283892.14036283.695mm

701.0349.1150222140.892mm

299.0935.02.32935.06.152120

150305.2mm 6.152221635.204mm

701.012.310.265210.265152.612152.6mm 8.022621592.1128.0142.38.26=-=-≥<=++=++===???=-+-==???-?=-----====?===-???+?=-+==+?+?-==--==-=A A A :A ,A A A A mm A f C h f h A f d B A h mm ,h d B f d A d :mm

:mm ,:e r et r t et r e et e r et e et 增加补强金属面积需补强

所需最小补强面积

开孔直径封头的有效厚度接管的有效厚度δδδδδδδδδδδδδ,

物流学综合练习题及答案

群 迷 仁 爱 物 流 习 题 集 黄 仁 松

物流学综合练习题 一、单项选择题。 1.物流概念最先由()提出。 A.日本 B.美国 C.德国 D.荷兰 2.下列对物流系统说法正确的是() A.物流系统是一个单独的系统,可以作为一个整体单独存在; B.物流系统存在一个目标; C.构成物流系统的各种要素达到最优,即可使得整个物流系统达到最优; D.物流系统按一定标准可分为供应物流、销售物流和第三方物流。 3.物流的英文名称是()。 A.Logistics B.Logstics C.Logistic D.Logistc 4.当供应商采用款到发货的方式与其他企业交易商品,则通常会引起() A.物流在前,商流在后; B.商流在前,物流在后; C.商流与物流同时发生; D.商流迂回,物流直达。 5.物流业的主体是() A.生产性的 B.服务性的 C.劳动性的 D.运输性的 6.除了时间价值和场所价值外,物流还创造() A.包装价值 B.配送增值 C.加工附加价值 D.运输增值 7.生产者将商品实体通过运输转移给消费者所克服的间隔是()。 A.所有权间隔 B.场所间隔 C.时间间隔 D.使用权间隔 8.仓库是物流系统的() A.蓄水池 B.配套设施 C.调节阀 D.中转地 9.第三方物流提供的是() A.物流服务 B.全方位物流服务 C.货物速递 D.仓储10.Distribution 指的是物流系统中的()要素。 A.运输 B.采购 C.配送 D.仓储

11.下列行业不属于物流业的有()。 A.交通运输业 B.储运业 C.配送业 D.商贸业 12.物流是企业()的最后领域 A.增加产量 B.扩大市场占有率 C.降低成本 D.加速资金回笼 13.()的发展是第三方物流出现和发展的必要条件 A.信息技术 B.流通加工技术 C.非生产服务技术 D.社会分工 14.所谓的“冰山说”是指() A. 物流成本可缩性大 B. 物流的不确定性 C. 物流尚待开发的领域 D. 物流成本不确定 15.企业物流是()的物品实际流动 A. 企业外部 B. 企业内外部 C. 企业自身 D. 企业内部 16.ERP指的是()。 A. Enterprise Requirement Planning B. Enterprise Resource Processing C. Enterprise Requirement Processing D. Enterprise Resource Planning 17.JIT的核心思想是()。 A. 彻底消除生产过程中的无效劳动和浪费,是库存量最小,生产费用最低。 B. 对客户需求作出快速反应 C. 将企业内部和外部资源充分调配和平衡,从而对不断变化的市场需求做出快速反应,提高企业的市场竞争力。 D. 重点在于效率与成本,应重点解决过量库存问题。 18.你认为下列有关配送的理解()是正确的。 A.配送实质就是送货,和一般送货没有区别; B.配送要完全遵循“按用户要求”,只有这样才能做到配送的合理化; C.配送是物流中一种特殊的、综合的活动形式,与商流是没有关系的; D.配送是“配”和“送”的有机结合,为追求整个配送的优势,分拣、配货等项工作是必不可少的。 19.Distribution Centre 的含义是()。 A.配送

过程设备设计试题(附答案)

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 搅拌机两大部分组成 17. 常用的换热元件有夹套 内盘管 18. 夹套的主要结构形式有整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等 19. 搅拌机的三种基本流型分别是径向流 轴向流 切向流其中径向流和轴向流对混合起 主要作用 切向流应加以抑制

20. 常用的搅拌器有桨式搅拌器 推进式搅拌器 涡轮式搅拌器 锚式搅拌器_ 21. 用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封 机械密封两种 22. 常用的减速机有摆线针轮行星减速机 齿轮减速机 三角皮带减速机 圆柱蜗杆减速机 23. 大尺寸拉西环用整砌方式装填 小尺寸拉西环多用乱堆方式装填 二. 问答题 1. 试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析 并画出受力图及剪力弯矩图。 2. 进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。 答 填料塔 1分离程度要求高 2 热敏性物料的蒸馏分离 3具有腐蚀性的物料 4 容易发泡的物料 板式塔 1塔内液体滞液量较大 要求塔的操作负荷变化范围较宽 对物料浓度要 求变化要求不敏感要求操作易于稳定 2 液相负荷小 3 含固体颗粒 容易结垢 有结晶的物料 4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料 需要在塔内设置内部换热组件 5 较高的操作压力 3. 比较四种常用减速机的基本特性。 摆线针轮行星减速机 传动效率高 传动比大 结构紧凑 拆装方便 寿命长 重量轻 体积小 承载能力高 工作平稳 对过载和冲击载荷有较强的承 受能力 允许正反转 可用于防爆要求齿轮减速机 在相同传动比范围内具有体积小

过程设备设计课后习题答案

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。毒性程度对法兰的选用影响也甚大,主要体现在法兰的公称压力等级上,如部介质为中度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa;部介质为高度或极度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa,且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器;Q235-A不得用于制造液化石油气容器;易燃介质压力容器的所有焊缝(包括角焊缝)均应采用全焊透结构等。 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? 答:因为pV乘积值越大,则容器破裂时爆炸能量愈大,危害性也愈大,对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同?为什么?

物流学课后练习参考答案第1讲一名词解释

物流学课后练习参考答案第1讲 一名词解释 1.商流 商品所有权转移的活动称为商流。商流活动一般称为交易。 2.物流 物流是指实物从供给方向需求方的转移,这种转移既要通过运输或搬运来解决空间位置的变化,又要通过储存保管来调节双方在时间节奏方面的差别。 3宏观物流: 宏观物流是站在国民经济整体的角度来观察的物流活动,研究国民经济运行中的物流合理化问题。宏观物流管理的主体是政府,其主要任务是制定产业政策和市场法规,负责物流基础设施建设,为物流事业的发展创造宏观环境,促进全社会物流活动的合理化和效率化等。4中观物流 中观物流是从一个地区或部门、行业的角度来观察的物流活动,研究一个地区或部门、行业在经济活动中的物流合理化问题,如城市物流合理化问题、粮食合理化问题等。 5微观物流: 微观物流也就是企业物流,是伴随着工商企业的生产经营活动而展开的,作为企业生产经营一部分的物流活动。微观物流研究是以个别企业为对象,研究个别企业在经营活动中的物流合理化问题。 6社会物流: 企业外部物流活动的总称。社会物流包括企业向社会的分销物流、购进物流、回收物流、废弃物物流等,也称为大物流或宏观物流。 7国际物流: 国际物流是不同国家之间的物流,是随着世界各国之间进行国际贸易而发生的商品实体从一个国家流转到另一个国家而发生的物流活动。 8企业物流 企业内部的物品实体流动。企业内部物流主要是企业内部的生产经营工作和生活中所发生的加工、检验、搬运、储存、包装、装卸、配送等物流活动。 9供应物流 为生产企业提供原材料、零部件或其他物品时,物品在提供者与需求者之间的实体流动。10生产物流 生产物流是生产过程中,原所料、在产品、半成品、产成品等在企业内部的实体流动。生产物流是指企业在生产工艺中的物流活动。 11销售物流 生产企业、流通企业出售商品时,物品在供方与需方之间的实体流动。销售物流是企业为保证本身的经营效益,不断伴随销售活动,将产品所有权转给用户的物流活动。 12回收物流 回收物流(GB):不合格物品的返修、退货以及周转使用的包装容器从需方返回到供方所形成的物品实体流动。 13废弃物物流 废弃物物流(GB):将经济活动中失去原有使用价值的物品,根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存,并分送到专门处理场所时所形成的物品实体流动。 14国内物流: 国内物流是指在一个国家内发生的物流活动,物流活动的空间范围局限在一个国家内。15物流合理化

过程设备设计试题及答案

浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院:材化学院任课教师:郑津洋 姓名:专业:学号:考试时间:分钟 1脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形,断口齐平,并与轴向平行,断裂的速度快,常使容器断裂成碎片。(错误,断口应与最大主应力方向平行) 2有效厚度为名义厚度减去腐 蚀裕量(错,有效 厚度为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材 负偏差) 3钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响,提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 (错误,提高含碳量可能使强度增加,但可焊性变差,焊接时易在热影响区出现裂纹) 4压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 (错,缺密封装置) 5盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时,容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。(对) 6承受均布载荷时,周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 (错周边简支发生在中心处) 7筒体是压力容器最主要的受压元件之一,制造要求高,因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。(错,也可以用锻造筒节、绕带筒体等) 8检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生,所有压力容器必须开设检查孔。(错,在一定条件下,可以不开检查孔) 二、选择题(答案有可能多余于一个,每题2分,共16分) 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器(ABCD) A 最高工作压力大于等于(不含液体静压力); B 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m;

C 容积(V )大于等于0.025m 3 ; D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 (AD ) A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡,不是一次应力 C 热应力具有自限性,屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中,正确的有 ( BCD ) A 单层厚壁圆筒同时承受内压P i 和外压P o 时,可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 B 承受内压作用的厚壁圆筒,内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差,可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程,在弹塑性应力分析中 仍然适用。 4下列关于压力容器的分类错误的是 (AC ) A 内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。 B 低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。 C 真空容器属低压容器。 D 高压容器都是第三类压力容器。 5下列对GB150,JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中,正确的有 (CEF ) A 当承受内压时,JB4732规定的设计压力范围为0.135MPa p MPa ≤≤. B GB150采用弹性失效设计准则,而TB/T4735采用塑性失效设计准则。 C GB150采用基于最大主应力的设计准则,而JB4732采用第三强度理论。 D 需做疲劳分析的压力容器设计,在这三个标准中,只能选用GB150. E GB150的技术内容与ASME VIII —1大致相当,为常规设计标准;而JB4732基本思路 与ASME VIII —2相同,为分析设计标准。 F 按GB150的规定,低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数分别大于等于和。 6 下列关于椭圆形封头说法中正确的有 (ABD ) A 封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续,应力分布比较均匀 B 封头深度较半球形封头小的多,易于冲压成型 C 椭圆形封头常用在高压容器上 D 直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状 况。 7 下列关于二次应力说法中错误的有 (ABD) A 二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 B 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 C 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。 D 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加到一次应力之上的应力增量。 8下列说法中,错误的有 ( C ) A 相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。

物流学概论课后习题答案

各章节复习思考题整理: 第一章:现代物流概论 一、 判断题 1. 流通实际上就是物流。 (X ) 2. 商流和物流的关系非常密切,两者都具有相同的活动内容和规律。 (X ) 3. 商流是产生物流的物质基础。 (X ) 4. 物流活动克服了供给方和需求方在空间和时间方面的距离。 (V ) 5. 我国是从美国引进“物流”一词的。 (X ) 6. Logistics 取代PD,成为物流科学的代名词,这是物流科学走向成熟的标志。 (V ) 二、 单项选择题 1. 物流概念最早出现在(B ) A. 英国 B. 美国 C. 日本 D. 欧洲 2. 英语中现代物流概念是指(C ) A. Physical Distributio n B.PD D.ln tegrated Supply Chain 三、多项选择题 四、简答题 1. 简述物流的功能 物流的功能一般包括:仓储功能、运输功能、包装功能、装卸搬运功能、流通加工功 能、配送功 能、物流信息服务功能等内容。 2. 简述物流管理的内涵和发展阶段 物流管理起源于第二次世界大战中军队运输物资装备所发展出来的储运模式和技术,即 后勤管 理。后勤管理在物流管理发展过程中扮演着重要的角色。 物流管理就是指在社会再生产过程中,应用管理学的基本原理和科学方法,对物流活动 进行系统 C.Logistics 物流的功能包括 (ABCDE ) A.仓储功能 B. 运输功能 C. 包装功能 D.装卸搬运功能 E. 流通加工功能

的计划、组织、指挥、控制和监督,使各项物流活动实现最佳的协调与配合。 物流管理的发展大致经历了以下三个阶段: 1)后勤管理阶段:最初起源于军事战时物资的供应管理,在此初级阶段,物流管理只是在既定数量的成品生产出来后,被动地迎合客户需求,将产品运到客户指定的地点,并在运输的领域内去实现资源最优化使用,合理设置各配送中心的库存量,此时企业还没有一个独立的物流管理业务部门,只是被当做制造活动的一部分,有的只是运输管理、仓储管理、库存管理,没有职业物流人员和关于这方面的研究。 2)物流管理阶段:现代意义上的物流管理出现在20世纪80年代,在此阶段物流管理的范围扩展到除运输外的需求预测、采购、生产计划、存货管理,配送与客户服务,以系统化管理企业的运作,达到整体效益的最大化。出现了集成物流的概念,即把企业的输入与输 出物流管理以及部分市场和制造功能集成在一起。 3)供应链管理阶段:20世纪90年代,全球化经济进程加快,企业分工越来越细化,要求企业与各级供应商、分销商建立紧密的合作伙伴关系,共享信息,精确配合,集成跨企业供应链上的关键商业流程,才能保证整个流程的畅通。企业从重视内部经营转向外部联合,通过和其他的供应链成员进行物流的协调寻找商业机会。企业只有实施有效的供应链管理才 可以达到同一供应链上企业间协同作用的最大化。 第二章:物流系统 一、判断题 1.外部环境对系统加以约束或影响,称为反馈。(X) 2.用系统观点来研究物流活动时现代物流管理的核心问题。(V) 二、单项选择题 1.下列不属于现代物流基本特征的是(B ) A.系统跨度大 B. 稳定性强 C.具有可分性 D. 结构要素具有“反馈”现象 2.就商业企业物流系统而言,最重要的部分是(B ) A.储存中心 B. 配送中心 C.生产中心 D. 包装中心 三、多项选择题 1.系统是由两个或两个以上相互区别或相互作用的单元有机地结合起来,完成某一功能的综合体,下列各项属于系统基本要素的有(ABC ) A.输入 B.输出 C. 处理 D. 干扰 E. 反馈

过程设备设计试题

一、填空题:(每空0.5分,共20分) 1.压力容器设计的基本要求是安全性和经济性。 2.压力容器的质量管理和保证体系包括设计、材料、 制造和检测四个方面。 3.我国压力容器设计规范主要有GB150《钢制压力容器》和 JB4732 《钢制压力容器—分析设计标准》,同时作为政府部门对压力容器安全监督的法规主要是《压力容器安全技术监察规程》。 4.压力容器用钢,力学性能的保证项目一般有σs 、σb 、 、 δ和A RV。并且控制钢材中化学成分,含碳量为≤0.24% ,目的是提高可焊性;含硫量为≤0.02% ,目的是防止热脆;含磷量为≤0.04% ,目的是防止冷脆。 5.法兰设计中,垫圈的力学性能参数y称为预紧密封比压,其含义为初始密封条件初始密封时,施加在垫片上的最小压紧力;m称为垫片系数,其含义为操作密封比压/介质计算压力。 6.华脱尔斯(waters)法是以弹性设计基础的设计方法,将高颈法兰分成(1) 壳体,(2) 椎颈,(3) 法兰环三部分进行分析,然后利用壳体理论和平板理论对三部分进行应力分析。 7.常见的开孔补强结构形式有(1) 贴板补强,(2) 厚壁管补强,(3) 整锻件 。 8.双鞍座卧式容器设计时,对筒体主要校核跨中截面处轴向弯曲应力σ1,σ2 ;支座截处(1) 轴向弯曲应力σ3,σ4, (2)切向剪应力τ,(3) 周向弯曲应力和周向压缩力σ5,σ6,σ71,σ8。 9.塔设备在风力作用下,平行于风力的振动,使塔产生倾倒趋势,

垂直于风力的振动,使塔产生诱导共振。 10.固定管板换热器中,由于壳体壁温和管束壁温的不同, 固而在壳体和管束上产生了温差应力,在设计中,可以采取壳体上设 膨胀节的方法减少温差应力。 二、判断题:(每小题0.5分,共10分。正确画√,错误画×) 1.当开孔直径和补强面积相同时,采用插入式接管比平齐式接管更有利于补强。(√) 2.在筒体与端盖连接的边缘区,由于Q0,M0产生的边缘应力具有局部性,属于一次局部薄膜 应力。 (×) 3.密封设计中,轴向自紧密封,主要依靠密封元件的轴向刚度大于被联接件的轴向刚度(×) 4.外压容器失稳的根本原因是由于壳体材料的不均匀和存在一定的椭圆度所致。(×) 5.受横向均布载荷作用的圆平板,板内应力属于一次总体薄膜应力。(×) 6.“分析设计法”是比“规则设计法”更先进的设计方法,过程设备设计将用“分析设计法” 取代“规则设计法”。 (×) 7.等面积补强法,是依据弹性理论建立的一种精确补强方法,因而能较好的解决开孔引起的 应力集中问题。(×) 8.高压容器设计,由于介质压力较高,从安全角度考虑,设计壁厚t d越厚越好。(×) 9.圆筒体上开圆孔,开孔边缘轴向截面的应力集中现象比环向截面更严重。(√) 10.轴向外压圆筒的临界载荷通常以临界压力P cr表征,而不用临界应力 cr。(√) 11.压力容器制作完毕必须进行耐压试验和气密性试验. (×) 12.卧式容器鞍式支座结构,在容器与鞍座之间加垫板,以焊接固定,有效地降低了支座反 力在容器中产生的局部应力。 (√) 13.一夹套反应釜,罐体内压力为0.15MPa,夹套内压力为0.4MPa,则罐体内设计压力取

智慧树知到《过程设备设计》章节测试答案

智慧树知到《过程设备设计》章节测试答案 绪论 1、下列说法哪个是正确的? A:一类容器最危险,要求最高; B:二类容器最危险,要求最高; C:三类容器最危险,要求最高; D:四类容器最危险,要求最高。 正确答案:三类容器最危险,要求最高; 2、下列说法哪个是正确的? A:有压力的容器就是压力容器 B:盛装气体和液体的容器就是压力容器 C:体积大于1 L的容器就是压力容器 D:压力与体积的乘积大于或者等于2.5 MPa·L的容器才是压力容器 正确答案:压力与体积的乘积大于或者等于2.5 MPa·L的容器才是压力容器 3、外压容器中,当容器中的内压力小于一个绝对大气压(约0.1MPa)时称为真空容器。A:对 B:错 正确答案:对 4、换热压力容器代号为S。 A:对 B:错 正确答案:错

5、中国《固定式压力容器安全技术监察规程》不根据因素进行压力容器分类。A:介质 B:设计压力 C:容积 D:温度 正确答案:温度 第一章 1、由于边缘应力出现在不连续处,因此它的危险性远远大于薄膜应力。 A:对 B:错 正确答案:错 2、内压作用下,端部封闭的厚壁圆筒最大应力是位于外壁的周向应力。 A:对 B:错 正确答案:错 3、半锥角为α的圆锥形封头,在半径为R处的第一、第二主曲率半径分别为 A:∞、R B:R、∞ C:R、R/cosα D:∞、R/cosα 正确答案:∞、R/cosα 4、第一曲率半径与()有关。

A:与母线曲率半径有关 B:与第二曲率半径的形状有关 C:与旋转的方向有关 D:与母线到回转轴的距离有关 正确答案:与母线曲率半径有关 5、承受外压的容器可以发生失稳,而承受内压的容器则不会发生失稳。 A:对 B:错 正确答案:错 第二章 1、用图算法设计受外压半球形封头时,其系数A的含义是失稳时的周向应变。()A:对 B:错 正确答案:错 2、无缝钢管做筒体时,公称直径是指它们的外径。 A:对 B:错 正确答案:错 3、加强圈只能设置在壳体的外部。 A:对 B:错 正确答案:错

物流学课后练习参考答案 第2讲

物流学课后练习参考答案第2讲 一、名词解释 1包装 包装(GB):所谓包装是指为在流通过程中保护商品、方便运输、促进销售,按照一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称,也指为了达到上述目的而在采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。 2装卸 物品在指定地点以人力或机械装入运输设备或卸下。 3搬运 在同一场所内,对物品进行以水平移动为主的物流作业。 4运输 用设备和工具,将物品从一地点向另一地点运送的物流活动,其中包括集货、分配、搬运、中转、装入、卸下、分散等一系列操作。 5运输合理化 物品从生产地到消费地的运输过程中,从全局利益出发,力求运输距离短、运输能力省、运输费用低、中间转运少、到达速度快、运输质量高,并充分有效地发挥各种运输工具的作用和运输能力,是运输活动所要实现的目标。 6储存保护、管理、储藏物品。 7保管对物品进行保存及对其数量、质量进行管理控制的活动。 8储存合理化 储存合理化是用最经济的办法实现储存的功能。合理储存的实质就是,在保证储存功能实现前提下的尽量少的投入,也是一个投入产出的关系问题。 9流通加工 物品在从生产地到使用地的过程中,根据需要施加包装、分割、计量、分拣、组装、价格贴附、标签贴附、商品检验等简单作业的总称。 10流通加工的合理化 流通加工合理化的含义是实现流通加工的最优配置,不仅做到避免各种不合理,使流通加工有存在的价值,而且做到综合考虑加工与配送、合理运输、合理商流等的有机结合。11物流信息 反映物流各种活动内容伪知识、资料、图像、数据、文件的总称。 二、简答题 1.包装可起到什么作用? 1)保护商品。这是包装的首要功能,是确定包装方式和包装形态时必须抓住的主要矛盾。2)单元化。包装有将商品以某种单位集中的功能,这就叫单元化。 3)便利性。商品的包装还有方便流通及方便消费的作用。 4)促销性。与商流有关的包装功能是促进销售。 2.装卸搬运的特点: 1)装卸搬运是附属性、伴生性的活动。 2)装卸搬运是支持、保障性活动。 3)装卸搬运是衔接性的活动。 4)装卸搬运是增加物流成本的活动。 3运输的地位如何? 1)运输是物流的主要功能要素之一。

过程设备设计试题及答案

过程设备设计试题及答案 浙江大学2003 —2004 学年第 2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院: 材化学院任课教师: 郑津洋姓名: 专业: 学号: 考试时间: 分钟题序一二三四五六 ? 总分评阅人 得分 一、判断题(判断对或者错,错的请简要说明理由,每题2分,共16分) , 脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形,断口齐平,并与轴向平行,断裂的速度快,常 使容器断裂成碎片。 (错误,断口应与最大主应力方向平行) , 有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 (错,有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 和钢材负偏差) , 钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响,提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 (错误,提高含碳量可能使强度增加,但可焊性变差,焊接时易在热影响区出现裂纹) , 压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 (错,缺密封装置) , 盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时,容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。 (对) , 承受均布载荷时,周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 (错周边简支发生在中心处)

, 筒体是压力容器最主要的受压元件之一,制造要求高,因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒 并焊接而成。(错,也可以用锻造筒节、绕带筒体等) , 检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生,所有压力容器 必须开设检查孔。 (错,在一定条件下,可以不开检查孔) 二、选择题(答案有可能多余于一个,每题2分,共16分) 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器 (ABCD) A 最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力); B 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m; 3C 容积(V)大于等于0.025m; D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 (AD) A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡,不是一次应力 C 热应力具有自限性,屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中,正确的有 ( BCD ) A 单层厚壁圆筒同时承受内压P和外压P时,可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 io B 承受内压作用的厚壁圆筒,内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差,可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程,在弹塑性应力分析中 仍然适用。

物流学概论_第九单元课后思考答案

第九章课后习题答案 名词解释 企业物流:企业物流是指企业部的物品实体流动。它从企业角度上研究与之有关的物流活动,是具体的、微观的物流活动的典型领域。企业物流又可区分以下不同典型的具体物流活动:企业供应物流、企业生产物流、企业销售物流、企业回收物流、企业废弃物物流等。 制造企业物流:制造企业物流是包括采购供应物流、生产物流、产品销售物流、回收物流、废弃物物流的企业物流 二律背反:二律背反是18世纪德国古典哲学家康德提出的哲学基本概念。它指双方各自依据普遍承认的原则建立起来的、公认的两个命题之间的矛盾冲突。由于人类理性认识的辩证性力图超越自己的经验界限去认识物体,误把宇宙理念当作认识对象,用说明现象的东西去说明它,这就必然产生二律背反,而实践则可以使主观见之于客观,论证相对性与绝对性统一的真理。 订货点采购:订货点就是仓库必须发出订货的警戒点。到了订货点,就必须发出订货,否则就会出现缺货。因此,订货点也就是订货的启动控制点,是仓库发出订货的信息。由于订货是与库存控制密切相关,所以订货点也是库存控制的一个决策变量。 定量订货法采购:定量订货法采购是预先确定一个订货点和一个订货批量,然后随时检查库存,当库存下降到订货点时,就发出订货,订货批量的大小每次都相同。

定期订货法采购:预先确定一个订货周期和一个最高库存水准,然后以规定的订货周期为周期,周期性地检查库存,发出订货,订货批量的大小每次都不一定相同,订货量的大小等于当时的实际库存量与规定的最高库存水准的差额。 JIT采购:即准时化采购模式。需求方根据自己的需要,对供应商下达订货指令,要求供应商在指定的时间、将指定的品种、按指定的数量送到指定的地点。 VMI采购:即供应商掌握库存采购模式。用户只需要把自己的需求信息向供应商连续及时传递,由供应商自己根据用户的需求信息,预测用户未来的需求量,并根据这个预测需求量制定自己的生产计划和送货计划,用户的库存量的大小由供应商自主决策的采购模式。 制造企业生产物流:指伴随企业部生产过程的物流活动,即按照工厂布局、产品生产过程和工艺流程的要求,实现原材料、配件、半成品等物料,在工厂部供应库与车间、车间与车间、工序与工序、车间与成品库之间流传的物流活动。 项目型生产物流(固定式生产):物流凝固,即当生产系统需要的物料进入生产场地后,几乎处于停止状态,或者说在生产过程中物料流动性不强。 连续型生产物流:又叫流程式生产,物料均匀、连续地进行,并且生产出的产品和使用的设备、工艺流程都是固定与标准化的,工序之间几乎没有在制品存储。 离散型生产物流:又叫加工装配式生产,产品是由许多零部件构成,

过程设备设计第章课后习题试题

第一章压力容器导言 单选题 1.1高温容器 所谓高温容器是指下列哪一种:() 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 GB150适用下列哪种类型容器:() 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设计准则 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:() A 弹性失效 B 塑性失效 C 爆破失效 D 弹塑性失效 1.4《容规》 有关《容规》适用的压力说法正确的是:() 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压力容器分类 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:()A.Ⅰ类

B.Ⅱ类 C.Ⅲ类 D.不在分类范围 1.6材料性质 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:() 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.冲击吸收功是指材料断裂过程中吸收变形能量的能力 C.刚度是过程设备在载荷作用下保持原有形状的能力 D.密封性是指过程设备防止介质或空气泄漏的能力 1.7介质毒性 毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为:() A.<0.1mg/m3 B.0.1~<1.0mg/m3 C.1.0~<10mg/m3 D.10mg/m3 1.8压力容器分类 内压容器中,设计压力大小为50MPa的应划分为:() A.低压容器 B.中压容器 C.高压容器 D.超高压容器 1.9压力容器分类 下列属于分离压力容器的是:() A.蒸压釜 B.蒸发器 C.干燥塔 D.合成塔 单选题1.1 A单选题1.2 B单选题1.3 B单选题1.4 B单选题1.5 C单选题1.6 B单选题1.7 B 单选题1.8 C单选题1.9 C

《现代物流学》习题答案

参考答案及解析(一) 一、单项选择题 1.A 2.C 本题主要考查的知识点为现代物流的特征。现代物流主要有六个特征,即电子化、网络化、社会化、集约化、系统性和国际化。 3.B 本题主要考查的知识点为物流作业管理的概念。物流作业管理是指对物流活动或是相关的功能要素进行管理,主要包括运输与配送管理、仓储管理、物料管理、包装管 理、装卸搬运管理、流通加工管理和物流信息管理等。 二、多项选择题 1.BCDE 本题主要考查的知识点为物流系统的构成要素。根据国家物流标准中的定义,物流系统是指由两个或两个以上的物流功能单元构成的,以完成物流服务为目的的有机集合体。一般而言,物流系统的构成要素主要有物流设施、物流设备、物流信息系统、人员及组织管理。 2.ABCE 本题主要考查的知识点为物流系统的特点。物流系统具有以下五个特点:(1)目的性。(2)整体性。 (3)协调性。(4)专业性。(5)先进性与开放性。 3.ACDE 4.ABCDE 5.BCE本题主要考查的知识点为物流标准化的特点。物流标准化有以下六个特点:(1)复杂性。(2)固有性。 (3)科学性。(4)性。(5)经济性。(6)国际性。 参考答案及解析(二) 一、单项选择题 1.A 2.D 3.B 本题主要考查的知识点为仓库管理的质量第一原则。物资保管的根本目的就是要保持物资原有的使用价值和价值,以优质物资满足企业的生产需要。所以,物资保管必须要将物资保管的质量放在第一位,保证库存物资质量良好、数量正确、配套齐全、账物相符。 4.C 本题主要考查的知识点为经常库存的概念。经常库存是指企业在正常的经营环境下为了满足日常所需而建立的库存。仓库一般通过经常库存来保证一定时期的供应能力,这种库存随着陆续的出库需要而不断地减少,当库存降低到某一水平时,就要通过订货来 补充库存。此外,经常库存的高低与库存补充的采购也有着密切的联系。 5.A 本题主要考查的知识点为仓库生产管理的容。仓库生产管理,即仓库作业过程管理,仓库规划管理,物品的收、发、保管,以及物品的搬运作业管理等。 二、多项选择题 1.BC 本题主要考查的知识点为仓库根据保管形态的分类。根据保管形态,可将仓库分为普通仓库、保温仓库、特种仓库和水上仓库四种。 2.ABDE 本题主要考查的知识点为仓库管理原则。为了能够以较少的劳动消耗来高质量地完成物资的保管工作,在仓库管理的实际工作中应遵循以下基本原则:(1)质量第一。(2)预防为主。(3)讲究科学。(4)提高效率。(5)确保安全。 3.ABD 4.ACE 本题主要考查的知识点为库存按照经营过程的角度的分类。按照经营过程的角度分类,库存可分为:(1)经常库存。(2)在途库存。(3)安全库存。(4)投机库存。(5)季节性库存。(6)促销库存。(7)呆滞库存。

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第一章规程与标准 1-1 压力容器设计必须遵循哪些主要法规和规程? 答:1.国发[1982]22号:《锅炉压力容器安全监察暂行条例》(简称《条例》); 2.劳人锅[1982]6号:《锅炉压力容器安全监察暂行条例》实施细则; 3.劳部发[1995]264号:关于修改《〈锅炉压力容器安全监察暂行条例〉实施细则》"压力容器部分"有关条款的通知; 4.质技监局锅发[1999]154号:《压力容器安全技术监察规程》(简称《容规》); 5.劳部发[1993]370号:《超高压容器安全监察规程》; 6.劳部发[1998]51号:《压力容器设计单位资格管理与监督规则》; 7.劳部发[1995]145号:关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器-分析设计标准》的规定; 8.劳部发[1994]262号:《液化气体汽车罐车安全监察规程》; 9.化生字[1987]1174号:《液化气体铁路槽车安全管理规定》; 10.质技监局锅发[1999]218号:《医用氧舱安全管理规定》。 1-2 压力容器设计单位的职责是什么? 答:1.设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责; 2.容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样; 3.容器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。 1-3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用与不适用范围是什么? 答:适用范围: 1.设计压力不大于35MPa的钢制容器; 2.设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。 不适用范围: 1.直接用火焰加热的容器; 2.核能装置中的容器; 3.旋转或往复运动的机械设备(如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等)中自成整体或作为部件的受压器室; 4.经常搬运的容器; 5.设计压力低于0.1MPa的容器; 6.真空度低于0.02MPa的容器; 7.内直径(对非圆形截面,指宽度、高度或对角线,如矩形为对角线、椭圆为长轴)小于150mm的容器; 8.要求作废劳分析的容器; 9.已有其他行业标准的容器,诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。 1-4 《压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么? 答:适用于同时具备下列3个条件的压力容器(第2条第2款中特指的除外): 1.最高工作压力(p W)大于等于0.1MPa(不含液体静压力); 2.内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)大于等于0.025m3;3.盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

过程设备设计答案(简答题和计算题) - 副本

1.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.试述承受均布外压的回转壳破坏的形式,并与承受均布内压的回转壳相比有 何异同?答:承受均布外压的回转壳的破坏形式主要是失稳,当壳体壁厚较大 时也有可能出现强度失效;承受均布内压的回转壳的破坏形式主要是强度失 效,某些回转壳体,如椭圆形壳体和碟形壳体,在其深度较小,出现在赤道上 有较大压应力时,也会出现失稳失效。 3.影响承受均布外压圆柱壳的临界压力的因素有:壳体材料的弹性模量与泊松 比、长度、直径、壁厚、圆柱壳的不圆度、局部区域的折皱、鼓胀或凹陷。 提高圆柱壳弹性失稳的临界压力,采用高强度材料不正确,因为高强度材料的 弹性模量与低强度材料的弹性模量相差较小,而价格相差往往较大,从经济角 度不合适。但高强度材料的弹性模量比低强度材料的弹性模量还量要高一些, 不计成本的话,是可以提高圆柱壳弹性失稳的临界压力的。 4.求解内压壳体与接管连接处的局部应力有:应力集中系数法、数值解法、实 验测试法、经验公式法。 5.圆柱壳除受到压力作用外,还有通过接管或附件传递过来的局部载荷,如设 备自重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的约束反力、温度变化引起的 载荷等。 10.压力容器选材应综合考虑压力容器的使用条件、零件的功能和制造工艺、 材料性能、材料使用经验、材料价格和规范标准。 11.为保证安全,压力容器设计时应综合考虑:材料、结构、许用应力、强度、 刚度、制造、检验等环节。压力容器设计的具体要求:压力容器设计就是根据 给定的工艺设计条件,遵循现行的规范标准规定,确保安全的前提下,经济、 正确地选择材料,并进行结构、强(刚)度和密封设计。结构设计主要是确定 合理、经济的结构形式,并满足制造、检验、装配、运输和维修等要求;强(刚) 度设计的内容主要是确定结构尺寸,满足强度或刚度及稳定性要求;密封设计 主要是选择合适的密封结构和材料,保证密封性能良好。 14.○1当满足δ/D≤0.1或K≤1.2属薄壁圆筒,否则属厚壁圆筒。○2强度设计 的理论基础是弹性失效设计准则。弹性失效设计准则是以危险点的应力强度达 到许用应力为依据的。○3。对于各处应力相等的构件,如内压薄壁圆筒,这种 设计准则是正确的。但是对于应力分布不均匀的构件,如内压厚壁圆筒,由于 材料韧性较好,当危险点(内壁)发生屈服时,其余各点仍处于弹性状态,故 不会导致整个截面的屈服,因而构件仍能继续承载。在这种情况下,弹性失效 (一点强度)设计准则就显得有些保守。 15.椭圆形封头、碟形封头为何均设置短圆筒?答:短圆筒的作用是避免封头 和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状况。 16.从受力情况排序依次是半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头,由好变 差;从制造情况顺序正好相反。半球形封头是从受力分析角度,最理想的结构 形式,但缺点是深度大,直径小时,整体冲压困难,大直径采用分瓣冲压其拼 焊工作量较大。半球形封头常用在高压容器上。椭圆形封头的椭球部分经线曲 率变化平滑连续,应力分布比较均匀,且椭圆形封头深度较半球形封头小得多, 易于冲压成型,是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。 17.压力试验的目的:在超设计压力下,考核缺陷是否会发生快速扩展造成破 坏或开裂造成泄漏,检验密封结构的密封性能。对外压容器,在外压作用下, 容器中的缺陷受压应力的作用,不可能发生开裂,且外压临界失稳压力主要与 容器的几何尺寸、制造精度有关,与缺陷无关,一般不用外压试验来考核其稳 定性,而以内压试验进行“试漏”,检查是否存在穿透性缺陷。 由于在相同压力和容积下,试验介质的压缩系数越大,容器所储存的能量也越 大,爆炸也就越危险,故应用压缩系数小的流体作为试验介质。气体的压缩系 数比液体的大,因此选择液体作为试验介质,进行液压试验。 18.压力容器分类的原则:满足外载荷与内力及内力矩平衡的应力,即“非自 限性”的应力;相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的应力,在材料为塑 性材料时具有“自限性”的应力;局部结构不连续和局部热应力的影响而叠加 在上述两原则下的应力之上的应力增量,具有高度的“局部性”。 1

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