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

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1、1．壓力容器按設(shè)計(jì)壓力分為哪四個(gè)壓力等級(jí)？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(jìn)行塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)主要考慮了哪幾種載荷？ 答：主要考慮了壓力載荷、風(fēng)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(diǎn)？ 答：一般為雙鞍座，一邊固定、一邊活動(dòng)；鞍座位置A不宜大于0.2L,當(dāng)需要時(shí)，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．?dāng)嚢枞萜髟谑裁辞闆r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(yīng)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(yīng)力有何特征？工程上是如何處理的？ 答：邊緣應(yīng)力具有局部性和自限性兩種特性。除了分析設(shè)計(jì)必須作詳細(xì)的應(yīng)力分析以外，對(duì)于靜載荷下塑性材料的容器，在設(shè)計(jì)中一般不作具體計(jì)算，而采取結(jié)構(gòu)上作局部調(diào)整的方法，限制其應(yīng)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(qiáng)措施，或減少外界引起的附加應(yīng)力，如焊接殘余應(yīng)力、支座處的集中應(yīng)力、開孔接管的應(yīng)力集中等。但是對(duì)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(yīng)力使材料

3、對(duì)缺陷十分敏感，可能導(dǎo)致容器的疲勞失效或脆性破壞，因而在設(shè)計(jì)中必須核算不連續(xù)應(yīng)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?yàn)楸“宓淖畲髴?yīng)力與成正比，而圓筒中的薄膜應(yīng)力與成正比，所以在同樣條件下薄板的最大應(yīng)力比圓筒中的薄膜應(yīng)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(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)力集中系數(shù)。 4．在圓筒體上開橢圓孔應(yīng)如何布置長短軸的方位？ 答：由于圓筒體的周向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的2倍，所以在圓筒體上開橢圓孔時(shí)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(jì)算塔設(shè)備地震

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

5、使用壽命長，在攪拌反應(yīng)器中得到了廣泛應(yīng)用。 1．圓筒體上縱焊縫和環(huán)焊縫哪個(gè)危險(xiǎn)？為什么？ 答：圓筒體上縱焊縫比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。因?yàn)閳A柱形容器受均勻內(nèi)壓作用時(shí)，壁內(nèi)各處的周向薄膜應(yīng)力是經(jīng)向薄膜應(yīng)力的兩倍，而縱焊縫承受周向薄膜應(yīng)力，環(huán)焊縫承受經(jīng)向薄膜應(yīng)力。因此圓柱形容器筒體上縱焊縫要比環(huán)焊縫危險(xiǎn)。 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(yīng)力和撓度的大小和位置。 答：周邊簡支圓板的最大應(yīng)力在板中心，周邊固支圓板的最大應(yīng)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(shí)的最大撓度是固支時(shí)的4倍，最大應(yīng)力是固支時(shí)的1.65倍，因此，使圓板

6、接近固支受載，可使其應(yīng)力及變形顯著減小。 5．三個(gè)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(gè)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?yàn)樘妓劁摰膹椥阅Ａ縀大。 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(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)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(yīng)力、換熱管與殼 體上的軸向應(yīng)力以及管板與換熱管間的拉脫力。 5．機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是什么？常用有哪兩種形式？ 答：機(jī)械攪拌反應(yīng)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(jī)械密封兩種形式。