化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)一、簡答題1、換熱器管箱在什么情況下要進(jìn)行熱處理？為什么？

答：碳鋼、低合金鋼制的焊有分程隔板的管箱和浮頭蓋以及管箱的側(cè)向開孔超過1/3圓筒內(nèi)徑的管箱，應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。設(shè)備法蘭密封面熱處理后精加工。因為熱處理使得設(shè)備法蘭較大變形得以恢復(fù)，充分保證了設(shè)備法蘭的密封性。2、構(gòu)件在外力作用下，安全可靠地進(jìn)行工作應(yīng)滿足哪些力學(xué)條件？答：（1）強(qiáng)度條件；（2）剛度條件；（3）穩(wěn)定性條件2、常見典型平面約束有幾種？答：（1）柔索約束，如繩子、鏈條、皮帶、鋼絲等（2）理想光滑面約束（3）圓柱鉸鏈約束3、材料力學(xué)對變形固體作了哪些假設(shè)？答：（1）連續(xù)性假設(shè)（2）均勻性假設(shè)（3）各向同性假設(shè)4、提高梁彎曲強(qiáng)度和剛度的措施？答：（1）合理安排梁的受力情況（2）選擇合理的截面形狀4、引構(gòu)件產(chǎn)生交變應(yīng)力的原因有哪些？答：（1）載荷作周期性變化（2）載荷不變化，但構(gòu)件作某些周期性運動6、提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施？答：（1）減緩應(yīng)力的集中（2）降低表面粗糙度（3）增加表面強(qiáng)度7、化工容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的意義是什么？答：標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，有利于成批生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，從而提高產(chǎn)品的競爭力，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，可以增加零部件的互換性，有利于設(shè)計、制造、安裝和維修，提高勞動生產(chǎn)率。標(biāo)準(zhǔn)化為組織專業(yè)生產(chǎn)提供了有利條件。有利于合理利用國家資源，節(jié)省材料等。標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)公稱直徑、公稱壓力。8、從容器的安全、制造、使用等方面說明對化工容器機(jī)械設(shè)計有哪些基本要求？答（1）強(qiáng)度（2）剛度（3）穩(wěn)定性（4）耐久性（5）密封性（6）節(jié)省材料和便于制造（7）方便操作和便于運輸。9、軸對稱回轉(zhuǎn)殼體薄膜理論的應(yīng)用范圍？答：（1）回轉(zhuǎn)殼體曲面在幾何上是軸對稱的殼體厚度無實變。曲率半徑連續(xù)變化的、材料均勻、連續(xù)且各向同性。（2）載荷在殼體曲面上的分布是軸對稱和連續(xù)的沒有突變情況（3）殼體邊界應(yīng)該是自由。（4）殼體在邊界上無橫向剪力和彎矩。10、壓力試驗的種類？答：（1）液壓試驗（2）氣壓試驗（3）氣密試驗11、在簡體與錐形封頭連接時，可采用哪兩種方法來降低連接處的邊緣應(yīng)力？答：（1）使聯(lián)接處附近的封頭及筒體厚度增大，即采用局部加強(qiáng)的方法（2）在封頭與筒體間增加一個過渡圓弧，則整個封頭由錐體過渡弧及高度為h0的直邊三部分組成。12、影響外壓容器臨界壓力的因素有哪些？答：（1）筒體的幾何尺寸的影響（2）筒體材料性能的影響（3）筒體橢圓度和材料不均勻的影響13、為安全，可拆連接、法蘭必須滿足哪些基本要求？答：（1）有足夠的剛度（2）有足夠的強(qiáng)度（3）能耐腐蝕（4）成本廉價14、帶傳動的優(yōu)缺點？答：優(yōu)點（1）適用于兩軸中心距較大的傳動（2）帶具有良好的彈性，可以緩和沖擊和吸收振動（3）過載時，帶在輪上打滑，可防止其他零件損壞（4）結(jié)構(gòu)簡單，加工和維護(hù)方便，成本低廉缺點（1）傳動的外廓尺寸較大（2）不能保證固定不變的傳動比（3）帶的壽命短（4）傳動效率較低等15、輪齒失效有哪幾種形式？答：（1）輪齒的折斷（2）齒面的點蝕（3）齒面磨損（4）齒面膠合（5）齒面塑性變形14、滾動軸承的主要失效形式是什么？答：在正常使用情況下，只要選擇，安裝，潤滑，維護(hù)等方面都考慮周到。絕大多數(shù)軸承因滾道或滾動表面疲勞點蝕而失效。當(dāng)軸承不回轉(zhuǎn)，緩慢擺動或低速轉(zhuǎn)動時，一般不會產(chǎn)生疲勞損壞。但在很大的靜載荷作用下，會使軸承滾道和滾動體接觸處的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限，出現(xiàn)表面塑性變形不能正常工作。此外，由于使用維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)或密封潤滑不良等因素，也能引起軸承長期磨損、膠合等不正常失效現(xiàn)象。15、塔在水壓試驗時，其合成應(yīng)力的計算為何不考慮地震載荷的作用？

答：因為人們不會在地震時進(jìn)行水壓試驗時，也就是說，水壓試驗時沒有地震載荷，因此其合成應(yīng)力的計算可以不考慮地震載荷的作用。16、為何要限定水壓試驗時的試驗溫度？答：限定水壓試驗的試驗溫度是為了使水溫高于材料的轉(zhuǎn)脆溫度而低于水的沸點溫度，確保水壓試驗正常進(jìn)行17、標(biāo)準(zhǔn)法蘭公稱壓力如何選??？答：法蘭公稱壓力的確定與法蘭的最大操作壓力和操作溫度以及法蘭材料三大因素有關(guān)。當(dāng)法蘭材料一定時，法蘭公稱壓力的選取滿足法蘭在最高操作溫度下的最高允許壓力大于等于法蘭的最大操作壓力。二、計算題1.沿頂部支承的儲罐如圖。已知其中徑D=2000mm，儲水高H=5000mm，有效壁厚Se=10mm，頂部氣壓P=0.2MPa，A點離儲罐底面之距離X=2000mm，求A點的兩向薄膜應(yīng)力？解：其兩向薄膜應(yīng)力為：2.如圖2所示的簡易起重機(jī)橫梁AB的A端以鉸鏈固定，B端有拉桿BC，起重量W=10KN。AB梁重P=4KN。BC桿自重忽略不計，試求載荷W位于圖示位置時 BC桿的拉力和鉸鏈A的約束反力。（圖2）解：取AB桿為研究對象=19kN=16.45kN=4.5kN3.某分餾塔，內(nèi)徑Di=800mm，實際壁厚=8mm，塔高H=10m。設(shè)計壓力P=0.9MPa，設(shè)計溫度為200℃，材質(zhì)16MnR，塔體=170MPa，=345MPa，焊縫系數(shù)=0.85，壁厚附加量C=2.0mm，，=1.0。①校核此塔在此設(shè)計壓力下的強(qiáng)度。②校核此塔水壓試驗時的強(qiáng)度。解：=6mm=60.45MPa=144.5MPa由于所以容器強(qiáng)度合格。②=0.998mm=1.25MPa=83.96MPa=263.93MPa由于所以水壓試驗強(qiáng)度合格。4.一臺由圓筒和標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭組成的內(nèi)壓容器，內(nèi)徑Di=2000mm，設(shè)計壓力為2.0MPa，設(shè)計溫度為150℃，筒體及封頭材料均為16MnR。筒體縱焊縫采用雙面對接焊，100％無損探傷。試分別設(shè)計筒體和封頭的壁厚。（16MnR當(dāng)t≤150℃時，[σ]t=170MPa，16MnR鋼板的負(fù)偏差C1=0.25mm，腐蝕余量取C2=解：（1）設(shè)計筒體的壁厚經(jīng)圓整，取筒體的名義厚度。（2）設(shè)計封頭的壁厚設(shè)計厚度為：經(jīng)圓整，取封頭的名義厚度。5、用三軸鉆床在水平工件上鉆孔時，每個鉆頭對工件施加一個力偶（如圖）。已知三個力偶的矩分別為：M1=1kN2m；M2=1.4kN2m；M3=1kN2m，固定工件的兩螺栓A和B與工件成光滑面接觸，兩螺栓的距離l=0.2m，求兩螺栓受到的橫向力。解：據(jù)M=±FdM=M1+M2+M3=1+1.4+2=4.4kN2mF=M/d=4.4/0.2=22kN答：兩螺栓受到的橫向力為22kN6、如圖所示，有一管道支架ABC。A、B、C處均為理想的圓柱形鉸鏈約束。以知該支架承受的兩管道的重量均為G=4.5kN，圖中尺寸均為mm。試求管架