武汉工程大学 过程设备设计 压力容器 考试答案2

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1、2010-2011学年第1学期试题（B）卷参考答案课程名称《压力容器及过程设备》任课教师签名喻九阳、徐建民出题教师签名徐建民审题教师签名喻九阳考试方式（闭）卷适用专业理论与应用力学、过程装备与控制工程考试时间（120）分钟一、选择题（每题2分，共20分）1．（c）防冲板2．（a）不得低于3.（b）120~150°4．（d）球冠形（a）半球形5．（b）水平上下方向6．（c）榫槽密封7．（b）全焊透8．（a）风9．（b）轴向应力10．（b）中压二、判断题（每题2分，共20分）1．（√）2．（√）3．（×）4．（√

2、）5．（√）6．（×）7．（×）8．（√）9．（√）10．（√）三、问答题（每题5分，共35分）1．圆筒体上纵焊缝和环焊缝哪个危险？为什么？答：圆筒体上纵焊缝比环焊缝危险。因为圆柱形容器受均匀内压作用时，壁内各处的周向薄膜应力是经向薄膜应力的两倍，而纵焊缝承受周向薄膜应力，环焊缝承受经向薄膜应力。因此圆柱形容器筒体上纵焊缝要比环焊缝危险。2．试比较承受横向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：周边简支圆板的最大应力在板中心，周边固支圆板的最大应力在板周边；而周边简

3、支及周边固支圆板的最大挠度均在板中心；同样条件下，简支时的最大挠度是固支时的4倍，最大应力是固支时的1.65倍，因此，使圆板接近固支受载，可使其应力及变形显著减小。3．压力容器按设计压力分为哪四个压力等级？具体怎样划分的？答：低压容器；中压容器；高压容器；超高压容器。4．在进行塔设备设计计算时主要考虑了哪几种载荷？答：主要考虑了压力载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷、质量载荷。5．三个几何尺寸相同的承受周向外压的薄壁短圆筒，其材料分别为碳素钢()，铝合金（），和铜（），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？答：

4、碳素钢圆筒的临界压力最大。因为碳素钢的弹性模量E大。6．管壳式换热器有哪几种基本类型？答：有固定管板换热器、浮头式换热器、U形管换热器、填料函式换热器和釜式换热器等五种类型。7．搅拌容器在什么情况下要设置换热元件？其换热元件有哪几种形式？答：有传热要求的搅拌容器，为维持反应的最佳温度，需要设置换热元件，常用的换热元件有夹套和内盘管两种形式。四、计算推导题（10分）1．答：如下图所示，锥壳上任意一点M处于液体静压力的作用下，其大小为又因，由微体平衡方程得：若令，则有最大值，即时5分求时，如取M点处以下的部分壳体

5、为研究对象，则外载荷为M点处上部液体所产生的静压力和M点处下部液体重力之和，即将V值代入区域平衡方程得同理，在处有最大值：5分五、设计计算题（15分）1．解：（1）确定,,（3分）假设壳体厚度在6～16mm范围内，查表可得＝133MPa，＝123MPa，=245MPa（2）筒体壁厚设计（4分）筒体计算厚度：筒体设计厚度：筒体名义厚度：考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取筒体名义厚度。（3）封头壁厚设计（4分）因选用标准椭圆形封头，其形状系数,封头采用钢板整体冲压而成，焊接接头系数取，故封头计算厚度封头设计厚度封

6、头名义厚度考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取封头名义厚度，为了材料采购和焊接上的方便，也可取封头壁厚与筒体壁厚相同。（4）水压试验应力校核（4分）试验压力故：而，水压试验应力校核合格。