过程设备设计5-8章思考题及答案

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1、过程设备设计5-8章思考题及答案5.储存设备5.1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定？试说明理由。5.2 双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。5.3  “扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？5.4 双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力？如何产生的？5.5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？5.6  在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强？5.7  球形储罐有哪些特点？设计球罐时应考虑那些载荷？各种罐体型式有何特点？5.8 球形储灌采用赤道正切柱式支座

2、时，应遵循那些准则？5.9  液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响？6.换热设备6.1换热设备有哪几种主要形式？6.2间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？6.3管壳式换热器主要有哪几种形式？6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些？相应采取哪些防震措施？6.5换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？7.塔设备7.1塔设备由那几部分组成？各部分的作用是什么？7.2填料塔中液体分布器的作用是什么？7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷？7.4简述塔设备设

3、计的基本步骤。7.5塔设备振动的原因有哪些？如何预防振动？7.6塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性？8.反应设备8.1反应设备有哪几种分类方法？简述几种常见的反应设备的特点。8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？8.3搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种？对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点？8.5常见的搅拌器有哪几种？简述各自特点。8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？8.7 生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素？8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因

4、素？8.9搅拌轴的密封装置有几种？各有什么特点？思考题答案：5.储存设备思考题5.1  根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A＝0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等，使两个截面保持等强度。考虑到除弯距以外的载荷，所以常取外圆筒的弯距较小。所以取A小于等于0.2L。   当A满足小于等于0.2L时，最好使A小于等于0.5Rm（Rm为圆筒的平均半径）。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。思考题5.2  （图见

5、课本）外伸梁的剪力和弯矩图与此图类似，只是在两端没有剪力和弯矩作用，两端的剪力和弯矩均为零。思考题5.3  由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯距，在周向弯距的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓“扁塌”现象。    可以设置加强圈，或者使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用。思考题5.4①圆筒上的轴向应力。由轴向弯矩引起。②支座截面处圆筒和封头上的切向切应力和封头的附加拉伸应力。由横向剪力引起。③支座截面处圆筒的周向弯曲应力。由截面上切向切应力引起。④支座截面处圆筒的周向压缩应力。通过鞍座作用于圆筒上的载荷所导致的

6、。思考题5.5  鞍座包角的大小不仅影响鞍座处圆筒截面上的应力分布，而且也影响卧式储罐的稳定性和储罐－支座系统的重心高低。包角小，鞍座重量轻，但重心高，且鞍座处圆筒上的应力较大。思考题5.6  如卧式储罐支座因结构原因不能设置在靠近封头处（A>0.5Ri），且圆筒不足以承受周向弯距时，就需在支座截面处的圆筒上设置加强圈，以便与圆筒一起承载。思考题5.7  球形储罐应力分布均匀。  设计时要考虑压力载荷、重量载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷和环境温度变化引起的载荷。 纯桔瓣式的特点是球壳拼装焊缝较规则，施焊组装比较容易，加快组装进度并可对其

7、实施自动焊。但是球瓣在各带位置尺寸大小不一，只能在本带内或上，下对称的带间互换；下料成型复杂，板材利用率低，板材较小，不易设计人孔和接管。且不易错开焊缝。 足球瓣式，由于每块的尺寸相同，下料规格化，材料利用率好，互换性好，组装焊缝短。但是焊缝排布比较困难，组装困难，且此类罐的适用容积较小。 混合式罐体基本结合了前面两种的有点，现在的应用比较广泛。思考题5.8  支柱在球壳赤道带等距离布置，支柱中心线和球壳相切或相割而焊接起来。若相割，支柱中心线和球壳交点同球心连线与赤道平面的夹角为10°～20°。为了能承受风载荷和地震载荷，保证稳定性，

8、还必须在支柱间设置连接拉杆。思考题5.9  不仅要考虑环境温度、风载荷、雪载荷和地震载荷，还要注意液化气体的膨胀性和压缩性。6.换热设备思考题6.1  按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，可分为以下几种