化工机械参考习题

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1、1.2  压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？ 筒体：压力容器用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间，是压力容器的最主要的受压元件之一；   封头：有效保证密封，节省材料和减少加工制造的工作量；   密封装置：密封装置的可靠性很大程度上决定了压力容器能否正常、安全地运行；   开孔与接管：在压力容器的筒体或者封头上开设各种大小的孔或者安装接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪等接管开孔，是为了工艺要求和检修的需要。   支座：压力容器靠支座支承并固定在基础上。   安全附件：保证压力容器的安全使用和工艺过程的正常进行。1.6  过程设

2、备的基本要求有哪些？要求的因素有哪些？   安全可靠   满足过程要求   综合经济性好   易于操作、维护和控制   优良的环境性能2.1  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作比较，它们有何异同？   1.在内压作用下，这些壳体将产生应力和变形，当此应力超过材料的屈服点，壳体将产生显著变形，直至断裂。   2.壳体在承受均布外压作用时，壳壁中产生压缩薄膜应力，其大小与受相等内压时的拉伸薄膜应力相同。但此时壳体有两种可能的失效形式：一种是因强度不足，发生压缩屈服失效；另一种是因刚度不足，发生失稳破坏。2.2  试述影响承受均布外

3、压圆柱壳的临界压力因素有哪些？为提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，应采用高强材料。对否，为什么？   对于给定外直径Do和壳壁厚度t的圆柱壳，波纹数和临界压力主要决定于，圆柱壳端部边缘或周向上约束形式和这些约束处之间的距离，即临界压力与圆柱壳端部约束之间距离和圆柱壳上两个刚性元件之间距离L有关。临界压力还随着壳体材料的弹性模量E、泊松比μ的增大而增加。非弹性失稳的临界压力，还与材料的屈服点有关。    弹性失稳的临界压力与材料强度无关，故采用高强度材料不能提高圆柱壳弹性失稳的临界压力。2.18  试分别在内压和外压作用下分析圆筒形状缺陷对圆筒稳定性的影响。 试

4、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？   圆筒的形状缺陷主要有不圆和局部区域中的折皱、鼓胀或凹陷，在内压作用下，圆筒有消除不圆度的趋势，这些缺陷，对内压圆筒强度的影响不大；对于外压圆筒，在缺陷处会产生附加的弯曲应力，使得圆筒中的压缩应力增大，临界压力降低，因此形状缺陷对外压圆筒的影响较大。 2.19 求解内压壳体与接管连接处的局部应力有哪几种方法？   (1)应力集中系数法:    a.应力集中系数曲线    b.应力指数法   (2)数值计算;   (3)应力测试2.22  何谓回转

5、壳的不连续效应？不连续应力有那些重要特征，其中β与(Rt)平方根两个参数量的物理意义是什么？   由于壳体的总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的的应力增大现象，称为“不连续效应”。不连续应力具有局部性和自限性两种特性。 2.23  单层厚壁圆筒承受内压时，其应力分布有那些特征？当承受的内压很高时，能否仅用增加壁厚来提高承载能力，为什么？   （应力分布特征见课本2.3厚壁圆筒应力分析）     由单层厚壁圆筒的应力分析可知，在内压力作用下，筒壁内应力分布是不均匀的，内壁处应力最大，外壁处应力最小，随着壁厚或径比K值的增大，内外壁应力差

6、值也增大。如按内壁最大应力作为强度设计的控制条件，那么除内壁外，其它点处，特别是外层材料，均处于远低于控制条件允许的应力水平，致使大部分筒壁材料没有充分发挥它的承受压力载荷的能力。 同时，随壁厚的增加，K值亦相应增加，但应力计算式分子和分母值都要增加，因此，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。3.1压力容器用钢有哪些基本要求?改善钢材性能的途径有哪些？   压力容器用钢基本要求是有较高的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性。改善钢材性能的途径有化学成分的设计，组织结构的改变和零件表面改性。3.5  疲劳破坏有哪些特征

7、？   压力容器在交变载荷作用下，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生断裂失效的过程，称为疲劳断裂。     疲劳破坏有裂纹萌生、扩展和最后断裂三个阶段，因而疲劳断口一般由裂纹源、裂纹扩展区和瞬时断裂区组成。裂纹源往往位于高应力区或有缺陷的部位。裂纹扩展区是疲劳断口最重要的特征区域。常呈现贝纹状，是疲劳裂纹扩展过程中留下的痕迹。扩展区的大小和形状取决于压力容器的应力状态、应力幅度及结构形状等因素。瞬时断裂区为裂纹扩展到一定程度时的快速断裂区。     由于疲劳破坏源于局部应力较高的部位，如接管根部，往往在压力容器工作时发生，因而破坏时容器总体应力水平较低，没

8、有明显的变形，是突发性破坏，危险性很大。3.9 试列举三种压力容器