化工机械基础(第二版)第一篇,第三篇课后答案-陈国桓-主编.doc

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1、化工机械基础课后答案陈国桓第一篇习题参考答案[1][2][3][4]1.2.3.4.5.6.7. 8.9. 不能用虎克定律计算横截面上的正应力，因为此时应力已远远超出弹性范围。10. 故，强度足够。11.　　　　12.  13.14.15.(a)(b) (c)(d) (e)(f) (g)(h) (i)(j) (k)(l) (m)(n)16.17.　　18. 19.  所以，强度不够20.21.22.抗剪:抗挤:23.习题参考答案24.销钉所受的的最大剪应力为：　　MPa　　销钉所受的的最大挤压应力为：　　M

2、Pa25.  26.   强度足够27.轴的外径:    强度足够28.   强度足够29.计算主应力和方向的公式为：    将(a)(b)(c)各题带入得： (a) 　　　 (b) 　　　　 (c) 　　　　习题参考答案30.主应力为：　　MPa　　MPa　　　　受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的：　　31.A点受弯矩和力的组合作用  其中，，　，　　　 代入上式得：32.本题为拉扭组合最大剪应力在圆轴的外圆周上：  最大的拉应力作用在轴的上下边缘处：  第三强度理论： 33.    第三强度

3、理论： 第四强度理论：34.　　 　　 　所以，千斤顶稳定35.　　 　　 需用的最大压力为： 第三篇习题1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚δn=22mm，壁厚附加量为C=2mm，承受的最大气体压力P=2MPa，焊接接头系数φ=0.85，试求筒体的最大应力。解：已知Di=2000mm，δn=22mm，C=2mm，P=2MPa，φ=0.85，δe=22-2=20mm。则所以筒体的最大应力为118.82Mpa。提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[Pw]=2MPa2.某化工厂反应釜，内径为1

4、600mm。工作温度为5℃～105℃，工作压力为1.6MPa，釜体材料用0Crl8Ni9。采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。解：已知Di=1600mm。查附表6，0Crl8Ni9在105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa。查表10-9，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取φ=0.85。介质对不锈钢腐蚀极微，取C2=0。因装安全阀，取设计压力P=1.1×1.6=1.76MPa。根据式（10-12）估计δn=8-25mm。查表10-10，取C1=0.8mm。则δn’

5、=δd+C1=12.18+0.8=12.98mm，圆整后取δn=13mm3.材料为20的无缝钢管，规格为φ57×3.5，求在室温和400℃时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附加量和C=1.5mm两种情况计算。解：已知D0=57mm，δn=3.5mm，则Di=D0-2δn=57-2×3.5=50mm。查附表7，20钢管在室温时[σ]=130MPa,在400℃时的[σ]400=86MPa。无缝钢管φ=1（1）不考虑壁厚附加量室温时400℃时（2）考虑壁厚附加量室温时400℃时4.今欲设计一台反应器，直径为300

6、0mm，采用双面对接焊缝，100％探伤。工作压力为1．8MPa，工作温度450℃，试用20R和16MnR两种材料分别设计反应器的厚度，并作分析比较。解：已知Di=3000mm，t=450℃，Pc=1.1×1.8=1.98MPa，φ=1，C2=2mm（腐蚀很小，取1，腐蚀较严重，取2mm，一般单面腐蚀）（1）采用20R[σ]450℃=61MPa，代入公式得（5分）钢板负偏差取C1=1.2mm，圆整后δn=50mm（2）采用16MnR[σ]450℃=66MPa，代入公式得钢板负偏差取C1=1.2mm，圆整后δn

7、=46mm比较两种材料设计反应器厚度可知，16MnR比20R节省材料。5.乙烯贮罐，内径1600mm，壁厚16mm，设计压力为2．5MPa，工作温度-35℃，材料为16MnR。采用双面对接焊，局部无损探伤，壁厚附加量C＝1.5mm，试校核强度。解：已知内径Di=1600mm，δn=16mm。δe=δn-C=16-1.5=14.5mm。P=2.5MPa。16MnR在20℃时的许用应力[σ]20℃=170MPa。取φ=0.85。则设计温度下筒体的计算应力为：φ[σ]20=0.85×170=144.5MPa因σt

8、＜φ[σ]20所以，容器的强度是足够的。6.设计容器筒体和封头壁厚。已知内径1200mm，设计压力1.8MPa，设计温度40℃，材质为20R，介质无大腐蚀性。双面对接焊缝，100％探伤。讨论所选封头的形式。解：已知Di=1200mm，P=1.8MPa，20R在40℃时的许用应力[σ]40=133MPa。C2=1mm。φ=1.0（1）设计筒体壁厚取C1=0.8mm。则δn’=δd+C1=9.18+0.8=9.98m