过程设备设计课后习题问题详解.doc

过程设备设计课后习题问题详解.doc

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时间:2020-07-31

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1、过程设备设计(第二版)1.压力容器导言思考题1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?答:压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。筒体的作用:用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用:与筒体直接焊在一起,起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用:保证承压容器不泄漏。开孔接管的作用:满足工艺要求和检修需要。支座的作用:支承并把压力容器固定在基础上。安全附件的作用:保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数,保证压力容器的使用安全和工艺过程的正

2、常进行。2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响?答:介质毒性程度越高,压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重,对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器;盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时,碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测,整体必须进行焊后热处理,容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测,且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器,其要求要低得

3、多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大,主要体现在法兰的公称压力等级上,如部介质为中度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa;部介质为高度或极度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa,且还应尽量选用带颈对焊法兰等。易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器;Q235-A不得用于制造液化石油气容器;易燃介质压力容器的所有焊缝(包括角焊缝)均应采用全焊透结构等。3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时,为什么不仅要根

4、据压力高低,还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类?答:因为pV乘积值越大,则容器破裂时爆炸能量愈大,危害性也愈大,对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同?为什么?答:不相同。《压力容器安全技术监察规程》的适用围:最高工作压力≥0.1MPa(不含液体静压力);直径(非圆形截面指其最大尺寸)≥0.15m,且容积≥0.025m3;盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。GB150的适用围:0.1MPa≤p≤35MPa,

5、真空度不低于0.02MPa;按钢材允许的使用温度确定(最高为700℃,最低为-196℃);对介质不限;弹性失效设计准则和失稳失效设计准则;以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;最大应力理论;不适用疲劳分析容器。GB150是压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据;《压力容器安全技术监察规程》是政府对压力容实施安全技术监督和管理的依据,属技术法规畴。1.GB150、JB4732和JB/T4735三个标准有何不同?它们的适用围是什么?答:JB/T4735《钢制焊接常压容器》与GB15

6、0《钢制压力容器》属于常规设计标准;JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》是分析设计标准。JB/T4735与GB150及JB4732没有相互覆盖围,但GB150与JB4732相互覆盖围较广。GB150的适用围:设计压力为0.1MPa≤p≤35MPa,真空度不低于0.02MPa;设计温度为按钢材允许的使用温度确定(最高为700℃,最低为-196℃);对介质不限;采用弹性失效设计准则和失稳失效设计准则;应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;采用最大应力理论;不适用疲劳分

7、析容器。JB4732的适用围:设计压力为0.1MPa≤p<100MPa,真空度不低于0.02MPa;设计温度为低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度(最高为475℃);对介质不限;采用塑性失效设计准则、失稳失效设计准则和疲劳失效设计准则,局部应力用极限分析和安定性分析结果来评定;应力分析方法是弹性有限元法、塑性分析、弹性理论和板壳理论公式、实验应力分析;采用切应力理论;适用疲劳分析容器,有免除条件。JB/T4735的适用围:设计压力为-0.02MPa≤p<0.1MPa;设计温度为大于-20~350℃(

8、奥氏体高合金钢制容器和设计温度低于-20℃,但满足低温低应力工况,且调整后的设计温度高于-20℃的容器不受此限制);不适用于盛装高度毒性或极度危害的介质的容器;采用弹性失效设计准则和失稳失效设计准则;应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;采用最大应力理论;不适用疲劳分析容器。2.压力容器应力分析思考题1.一壳体成为回转薄壳轴对称问题的条件是什么?答:几何形状、承受载荷、边界支承、材料性质均对

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