過程設備設計第三版課后習題答案

1、11（第三版）過程設備設計題解1.壓力容器導言思考題1.壓力容器主要由哪幾部分組成分別起什么作用答：壓力容器由筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座、安全附件六大部件組成。筒體的作用：用以儲存物料或完成化學反應所需要的主要壓力空間。封頭的作用：與筒體直接焊在一起，起到構成完整容器壓力空間的作用。密封裝置的作用：保證承壓容器不泄漏。開孔接管的作用：滿足工藝要求和檢修需要。支座的作用：支承并把壓力容器固定在基礎上。安全附件的作用：保證壓力容器

2、的使用安全和測量、控制工作介質的參數，保證壓力容器的使用安全和工藝過程的正常進行。2.介質的毒性程度和易燃特性對壓力容器的設計、制造、使用和管理有何影響？答：介質毒性程度越高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴重，對材料選用、制造、檢驗和管理的要求愈高。如Q235A或Q235B鋼板不得用于制造毒性程度為極度或高度危害介質的壓力容器；盛裝毒性程度為極度或高度危害介質的容器制造時，碳素鋼和低合金鋼板應力逐張進行超聲檢測，整體必須進行焊后熱處

3、理，容器上的A、B類焊接接頭還應進行100%射線或超聲檢測，且液壓試驗合格后還得進行氣密性試驗。而制造毒性程度為中度或輕度的容器，其要求要低得多。毒性程度對法蘭的選用影響也甚大，主要體現在法蘭的公稱壓力等級上，如內部介質為中度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應不小于1.0MPa；內部介質為高度或極度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應不小于1.6MPa，且還應盡量選用帶頸對焊法蘭等。易燃介質對壓力容器的選材、設計、制造和管理等提出了較高的

4、要求。如Q235AF不得用于易燃介質容器；Q235A不得用于制造液化石油氣容器；易燃介質壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應采用全焊透結構等。3.《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》在確定壓力容器類別時，為什么不僅要根據壓力高低，還要視壓力與容積的乘積pV大小進行分類？答：因為pV乘積值越大，則容器破裂時爆炸能量愈大，危害性也愈大，對容器的設計、制造、檢驗、使用和管理的要求愈高。4.《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》與GB150的適用范圍是否相同？為

5、什么？答：不相同?！秹毫θ萜靼踩夹g監(jiān)察規(guī)程》的適用范圍：最高工作壓力≥0.1MPa（不含液體靜壓力）；內直○1○2徑（非圓形截面指其最大尺寸）≥0.15m，且容積≥0.025m3；盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫○3度高于等于標準沸點的液體。GB150的適用范圍：0.1MPa≤p≤35MPa，真空度不低于0.02MPa；按鋼材允許的使用溫度確定○1○2（最高為700℃，最低為196℃）；對介質不限；彈性失效設計準則和失穩(wěn)失效設計準

6、則；以材料○3○4○5力學、板殼理論公式為基礎，并引入應力增大系數和形狀系數；最大應力理論；不適用疲勞分析容○6○7器。GB150是壓力容器標準是設計、制造壓力容器產品的依據；《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》是政府對壓力容實施安全技術監(jiān)督和管理的依據，屬技術法規(guī)范疇。5.GB150、JB4732和JBT4735三個標準有何不同？它們的適用范圍是什么？答：JBT4735《鋼制焊接常壓容器》與GB150《鋼制壓力容器》屬于常規(guī)設計標準；JB47

7、32《鋼制壓力33效應影響范圍越小。的物理意義：該值與邊緣效應影響范圍的大小成正比。反映邊緣效應影響范圍的大小。Rt5.單層厚壁圓筒承受內壓時，其應力分布有哪些特征？當承受內壓很高時，能否僅用增加壁厚來提高承載能力，為什么？答：應力分布的特征：周向應力σθ及軸向應力σz均為拉應力（正值），徑向應力σr為壓應力（負○1值）。在數值上有如下規(guī)律：內壁周向應力σθ有最大值，其值為：，而在外壁處減1122max???KKpi??至最小，其值為，

8、內外壁σθ之差為pi；徑向應力內壁處為pi，隨著r增加，徑向應122min??Kpi??力絕對值逐漸減小，在外壁處σr=0。軸向應力為一常量，沿壁厚均勻分布，且為周向應力與徑向應力○2和的一半，即。除σz外，其他應力沿厚度的不均勻程度與徑比K值有關。2??????rz○3不能用增加壁厚來提高承載能力。因內壁周向應力σθ有最大值，其值為：，隨K值1122max???KKpi??增加，分子和分母值都增加，當徑比大到一定程度后，用增加壁厚的方

9、法降低壁中應力的效果不明顯。6.單層厚壁圓筒同時承受內壓pi與外壓po用時，能否用壓差代入僅受內壓或僅受外壓的oippp???厚壁圓筒筒壁應力計算式來計算筒壁應力？為什么？答：不能。從Lam公式????220200222202020220200222202020220200211iiiziiiiiiiiiiiirRRRpRprRRRRppRRRpRprRRRRppRRRpRp???????????????????可以看出各應力分量的第一