過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)第三版鄭津洋課后習(xí)題答案

1、1過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)題解1.壓力容器導(dǎo)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(chǔ)存物料或完成化學(xué)反應(yīng)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(gòu)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(chǔ)上。安全附件的作用：保證壓力容器的使用安全和

2、測(cè)量、控制工作介質(zhì)的參數(shù)，保證壓力容器的使用安全和工藝過(guò)程的正常進(jìn)行。2.介質(zhì)的毒性程度和易燃特性對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理有何影響？答：介質(zhì)毒性程度越高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對(duì)材料選用、制造、檢驗(yàn)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(zhì)的壓力容器；盛裝毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的容器制造時(shí)，碳素鋼和低合金鋼板應(yīng)力逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，整體必須進(jìn)行焊后熱處理，容器上的

3、A、B類焊接接頭還應(yīng)進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)，且液壓試驗(yàn)合格后還得進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。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(duì)法蘭的選用影響也甚大，主要體現(xiàn)在法蘭的公稱壓力等級(jí)上，如內(nèi)部介質(zhì)為中度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.0MPa；內(nèi)部介質(zhì)為高度或極度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.6MPa，且還應(yīng)盡量選用帶頸對(duì)焊法蘭等。易燃介質(zhì)對(duì)壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造和管理等提出了較高的要求。如Q2

4、35AF不得用于易燃介質(zhì)容器；Q235A不得用于制造液化石油氣容器；易燃介質(zhì)壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)等。3.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》在確定壓力容器類別時(shí)，為什么不僅要根據(jù)壓力高低，還要視壓力與容積的乘積pV大小進(jìn)行分類？答：因?yàn)閜V乘積值越大，則容器破裂時(shí)爆炸能量愈大，危害性也愈大，對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。4.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》與GB150的適用范圍是否相同？為什么？答：不

5、相同?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)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(nèi)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(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫○3度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)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(duì)介質(zhì)不限；彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；以材料○

6、3○4○5力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ)，并引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)；最大應(yīng)力理論；不適用疲勞分析容○6○7器。GB150是壓力容器標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)、制造壓力容器產(chǎn)品的依據(jù)；《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》是政府對(duì)壓力容實(shí)施安全技術(shù)監(jiān)督和管理的依據(jù)，屬技術(shù)法規(guī)范疇。5.GB150、JB4732和JBT4735三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；JB4732《鋼制壓

7、力3效應(yīng)影響范圍越小。的物理意義：該值與邊緣效應(yīng)影響范圍的大小成正比。反映邊緣效應(yīng)影響范圍的大小。Rt5.單層厚壁圓筒承受內(nèi)壓時(shí)，其應(yīng)力分布有哪些特征？當(dāng)承受內(nèi)壓很高時(shí)，能否僅用增加壁厚來(lái)提高承載能力，為什么？答：應(yīng)力分布的特征：周向應(yīng)力σθ及軸向應(yīng)力σz均為拉應(yīng)力（正值），徑向應(yīng)力σr為壓應(yīng)力（負(fù)○1值）。在數(shù)值上有如下規(guī)律：內(nèi)壁周向應(yīng)力σθ有最大值，其值為：，而在外壁處減1122max???KKpi??至最小，其值為，內(nèi)外壁σθ之差

8、為pi；徑向應(yīng)力內(nèi)壁處為pi，隨著r增加，徑向應(yīng)122min??Kpi??力絕對(duì)值逐漸減小，在外壁處σr=0。軸向應(yīng)力為一常量，沿壁厚均勻分布，且為周向應(yīng)力與徑向應(yīng)力○2和的一半，即。除σz外，其他應(yīng)力沿厚度的不均勻程度與徑比K值有關(guān)。2??????rz○3不能用增加壁厚來(lái)提高承載能力。因內(nèi)壁周向應(yīng)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(dāng)徑比大到一定程度后，用增加壁厚的方法降低壁中應(yīng)力

9、的效果不明顯。6.單層厚壁圓筒同時(shí)承受內(nèi)壓pi與外壓po用時(shí)，能否用壓差代入僅受內(nèi)壓或僅受外壓的oippp???厚壁圓筒筒壁應(yīng)力計(jì)算式來(lái)計(jì)算筒壁應(yīng)力？為什么？答：不能。從Lam公式????220200222202020220200222202020220200211iiiziiiiiiiiiiiirRRRpRprRRRRppRRRpRprRRRRppRRRpRp???????????????????可以看出各應(yīng)力分量的第一項(xiàng)與內(nèi)壓力和外