第1章 压力容器导言
思考题11 介质毒性程度易燃特性压力容器设计制造理影响？
答：国压力容器安技术监察规程根整体危害水压力容器进行分类压力容器破裂爆炸时产生危害愈压力容器设计制造检验理求愈高
设计压力容器时化学介质高容许浓度国化学介质分极度危害〔Ⅰ级〕高度危害〔Ⅱ级〕中度危害〔Ⅲ级〕轻度危害〔Ⅳ级〕等四级介质毒性程度愈高压力容器爆炸泄漏造成危害愈严重压力容器盛装易燃介质指易燃气体液化气体盛装易燃介质压力容器发生泄漏爆炸时会引起火灾二次爆炸造成更严重财产损失员伤亡
品种相压力积相等压力容器盛装介质易燃特性毒性程度愈高潜危害愈相应设计制造理提出更加严格求例Q235B钢板制造毒性程度极度高度危害介质压力容器盛装毒性程度极度高度危害介质压力容器制造时碳素钢低合金板应逐张进行超声检测整体必须进行焊热处理容器AB类焊接接头应进行100％射线超声检测液压试验合格应进行气密性试验制造毒性程度中度轻度容器求低易燃介质压力容器焊缝均应采全熔透结构
思考题12 压力容器局部组成？分起什作？
答：
筒体：压力容器储存物料完成化学反响需压力空间压力容器受压元件
封头：效保证密封节省材料减少加工制造工作量
密封装置：密封装置性程度决定压力容器否正常安 运行
开孔接：压力容器筒体者封头开设种孔者安装接安装压力表液面计安阀测温仪等接开孔工艺求检修需
支座：压力容器支座支承固定根底
安附件：保证压力容器安工艺程正常进行
思考题13 容规确定压力容器类时什仅根压力视压力容积积pV进行分类？
答：压力容器安技术监察规程整体危害水压力容器进行分类假设压力容器发生事时危害性越高需进行安技术监督理力度越容器设计制造检验理求越高
压力容器蓄量部介质压力介质体积密切相关：体积越压力越高储藏量越发生破裂爆炸时产生危害越
压力容器安技术监察规程确定压力容器类时仅根压力视压力容积积pV进行分类
思考题14 容规GB150适范围否相？什？
答：压力容器安技术监察规程GB150适范围相异处见表：
项 目
压力容器安技术监察规程
GB150
压 力
高工作压力Pw ≥01MPa
Pw < 100MPa
设计压力Pd ≥01MPa
真空度≥002MPaPd ≤35MPa
温 度
未作规定
Td ： －196℃～材料蠕变温度
尺寸
径Di≥015m容积V≥0025m3
径Di≥015m
介 质
气体液化气体高工作温度高等标准沸点液体
未作规定
否适需作疲劳分析容器
适
适
材 料
钢铸铁色金属
钢
容器安装方式
固定式移动式
固定式
思考题15 GB150JB4732JBT4735三标准？适范围什？
答： GB150：钢制压力容器中国第部压力容器国家标准适压力35Mpa钢制压力容器设计制造检验验收设计温度根钢材允许温度确定弹性失效失稳失效设计准固定承受载荷压力容器
JB4732：钢制压力容器――分析设计准分析设计准适压力低100Mpa设计温度钢材儒变控制设计应力相应温度采塑性失效失稳失效疲劳失效设计准
JBT4735：钢制焊接常压容器属常规设计准适压力002Mpa～01Mpa低压容器适盛装高度毒性极度危害介质容器采弹性失效失稳失效准
思考题16 程设备根求？求素？
答：
安
满足程求
综合济性
易操作维护控制
优良环境性
(具体容参课绪)
思考题17 做压力容器爆破实验时发现容器首先破坏方般离封头筒体连接处段距离方非处理应力集中连接处方请问原？
答：理应力集中方假设材料弹性区域计算出压力容器破坏时材已处塑性区域满足弹性理条件应力塑性规律重新分布时应力方已连接处方首先破坏连接处处封头筒体连接处段距离方
第2章 压力容器应力分析
21 壳体成回转薄壳轴称问题条件什？
答：
1假设壳体材料连续均匀性受载变形变形壳壁层纤维变形互挤压
2受载荷轴称
3边界条件轴称
22 推导力矩理根方程时微元截取时否采两相邻垂直轴线横截面代教材中线垂直壳体正交圆锥面？什？
答：理微元体取法影响应力分析结果计算程复杂程度影响
23 试分析标准椭圆封头采长短轴ab2原
答：半椭圆形端盖应力情况半球形端盖均匀碟形端盖长短轴2椭圆形端盖薄膜应力分析线点应力变化顶点处应力赤道出现周应力整端盖应力分布然拟均匀壁厚相等筒体联接椭圆形端盖达筒体等强度边缘附应力薄膜应力样联接般必考虑连续应力长短半轴2椭圆形端盖制造容易广泛采称标准椭圆盖
24 谓回转壳连续效应？连续应力重特征中β(Rt)方根两参数量物理意义什？
答： 壳体总体结构连续组合壳连接处附局部区域出现衰减快应力增现象称连续效应〞连续应力具局部性限性两种特性
25单层厚壁圆筒承受压时应力分布特征？承受压高时否仅增加壁厚提高承载力什？
答：〔应力分布特征见课23厚壁圆筒应力分析〕
单层厚壁圆筒应力分析知压力作筒壁应力分布均匀壁处应力外壁处应力着壁厚径K值增外壁应力差值增壁应力作强度设计控制条件壁外点处特外层材料均处远低控制条件允许应力水致局部筒壁材料没充分发挥承受压力载荷力时壁厚增加K值相应增加应力计算式分子分母值增加径定程度增加壁厚方法降低壁中应力效果明显
26 单层薄壁圆筒时承受压Pi外压Po作时否压差代入仅受压仅受外压厚壁圆筒筒壁应力计算式计算筒壁应力？什？
答：材料承受外压时单独承受时材料部力学形变应力样例筒体承受相外压时外压差零时筒壁应力等零
27 单层厚壁圆筒压温差时作时综合应力壁厚分布？筒壁屈服发生处？什？
答： 加热情况壁应力叠加改善外壁应力恶化外加热时相反壁应力恶化外壁应力改善
〔综合应力厚壁圆筒分布见课23厚壁圆筒应力分析〕
首先屈服点需通具体计算出意壁厚点
28 什厚壁圆筒微元体衡方程弹塑性应力分析中样适？
答： 微元体衡方程力衡角度列出涉材料性质参数〔弹性模量泊松〕涉应力应变关系弹塑性应力分析中然适
29 厚壁圆筒两端封闭承受轴力试问轴环径三应力关系式理想弹塑性材料弹性塑性阶段否成立什？
答： 成立
210 两厚壁圆筒单层层圆筒二者径材料相试问两厚壁圆筒爆破压力否相？什？
答：相采层圆筒结构层材料受压缩预应力作外层材料处拉伸状态厚壁圆筒承受工作压力时筒壁应力分布Lamè〔拉美〕公式确定弹性应力剩余应力叠加成壁处总应力降外壁处总应力升均化筒壁厚度方应力分布提高圆筒初始屈服压力提高爆破压力
211 预应力法提高厚壁圆筒屈服承载力根原理什？
答： 通压缩预应力层材料受压缩外层材料受拉伸厚壁圆筒承受工作压力时筒壁应力分布拉美公式确定弹性应力剩余应力叠加成壁处总应力降外壁处总压力升均化筒壁厚度方应力分布提高圆筒初始屈服压力
212承受横均布载荷圆形薄板力学特征什？承载力低薄壁壳体承载力原什？
答：受轴称均布载荷薄圆板应力特点
①板二应力行中面层相互间正应力剪力引起切应力均予忽略
②正应力板厚度呈直线分布板外表值纯弯曲应力
③应力半径分布周边支承方式关工程实际中圆板周边支承介两者间形式
④薄板结构弯曲应力成正薄壳拉〔压〕应力成正相条件薄板承载力低薄壳承载力
213试拟承受横均布载荷作圆形薄板周边简支固支情况弯曲应力挠度位置
答：
1挠度 周边固支周边简支圆板挠度板中心
周边固支时挠度
周边简支时挠度
二者
钢材代入式
说明周边简支板挠度远周边固支板挠度
2应力
周边固支圆板中正应力支承处径应力值
周边简支圆板中正应力板中心处径应力值
二者值
钢材代入式
说明周边简支板正应力周边固支板应力
21 4 试述承受均布外压回转壳破坏形式承受均布压回转壳作拟异？
答：
1压作壳体产生应力变形应力超材料屈服点壳体产生显著变形直断裂
2壳体承受均布外压作时壳壁中产生压缩薄膜应力受相等压时拉伸薄膜应力相时壳体两种失效形式：种强度缺乏发生压缩屈服失效种刚度缺乏发生失稳破坏
215 试述影响承受均布外压圆柱壳界压力素？提高圆柱壳弹性失稳界压力应采高强材料否什？
答：定外直径Do壳壁厚度t圆柱壳波纹数界压力决定圆柱壳端部边缘周约束形式约束处间距离界压力圆柱壳端部约束间距离圆柱壳两刚性元件间距离L关界压力着壳体材料弹性模量E泊松μ增增加非弹性失稳界压力材料屈服点关
弹性失稳界压力材料强度关采高强度材料提高圆柱壳弹性失稳界压力
216 求解压壳体接连接处局部应力种方法？
答：
(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
217 圆柱壳受介质压力作外附件传递外加载荷？
答：受介质压力作外程设备承受通接附件传递局部载荷设备重物料重量道附件重量支座约束反力温度变化引起载荷等载荷通常仅附件设备相连局部区域产生影响外压力作压力容器材料结构连续处截面尺寸形状突变区域两种材料连接处等会局部区域产生附加应力
第三章 压力容器材料环境时间性影响
31压力容器钢根求？
压力容器钢根求较高强度良塑性韧性制造性介质相容性
32影响压力容器钢材性环境素？
影响压力容器钢材性环境素温度载荷波动介质性质加载速率等
33什控制压力容器钢中硫磷含量？
硫磷钢中害元素硫促进非金属夹杂物形成塑性韧性降低磷提高钢强度会增加钢脆性特低温脆性硫磷等害元素含量控制低水提高钢材纯洁度提高钢材韧性抗中子辐脆化力改善抗应变时效性抗回火脆化性耐腐蚀性
34什说材料性劣化引起失效具突发性？工程采取措施预防种失效？
材料性劣化单外观检查损检测效发现引起事具突发性工程设计阶段预测材料性否会中劣化采取效防范措施
35压力容器选材应考虑素？
压力容器零件材料选择应综合考虑容器条件相容性零件功制造工艺材料性材料验〔历史〕综合济性标准标准
4 压力容器设计
思考题：
41保证安压力容器设计时应综合考虑素？具体求？
保证安压力容器设计应综合考虑材料结构许应力强〔刚〕度制造检验等环节环节环环相扣环节应予高度重视
压力容器设计根定工艺设计条件遵循现行标准标准规定确保安前提济正确选择材料进行结构强〔刚〕度密封设计结构设计确定合理济结构形式满足制造检验装配运输维修等求强〔刚〕度设计容确定结构尺寸满足强度刚度稳定性求确保容器安运行密封设计选择适宜密封结构材料保证密封性良
42压力容器设计文件应包括容？
压力容器设计文件应包括设计图样技术条件设计计算书必时应包括设计安装说明书假设分析设计标准设计应提供力分析报告
43压力容器设计设计准？压力容器失效形式什关系？
压力容器设计准致分强度失效设计准刚度失效设计准失稳失效设计准泄漏失效准
压力容器设计时应先确定容器发生失效形式选择适宜失效判设计准确定适设计标准标准标准求进行设计校核
44什设计压力？液化气体储存压力容器设计压力确定？
设计压力指相应设计温度确定容器计算壁厚元件尺寸压力
储存液化气体压力容器设计压力应高工作条件达高金属温度液化气体饱蒸汽压
45容器壳体壁温度外壁温度通传热计算出元件金属截面温度均值请问设计温度取？选材温度？
设计温度取选材设计温度准
46根定义图标出计算厚度设计厚度名义厚度厚度间关系述厚度中满足强度〔刚度稳定性〕寿命求厚度？什？
计算厚度
设计厚度
名义厚度
腐蚀裕量C2
厚度负偏差C1
第次厚度圆整值
厚度
中假设计算厚度厚度计算厚度取厚度值
设计厚度设计厚度计算厚度腐蚀裕量中计算厚度强度〔刚度〕公式确定腐蚀裕量设计寿命确定两者时满足强度寿命求
47影响材料设计系数素？
材料设计系数强度保险〞系数保证受压元件强度足够安储藏量应力计算精确性材料性均匀性载荷确实切程度制造工艺理先进性检验水等素着密切关系
48压力容器常规设计法分析设计法区？
(1) 常规设计：
① 容器承受载荷〞次施加静载荷处理涉容器疲劳寿命问题考虑热应力
② 常规设计材料力学弹性力学中简化模型根底确定筒体部件中均应力值限制弹性失效设计准确定许应力范围认筒体部件安
③ 常规设计标准中规定具体容器结构形式
(2) 分析设计：
① 种外载荷变形约束产生应力分计算出包括交变载荷热应力局部应力等
② 进行应力分类设计准限制保证容器期发生种形式失效
③ 应承受种载荷结构形式压力容器设计克服常规设计缺乏
49薄壁圆筒厚壁圆筒划分？强度设计理根底什？区？
假设圆筒外直径直径值≤11~12时称薄壁圆筒反称厚壁圆筒
薄壁圆筒强度设计薄膜理根底采拉应力准厚壁圆筒强度计算拉美公式根底采塑性失效设计准爆破失效设计准设计
410高压容器圆筒结构形式？什特点适范围？
(1) 层包扎式：制造工艺简单需型复杂加工设备单层式圆筒相安性高介质适应性强制造工序周期长效率低钢板材料利率低尤筒节间焊深环焊缝容器制造质量安显著影响
(2) 热套式：具包扎式圆筒数优点外具工序少周期短等优点
(3) 绕板式：机械化程度高制造效率高材料利率高筒节两端会出现明显累积间隙影响产品质量
(4) 整体层包扎式：种错开环缝合采液压夹钳逐层包扎圆筒结构防止圆筒出现深环焊缝性较高
(5) 绕带式：分型槽绕带式扁钢带倾角错绕式型槽绕带式结构圆筒具较高安性机械化程度高材料损耗少存预紧力压作筒壁应力分布拟均匀钢带技术求高扁钢带倾角错绕式圆筒结构具设计灵活制造方便性高线安监控容易等优点
411高压容器圆筒接深环焊缝什缺乏？防止？
高压容器圆筒接深环焊缝影响容器制造质量安：
(1) 损检测困难法超声检测射线检测
(2) 焊缝部位存焊接剩余应力焊缝晶粒易变粗韧性降焊缝质量较难保证
(3) 环焊缝坡口切削工作量焊接复杂
采整体层包扎式绕带式等组合式圆筒
412压厚壁圆筒中径公式第三强度理导出试作推导
仅受压作时圆筒壁处三应力分量分：
显然第三强度理：
413什GB150中规定压圆筒厚度计算公式仅适设计压力？
圆筒薄膜应力拉应力准导出压圆筒厚度计算公式： 〔1〕
形状改变屈服失效判计算出压厚壁筒体初始屈服压力实测值较吻合形状改变准相应应力强度较反映厚壁筒体实际应力水中径公式相应应力强度值径增增15时值
≈125
说明壁实际应力强度中径公式计算应力强度125倍GB150中取16液压试验〔125〕时筒体外表实际应力强度许应力125×125156<16倍说明筒体外表金属未达屈服点处弹性状态说明式〔1〕适厚度扩15
15时025代入式〔1〕：
压圆筒厚度计算公式〔1〕仅适≤04时
414椭圆形封头碟形封头均设置直边段？
直边段防止封头筒体连接环焊缝处出现曲率半径突变改善焊缝受力状况
415受力制造两方面拟半球形椭圆形碟形锥壳盖封头特点说明应场合
(1) 半球形封头
均匀压作薄壁球形容器薄膜应力相直径圆筒体半缺点深度直径时整体压困难直径采分瓣压拼焊工作量较半球形封头常高压容器
(2) 椭圆形封头
椭球局部线曲率变化滑连续应力分布拟均匀椭圆形封头深度较半球形封头易压成型目前中低压容器中应较封头
(3) 碟形封头
连续曲面线曲率半径突变两曲面连接处曲率较变化存着较边缘弯曲应力该边缘弯曲应力薄膜应力叠加该部位应力远远高部位受力状况佳渡环壳存降低封头深度方便成型加工压制碟形封头钢模加工简单碟形封头应范围较广泛
(4) 锥壳
结构连续锥壳应力分布理想特殊结构形式利固体颗粒悬浮粘稠液体排放作直径圆筒体中间渡段中低压容器中较普遍
(5) 盖
盖厚度计算圆板应力分析根底直径较压力较高容器
416螺栓法兰连接密封中垫片性参数？物理意义什？
(1) 垫片压力
形成初始密封条件时垫片单位面积受压紧力称垫片压力〞表示单位MPa
(2) 垫片系数
保证操作状态时法兰密封性必须施加垫片压应力称操作密封压操作密封压介质计算压力倍表示里称垫片系数〞次
417法兰标准化意义？选择标准法兰时应素确定法兰公称压力？
简化计算降低钱增加互换性制订系列法兰标准法兰标准根途分法兰容器法兰两套标准
法兰公称压力应取容器道设计压力相稍高级公称压力应低法兰材料工作温度允许工作压力
418法兰强度校核时什锥颈法兰环应力均值加限制？
法兰锥颈少量屈服时锥颈局部法兰环承受力矩重新分配锥颈已屈服局部承受载荷中局部需法兰环承法兰环实际应力超原法兰环强度条件法兰环产生屈服保证密封需锥颈局部法兰环均应力加限制
419简述强制式密封径轴紧式密封机理双锥环密封例说明保证紧密封正常工作条件
(1) 密封机理：
① 强制式密封：预紧工作状态完全连接件作力强行挤压密封元件达密封目
② 紧式密封：容器部介质压力压紧密封元件实现密封介质压力越高密封越紧式密封根密封元件变形形式分轴紧式密封径紧式密封轴紧式密封密封性密封元件轴刚度连接件轴刚度保证径紧式密封密封元件径刚度连接件径刚度实现
(2) 双锥密封种保存螺栓属径紧作半紧式密封结构保证紧密封正常工作应：
① 两锥面压必须软金属垫片需操作密封压
② 合理设计双锥环尺寸双锥环适刚度保持适回弹紧力
420GB150规定什情况壳体开孔行补强？什孔行补强？
GB150规定设计压力等25MPa壳体开孔两相邻开孔中心间距〔曲面间距弧长计算〕两孔直径两倍接公称外径等89mm时接厚度满足表1求行补强
表1 行补强接厚度
接公称外径
25
32
38
45
48
57
65
76
89
厚度
35
40
50
60
压力容器常常存种强度裕量例接壳体实际厚度强度需厚度接根部填角焊缝焊接接头系数1开孔位置焊缝素相壳体进行局部加强降低薄膜应力降低开孔处应力满足定条件开孔接予补强
421采补强圈补强时GB150范围作种限制原什？
补强圈等面积补强法限板开圆孔孔边应力分析作理实际开孔接位壳体板壳体总定曲率减实际应力集中系数理分析结果间差异GB150开孔尺寸形状予定限制：
① 圆筒开孔限制径≤1500mm时开孔直径≤≤520mm径＞1500mm时开孔直径≤≤1000mm
② 凸形封头球壳开孔直径≤
③ 锥壳〔锥形封头〕开孔直径≤开孔中心处锥壳直径
④ 椭圆形碟形封头渡局部开孔时孔中心线宜垂直封头外表
422什情况压力容器允许设置检查孔？
容器假设符合条件必开设检查孔：①筒体径等300mm压力容器②容器设拆卸封头盖板够开关盖子封头盖板盖子尺寸规定检查孔尺寸③腐蚀轻微腐蚀需做部检查清理压力容器④制冷装置压力容器⑤换热器
423试拟安阀爆破片优缺点？什情况必须采爆破片装置？
(1) 安阀
安阀作通阀动开启排出气体降低容器高压力优点仅排放容器高规定值局部压力容器压力降稍低正常操作压力时动关闭防止旦容器超压全部气体排出造成浪费中断生产重复屡次安装调整拟容易密封性较差阀开启滞现象泄压反响较慢
(2) 爆破片
爆破片种断裂型安泄放装置利爆破片标定爆破压力发生断裂达泄压目泄压爆破片继续效容器迫停止运行然爆破片种爆破重新闭合泄放装置安阀相两特点：密闭性做完全密封二破裂速度快泄压反响迅速安阀起效保护作时必须爆破片爆破片安阀组合装置
场合应优先选爆破片作安泄放装置：
①介质洁净气体压力容器②物料化学反响压力迅速升压力容器③毒性程度极度高度危害气体介质盛装贵重介质压力容器④介质强腐蚀性气体压力容器腐蚀性介质耐腐蚀贵重材料制造安阀钱高制造爆破片钱非常低廉
424压力试验目什？什采液压试验？
压容器耐压试验目：超设计压力考核缺陷否会发生快速扩展造成破坏开裂造成渗漏检验密封结构密封性外压容器外压作容器中缺陷受压应力作发生开裂外压界失稳压力容器尺寸制造精度关缺陷关般外压试验考核稳定性压试验进行试漏〞检查否存穿透性缺陷
相压力容积试验介质压缩系数越容器储存量越爆炸越危险应选压缩系数流体作试验介质常温时水压缩系数气体源丰富常试验介质
425简述带夹套压力容器压力试验步骤筒夹套组装序
夹套容器筒夹套组成腔压力容器腔设计压力通常应图样分注明筒夹套试验压力值筒根实际情况外压容器压容器确定试验压力夹套压容器确定试验压力
先做筒压力试验压力试验安组装夹套确定夹套试验压力必须校核筒该试验压力稳定性满足外压稳定性求作夹套液压试验时必须时筒保持定压力确保夹套试压时筒稳定性
426什压力容器中应力进行分类？应力分类原什？
压力容器承受载荷种类型机械载荷〔包括压力重力支座反力风载荷震载荷等〕热载荷等施加整容器〔压力〕施加容器局部部位〔支座反力〕载荷容器中产生应力分布容器失效影响相分布范围应力遍布整容器壳体会造成容器整体范围弹性塑性失效应力存容器局部部位会造成容器局部弹塑性失效疲劳失效应力产生原应力必须满足外载荷静力衡关系外载荷增加增加直接导致容器失效应力载荷作变形协调引起具限性〞
必应力进行分类设计准限制
压力容器应力分类应力容器强度失效起作种作取决两素：〔1〕 应力产生原应力外载荷直接产生变形协调程中产生外载荷机械载荷热载荷〔2〕应力作区域分布形式应力作总体范围局部范围厚度分布均匀线性非线性
427次应力二次应力峰值应力区什？
1次应力指衡外加机械载荷必须应力次应力必须满足外载荷力力矩静力衡关系外载荷增加增加会达材料屈服点行限制次应力根特征非限性〞外次应力超屈服点时引起容器总体范围显著变形破坏容器失效影响
2二次应力指相邻部件约束结构身约束引起正应力剪应力二次应力外载荷直接产生作衡外载荷结构受载时变形协调种应力根特征具限性局部范围材料发生屈服量塑性流动时相邻局部间变形约束缓解继续开展应力动限制定范围
3峰值应力局部结构连续局部热应力影响叠加次加二次应力应力增量介质温度急剧变化器壁壁中引起热应力入峰值应力峰值应力特点高度局部性引起明显变形害性仅引起疲劳破坏脆性断裂
428分析设计标准划分五组应力强度？许值分少？确定？
(1)次总体薄膜应力强度SⅠ 许值极限分析原理确定SⅠ (2)次局部薄膜应力强度SⅡ SⅡ<15KSm
(3)次薄膜〔总体局部〕加次弯曲应力强度SⅢ SⅢ<15KSm
(4)次加二次应力强度SⅣ 根安定性分析次加二次应力强度SⅣ许值3Sm
(5)峰值应力强度SⅤ 疲劳失效设计准峰值应力强度应疲劳设计曲线应力幅Sa进行评定SⅤ
429疲劳分析中什考虑均应力影响？考虑？
疲劳试验曲线计算曲线均应力零称应力循环绘制压力容器非称应力循环工作疲劳试验曲线计算曲线变工程应设计疲劳曲线取定安系数外必须考虑均应力影响
均应力增加时循环次数发生破坏交变应力幅降说非称循环交变应力作均应力增加会疲劳寿命降关疲劳寿命均应力交变应力幅间相互关系描述种形式简单Goodman提出方程〔见课45疲劳分析〕
第五章 储存设备
思考题51
根JB4731规定取A等02L超025L否容器外伸端支座界面应力A＝0207L时双支座跨距中间截面弯距支座截面处弯距绝值相等两截面保持等强度考虑弯距外载荷常取外圆筒弯距较取A等02L
A满足等02L时A等05Rm〔Rm圆筒均半径〕支座封头充分利封头支座处圆筒加强作
思考题52
〔图见课〕
外伸梁剪力弯矩图图类似两端没剪力弯矩作两端剪力弯矩均零
思考题53
支座处截面受剪力作产生周弯距周弯距作导致支座处圆筒半部发生变形产生谓扁塌〞现象
设置加强圈者支座封头布置利加强圈封头加强作
思考题54
①圆筒轴应力轴弯矩引起
②支座截面处圆筒封头切切应力封头附加拉伸应力横剪力引起
③支座截面处圆筒周弯曲应力截面切切应力引起
④支座截面处圆筒周压缩应力通鞍座作圆筒载荷导致
思考题55
鞍座包角仅影响鞍座处圆筒截面应力分布影响卧式储罐稳定性储罐－支座系统重心包角鞍座重量轻重心高鞍座处圆筒应力较
思考题56
卧式储罐支座结构原设置封头处〔A>05Ri〕圆筒缺乏承受周弯距时需支座截面处圆筒设置加强圈便圆筒起承载
思考题57
球形储罐应力分布均匀
设计时考虑压力载荷重量载荷风载荷雪载荷震载荷环境温度变化引起载荷
纯桔瓣式特点球壳拼装焊缝较规施焊组装拟容易加快组装进度实施动焊球瓣带位置尺寸带称带间互换料成型复杂板材利率低板材较易设计孔接易错开焊缝
足球瓣式块尺寸相料规格化材料利率互换性组装焊缝短焊缝排布拟困难组装困难类罐适容积较
混合式罐体根结合前面两种点现应拟广泛
思考题58 支柱球壳赤道带等距离布置支柱中心线球壳相切相割焊接起假设相割支柱中心线球壳交点球心连线赤道面夹角10°～20°承受风载荷震载荷保证稳定性必须支柱间设置连接拉杆
思考题59 仅考虑环境温度风载荷雪载荷震载荷注意液化气体膨胀性压缩性
第六章 换热设备
思考题61
换热设备热传递原理传热方式进行分类分种形式：
1直接接触式换热器 利冷热流体直接接触彼混合进行换热
2蓄热式换热器 助固体构成蓄热体热流体冷流体交接触热量热流体传递冷流体
3间壁式换热器 利间壁〔固体壁面〕冷热两种流体隔开热量热流体通间壁传递冷流体
4中间载热体式换热器 载热体高温流体换热器低温流体换热器间循环高温流体换热器中吸收热量低温流体换热器中热量释放低温流体
思考题62
1式换热器 传热结构形式致分蛇式换热器套式换热器缠绕式换热器壳式换热器
换热效率结构紧凑性单位传热面积金属消耗量等方面新型换热器具结构巩固适应性强易制造承受较高操作压力温度等优点高温高压型换热器中式换热器占绝优势目前广泛类换热器
2板面式换热器 传热板面结构形式分：螺旋板式换热器板式换热器板翅式换热器板壳式换热器伞板式换热器
传热性式换热器优越结构特点流体较低速度达湍流状态强化传热板面式换热器采板材制作规模组织生产时降低设备钱耐压性式换热器差
3满足工艺特殊求设计具特殊结构换热器回转式换热器热换热器聚四氟乙烯换热器石墨换热器等
思考题63
1固定板式：结构简单承压高程易清洁产生较热应力适壳侧介质清洁壳温差壳侧压力高
2浮头式：结构复杂热应力间清洗方便密封求高适壳侧结垢温差
3U形式：结构拟简单层更换适清洁高温高压
4填料函式：结构简单间清洗方便填料处易泄漏适4MPa温度受限制
思考题64
1强度胀〔密封抗拉脱弱缝隙〕
2强度焊〔密封抗拉脱强缝隙存焊接剩余热应力〕
3胀焊〔先焊胀少保证中抗拉脱〕
思考题65
横流诱导振动原：卡曼漩涡流体弹性扰动湍流颤振声振动射流转换
横流速度较低时容易产生周期性卡曼漩涡时换热器中产生子振动
产生声振动横流速度较高时子振动般情况流体弹性稳定性激发
振动会产生声振动横流速度高会出现射流转换引起子振动
防止出现振激振频率远离固频率通改变流速改变子固频率增设消
声板抑制周期性漩涡设置防板导流筒等途径实现
思考题66
换热设备中传热程强化通提高传热系数增换热面积增均传热温差实现
提高流传热系数方法分功传热强化功传热强化：
1功传热强化 应外部量达传热强化目搅拌换热介质换热外表流体振动电磁场作流体促换热外表附流体混合等技术
2功传热强化 需应外部量达传热强化目换热器设计中功传热强化法扩展外表增加传热面积提高传热系数
a槽翅片增加壁区湍流度设计结构时注意优先增强传热系数侧湍流度
b改变壳程挡板结构〔弓形折流板异形孔板网状整圆形板〕减少死区改变束支撑结构〔杆式支撑〕减少死区
第七章塔设备
思考题71
填料塔板式塔种件外均塔体支座孔手孔沫器接吊柱扶梯操作台等组成
〔具体作参考课〕
思考题72
液体分布器安装填料部液相加料回流液均匀分布填料外表形成液体初始分布
思考题73
1质量载荷
塔体裙座塔件塔附件操作台扶梯质量偏心载荷〔沸器冷凝器等附属设备〕
操作时物料质量
水压试验时充水质量
2偏心载荷〔弯矩〕
3风载荷
4震载荷〔垂直水〕
5压外压
6
塔正常操作停工检修压力试验等三种工况载荷述种载荷组合请读者思考
思考题74
根压计算塔体厚度正常操作停工检修压力试验工况分进行轴拉伸应力压缩应力校核满足求需调整塔体厚度重新进行应力校核
确定筒体轴应力？〔思路〕
压外压引起
重力引起
垂直震力
弯矩〔风载水震力偏心弯矩〕
思考题75
安装室外塔设备风力作产生两方振动种风振动振动方着风方种横振动振动方着风垂直方称横振动风诱导振动
防止塔振塔操作时激振力频率(升力作频率旋涡脱落频率)fv塔体第振型固频率085~13倍范围采取措施达目：1增塔固频率2采扰流装置3增塔阻尼
思考题76
1裙座底部截面孔中心横截面危险截面
2筒体群座连接处横截面
第八章 反响设备
思考题81
反响设备分化学反响器生物反响器前者指中实现化学反响反响物通化学反响转变反响产物设备者指细胞酶提供适宜反响环境达细胞生长代谢进行反响设备〔具体分类见课81反响器分类〕
思考题82
搅拌反响器搅拌容器搅拌机两局部组成搅拌容器包括筒体换热元件构件搅拌器搅拌轴密封装置传动装置等统称搅拌机
思考题83
常换热元件夹套盘夹套换热面积满足传热求时应优先采夹套样减少容器构件便清洗占效容积
夹套结构型式：整体夹套型钢夹套半圆夹套蜂窝夹套等
〔具体结构特征请参课〕
思考题84
搅拌机顶插式中心安装立式圆筒三种根流型：径流轴流切流
中心安装搅拌机外偏心式底插式侧插式斜插式卧式等安装方式
思考题85
1浆式搅拌器低粘度转速较高容积
2推进式搅拌器低粘度转速高循环力强容积搅拌
3涡轮式中粘度达50Pas范围较广转速较高中容积
4锚式高粘高达100Pas转速较低
思考题86
涡轮式搅拌器应较广种搅拌器效完成搅拌操作处理粘度范围广流体涡轮式搅拌器分开式盘式二类涡轮式搅拌器较剪切力流体微团分散细适低粘度中等粘度流体混合液—液分散液—固悬浮促进良传热传质化学反响直叶剪切作较属剪切型搅拌器弯叶指叶片着流动方弯曲降低功率消耗适含易碎固体颗粒流体搅拌
直叶弯叶径流型挡板时桨叶界形成两循环流折叶轴分流轴流型
思考题87
生物反响器中常常采机械搅拌式反响器发酵罐处理象微生物繁殖生长化学反响程区设计中充分考虑素：
(1)生物反响器相体系中进行发酵液粘度变化生物颗粒具生命活力形态着加工程进行变化
(2)数生物颗粒剪切力非常敏感 剪切作影响细胞生成速率组成例搅拌产生剪切力控制定范围
(3)数微生物发酵需氧气 氧气需氧菌培养关重短暂缺氧会导致菌体失活死亡氧水中溶解度极低氧气供成十分突出问题
思考题88
设计搅拌轴时应考虑四素：
①扭转变形
②界转速
③扭矩弯矩联合作强度
④轴封处允许径位移
思考题89
机械搅拌反响器轴封两种：填料密封机械密封
1填料密封结构简单制造容易适非腐蚀性弱腐蚀性介质密封求高允许定期维护搅拌设备
2机械密封转轴密封面轴改径通动环静环两端面相互贴合作相运动达密封装置称端面密封机械密封泄漏率低密封性功耗寿命长搅拌反响器中广泛应
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思考题11 介质毒性程度易燃特性压力容器设计制造理影响？
答：国压力容器安技术监察规程根整体危害水压力容器进行分类压力容器破裂爆炸时产生危害愈压力容器设计制造检验理求愈高
设计压力容器时化学介质高容许浓度国化学介质分极度危害〔Ⅰ级〕高度危害〔Ⅱ级〕中度危害〔Ⅲ级〕轻度危害〔Ⅳ级〕等四级介质毒性程度愈高压力容器爆炸泄漏造成危害愈严重压力容器盛装易燃介质指易燃气体液化气体盛装易燃介质压力容器发生泄漏爆炸时会引起火灾二次爆炸造成更严重财产损失员伤亡
品种相压力积相等压力容器盛装介质易燃特性毒性程度愈高潜危害愈相应设计制造理提出更加严格求例Q235B钢板制造毒性程度极度高度危害介质压力容器盛装毒性程度极度高度危害介质压力容器制造时碳素钢低合金板应逐张进行超声检测整体必须进行焊热处理容器AB类焊接接头应进行100％射线超声检测液压试验合格应进行气密性试验制造毒性程度中度轻度容器求低易燃介质压力容器焊缝均应采全熔透结构
思考题12 压力容器局部组成？分起什作？
答：
筒体：压力容器储存物料完成化学反响需压力空间压力容器受压元件
封头：效保证密封节省材料减少加工制造工作量
密封装置：密封装置性程度决定压力容器否正常安 运行
开孔接：压力容器筒体者封头开设种孔者安装接安装压力表液面计安阀测温仪等接开孔工艺求检修需
支座：压力容器支座支承固定根底
安附件：保证压力容器安工艺程正常进行
思考题13 容规确定压力容器类时什仅根压力视压力容积积pV进行分类？
答：压力容器安技术监察规程整体危害水压力容器进行分类假设压力容器发生事时危害性越高需进行安技术监督理力度越容器设计制造检验理求越高
压力容器蓄量部介质压力介质体积密切相关：体积越压力越高储藏量越发生破裂爆炸时产生危害越
压力容器安技术监察规程确定压力容器类时仅根压力视压力容积积pV进行分类
思考题14 容规GB150适范围否相？什？
答：压力容器安技术监察规程GB150适范围相异处见表：
项 目
压力容器安技术监察规程
GB150
压 力
高工作压力Pw ≥01MPa
Pw < 100MPa
设计压力Pd ≥01MPa
真空度≥002MPaPd ≤35MPa
温 度
未作规定
Td ： －196℃～材料蠕变温度
尺寸
径Di≥015m容积V≥0025m3
径Di≥015m
介 质
气体液化气体高工作温度高等标准沸点液体
未作规定
否适需作疲劳分析容器
适
适
材 料
钢铸铁色金属
钢
容器安装方式
固定式移动式
固定式
思考题15 GB150JB4732JBT4735三标准？适范围什？
答： GB150：钢制压力容器中国第部压力容器国家标准适压力35Mpa钢制压力容器设计制造检验验收设计温度根钢材允许温度确定弹性失效失稳失效设计准固定承受载荷压力容器
JB4732：钢制压力容器――分析设计准分析设计准适压力低100Mpa设计温度钢材儒变控制设计应力相应温度采塑性失效失稳失效疲劳失效设计准
JBT4735：钢制焊接常压容器属常规设计准适压力002Mpa～01Mpa低压容器适盛装高度毒性极度危害介质容器采弹性失效失稳失效准
思考题16 程设备根求？求素？
答：
安
满足程求
综合济性
易操作维护控制
优良环境性
(具体容参课绪)
思考题17 做压力容器爆破实验时发现容器首先破坏方般离封头筒体连接处段距离方非处理应力集中连接处方请问原？
答：理应力集中方假设材料弹性区域计算出压力容器破坏时材已处塑性区域满足弹性理条件应力塑性规律重新分布时应力方已连接处方首先破坏连接处处封头筒体连接处段距离方
第2章 压力容器应力分析
21 壳体成回转薄壳轴称问题条件什？
答：
1假设壳体材料连续均匀性受载变形变形壳壁层纤维变形互挤压
2受载荷轴称
3边界条件轴称
22 推导力矩理根方程时微元截取时否采两相邻垂直轴线横截面代教材中线垂直壳体正交圆锥面？什？
答：理微元体取法影响应力分析结果计算程复杂程度影响
23 试分析标准椭圆封头采长短轴ab2原
答：半椭圆形端盖应力情况半球形端盖均匀碟形端盖长短轴2椭圆形端盖薄膜应力分析线点应力变化顶点处应力赤道出现周应力整端盖应力分布然拟均匀壁厚相等筒体联接椭圆形端盖达筒体等强度边缘附应力薄膜应力样联接般必考虑连续应力长短半轴2椭圆形端盖制造容易广泛采称标准椭圆盖
24 谓回转壳连续效应？连续应力重特征中β(Rt)方根两参数量物理意义什？
答： 壳体总体结构连续组合壳连接处附局部区域出现衰减快应力增现象称连续效应〞连续应力具局部性限性两种特性
25单层厚壁圆筒承受压时应力分布特征？承受压高时否仅增加壁厚提高承载力什？
答：〔应力分布特征见课23厚壁圆筒应力分析〕
单层厚壁圆筒应力分析知压力作筒壁应力分布均匀壁处应力外壁处应力着壁厚径K值增外壁应力差值增壁应力作强度设计控制条件壁外点处特外层材料均处远低控制条件允许应力水致局部筒壁材料没充分发挥承受压力载荷力时壁厚增加K值相应增加应力计算式分子分母值增加径定程度增加壁厚方法降低壁中应力效果明显
26 单层薄壁圆筒时承受压Pi外压Po作时否压差代入仅受压仅受外压厚壁圆筒筒壁应力计算式计算筒壁应力？什？
答：材料承受外压时单独承受时材料部力学形变应力样例筒体承受相外压时外压差零时筒壁应力等零
27 单层厚壁圆筒压温差时作时综合应力壁厚分布？筒壁屈服发生处？什？
答： 加热情况壁应力叠加改善外壁应力恶化外加热时相反壁应力恶化外壁应力改善
〔综合应力厚壁圆筒分布见课23厚壁圆筒应力分析〕
首先屈服点需通具体计算出意壁厚点
28 什厚壁圆筒微元体衡方程弹塑性应力分析中样适？
答： 微元体衡方程力衡角度列出涉材料性质参数〔弹性模量泊松〕涉应力应变关系弹塑性应力分析中然适
29 厚壁圆筒两端封闭承受轴力试问轴环径三应力关系式理想弹塑性材料弹性塑性阶段否成立什？
答： 成立
210 两厚壁圆筒单层层圆筒二者径材料相试问两厚壁圆筒爆破压力否相？什？
答：相采层圆筒结构层材料受压缩预应力作外层材料处拉伸状态厚壁圆筒承受工作压力时筒壁应力分布Lamè〔拉美〕公式确定弹性应力剩余应力叠加成壁处总应力降外壁处总应力升均化筒壁厚度方应力分布提高圆筒初始屈服压力提高爆破压力
211 预应力法提高厚壁圆筒屈服承载力根原理什？
答： 通压缩预应力层材料受压缩外层材料受拉伸厚壁圆筒承受工作压力时筒壁应力分布拉美公式确定弹性应力剩余应力叠加成壁处总应力降外壁处总压力升均化筒壁厚度方应力分布提高圆筒初始屈服压力
212承受横均布载荷圆形薄板力学特征什？承载力低薄壁壳体承载力原什？
答：受轴称均布载荷薄圆板应力特点
①板二应力行中面层相互间正应力剪力引起切应力均予忽略
②正应力板厚度呈直线分布板外表值纯弯曲应力
③应力半径分布周边支承方式关工程实际中圆板周边支承介两者间形式
④薄板结构弯曲应力成正薄壳拉〔压〕应力成正相条件薄板承载力低薄壳承载力
213试拟承受横均布载荷作圆形薄板周边简支固支情况弯曲应力挠度位置
答：
1挠度 周边固支周边简支圆板挠度板中心
周边固支时挠度
周边简支时挠度
二者
钢材代入式
说明周边简支板挠度远周边固支板挠度
2应力
周边固支圆板中正应力支承处径应力值
周边简支圆板中正应力板中心处径应力值
二者值
钢材代入式
说明周边简支板正应力周边固支板应力
21 4 试述承受均布外压回转壳破坏形式承受均布压回转壳作拟异？
答：
1压作壳体产生应力变形应力超材料屈服点壳体产生显著变形直断裂
2壳体承受均布外压作时壳壁中产生压缩薄膜应力受相等压时拉伸薄膜应力相时壳体两种失效形式：种强度缺乏发生压缩屈服失效种刚度缺乏发生失稳破坏
215 试述影响承受均布外压圆柱壳界压力素？提高圆柱壳弹性失稳界压力应采高强材料否什？
答：定外直径Do壳壁厚度t圆柱壳波纹数界压力决定圆柱壳端部边缘周约束形式约束处间距离界压力圆柱壳端部约束间距离圆柱壳两刚性元件间距离L关界压力着壳体材料弹性模量E泊松μ增增加非弹性失稳界压力材料屈服点关
弹性失稳界压力材料强度关采高强度材料提高圆柱壳弹性失稳界压力
216 求解压壳体接连接处局部应力种方法？
答：
(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
217 圆柱壳受介质压力作外附件传递外加载荷？
答：受介质压力作外程设备承受通接附件传递局部载荷设备重物料重量道附件重量支座约束反力温度变化引起载荷等载荷通常仅附件设备相连局部区域产生影响外压力作压力容器材料结构连续处截面尺寸形状突变区域两种材料连接处等会局部区域产生附加应力
第三章 压力容器材料环境时间性影响
31压力容器钢根求？
压力容器钢根求较高强度良塑性韧性制造性介质相容性
32影响压力容器钢材性环境素？
影响压力容器钢材性环境素温度载荷波动介质性质加载速率等
33什控制压力容器钢中硫磷含量？
硫磷钢中害元素硫促进非金属夹杂物形成塑性韧性降低磷提高钢强度会增加钢脆性特低温脆性硫磷等害元素含量控制低水提高钢材纯洁度提高钢材韧性抗中子辐脆化力改善抗应变时效性抗回火脆化性耐腐蚀性
34什说材料性劣化引起失效具突发性？工程采取措施预防种失效？
材料性劣化单外观检查损检测效发现引起事具突发性工程设计阶段预测材料性否会中劣化采取效防范措施
35压力容器选材应考虑素？
压力容器零件材料选择应综合考虑容器条件相容性零件功制造工艺材料性材料验〔历史〕综合济性标准标准
4 压力容器设计
思考题：
41保证安压力容器设计时应综合考虑素？具体求？
保证安压力容器设计应综合考虑材料结构许应力强〔刚〕度制造检验等环节环节环环相扣环节应予高度重视
压力容器设计根定工艺设计条件遵循现行标准标准规定确保安前提济正确选择材料进行结构强〔刚〕度密封设计结构设计确定合理济结构形式满足制造检验装配运输维修等求强〔刚〕度设计容确定结构尺寸满足强度刚度稳定性求确保容器安运行密封设计选择适宜密封结构材料保证密封性良
42压力容器设计文件应包括容？
压力容器设计文件应包括设计图样技术条件设计计算书必时应包括设计安装说明书假设分析设计标准设计应提供力分析报告
43压力容器设计设计准？压力容器失效形式什关系？
压力容器设计准致分强度失效设计准刚度失效设计准失稳失效设计准泄漏失效准
压力容器设计时应先确定容器发生失效形式选择适宜失效判设计准确定适设计标准标准标准求进行设计校核
44什设计压力？液化气体储存压力容器设计压力确定？
设计压力指相应设计温度确定容器计算壁厚元件尺寸压力
储存液化气体压力容器设计压力应高工作条件达高金属温度液化气体饱蒸汽压
45容器壳体壁温度外壁温度通传热计算出元件金属截面温度均值请问设计温度取？选材温度？
设计温度取选材设计温度准
46根定义图标出计算厚度设计厚度名义厚度厚度间关系述厚度中满足强度〔刚度稳定性〕寿命求厚度？什？
计算厚度
设计厚度
名义厚度
腐蚀裕量C2
厚度负偏差C1
第次厚度圆整值
厚度
中假设计算厚度厚度计算厚度取厚度值
设计厚度设计厚度计算厚度腐蚀裕量中计算厚度强度〔刚度〕公式确定腐蚀裕量设计寿命确定两者时满足强度寿命求
47影响材料设计系数素？
材料设计系数强度保险〞系数保证受压元件强度足够安储藏量应力计算精确性材料性均匀性载荷确实切程度制造工艺理先进性检验水等素着密切关系
48压力容器常规设计法分析设计法区？
(1) 常规设计：
① 容器承受载荷〞次施加静载荷处理涉容器疲劳寿命问题考虑热应力
② 常规设计材料力学弹性力学中简化模型根底确定筒体部件中均应力值限制弹性失效设计准确定许应力范围认筒体部件安
③ 常规设计标准中规定具体容器结构形式
(2) 分析设计：
① 种外载荷变形约束产生应力分计算出包括交变载荷热应力局部应力等
② 进行应力分类设计准限制保证容器期发生种形式失效
③ 应承受种载荷结构形式压力容器设计克服常规设计缺乏
49薄壁圆筒厚壁圆筒划分？强度设计理根底什？区？
假设圆筒外直径直径值≤11~12时称薄壁圆筒反称厚壁圆筒
薄壁圆筒强度设计薄膜理根底采拉应力准厚壁圆筒强度计算拉美公式根底采塑性失效设计准爆破失效设计准设计
410高压容器圆筒结构形式？什特点适范围？
(1) 层包扎式：制造工艺简单需型复杂加工设备单层式圆筒相安性高介质适应性强制造工序周期长效率低钢板材料利率低尤筒节间焊深环焊缝容器制造质量安显著影响
(2) 热套式：具包扎式圆筒数优点外具工序少周期短等优点
(3) 绕板式：机械化程度高制造效率高材料利率高筒节两端会出现明显累积间隙影响产品质量
(4) 整体层包扎式：种错开环缝合采液压夹钳逐层包扎圆筒结构防止圆筒出现深环焊缝性较高
(5) 绕带式：分型槽绕带式扁钢带倾角错绕式型槽绕带式结构圆筒具较高安性机械化程度高材料损耗少存预紧力压作筒壁应力分布拟均匀钢带技术求高扁钢带倾角错绕式圆筒结构具设计灵活制造方便性高线安监控容易等优点
411高压容器圆筒接深环焊缝什缺乏？防止？
高压容器圆筒接深环焊缝影响容器制造质量安：
(1) 损检测困难法超声检测射线检测
(2) 焊缝部位存焊接剩余应力焊缝晶粒易变粗韧性降焊缝质量较难保证
(3) 环焊缝坡口切削工作量焊接复杂
采整体层包扎式绕带式等组合式圆筒
412压厚壁圆筒中径公式第三强度理导出试作推导
仅受压作时圆筒壁处三应力分量分：
显然第三强度理：
413什GB150中规定压圆筒厚度计算公式仅适设计压力？
圆筒薄膜应力拉应力准导出压圆筒厚度计算公式： 〔1〕
形状改变屈服失效判计算出压厚壁筒体初始屈服压力实测值较吻合形状改变准相应应力强度较反映厚壁筒体实际应力水中径公式相应应力强度值径增增15时值
≈125
说明壁实际应力强度中径公式计算应力强度125倍GB150中取16液压试验〔125〕时筒体外表实际应力强度许应力125×125156<16倍说明筒体外表金属未达屈服点处弹性状态说明式〔1〕适厚度扩15
15时025代入式〔1〕：
压圆筒厚度计算公式〔1〕仅适≤04时
414椭圆形封头碟形封头均设置直边段？
直边段防止封头筒体连接环焊缝处出现曲率半径突变改善焊缝受力状况
415受力制造两方面拟半球形椭圆形碟形锥壳盖封头特点说明应场合
(1) 半球形封头
均匀压作薄壁球形容器薄膜应力相直径圆筒体半缺点深度直径时整体压困难直径采分瓣压拼焊工作量较半球形封头常高压容器
(2) 椭圆形封头
椭球局部线曲率变化滑连续应力分布拟均匀椭圆形封头深度较半球形封头易压成型目前中低压容器中应较封头
(3) 碟形封头
连续曲面线曲率半径突变两曲面连接处曲率较变化存着较边缘弯曲应力该边缘弯曲应力薄膜应力叠加该部位应力远远高部位受力状况佳渡环壳存降低封头深度方便成型加工压制碟形封头钢模加工简单碟形封头应范围较广泛
(4) 锥壳
结构连续锥壳应力分布理想特殊结构形式利固体颗粒悬浮粘稠液体排放作直径圆筒体中间渡段中低压容器中较普遍
(5) 盖
盖厚度计算圆板应力分析根底直径较压力较高容器
416螺栓法兰连接密封中垫片性参数？物理意义什？
(1) 垫片压力
形成初始密封条件时垫片单位面积受压紧力称垫片压力〞表示单位MPa
(2) 垫片系数
保证操作状态时法兰密封性必须施加垫片压应力称操作密封压操作密封压介质计算压力倍表示里称垫片系数〞次
417法兰标准化意义？选择标准法兰时应素确定法兰公称压力？
简化计算降低钱增加互换性制订系列法兰标准法兰标准根途分法兰容器法兰两套标准
法兰公称压力应取容器道设计压力相稍高级公称压力应低法兰材料工作温度允许工作压力
418法兰强度校核时什锥颈法兰环应力均值加限制？
法兰锥颈少量屈服时锥颈局部法兰环承受力矩重新分配锥颈已屈服局部承受载荷中局部需法兰环承法兰环实际应力超原法兰环强度条件法兰环产生屈服保证密封需锥颈局部法兰环均应力加限制
419简述强制式密封径轴紧式密封机理双锥环密封例说明保证紧密封正常工作条件
(1) 密封机理：
① 强制式密封：预紧工作状态完全连接件作力强行挤压密封元件达密封目
② 紧式密封：容器部介质压力压紧密封元件实现密封介质压力越高密封越紧式密封根密封元件变形形式分轴紧式密封径紧式密封轴紧式密封密封性密封元件轴刚度连接件轴刚度保证径紧式密封密封元件径刚度连接件径刚度实现
(2) 双锥密封种保存螺栓属径紧作半紧式密封结构保证紧密封正常工作应：
① 两锥面压必须软金属垫片需操作密封压
② 合理设计双锥环尺寸双锥环适刚度保持适回弹紧力
420GB150规定什情况壳体开孔行补强？什孔行补强？
GB150规定设计压力等25MPa壳体开孔两相邻开孔中心间距〔曲面间距弧长计算〕两孔直径两倍接公称外径等89mm时接厚度满足表1求行补强
表1 行补强接厚度
接公称外径
25
32
38
45
48
57
65
76
89
厚度
35
40
50
60
压力容器常常存种强度裕量例接壳体实际厚度强度需厚度接根部填角焊缝焊接接头系数1开孔位置焊缝素相壳体进行局部加强降低薄膜应力降低开孔处应力满足定条件开孔接予补强
421采补强圈补强时GB150范围作种限制原什？
补强圈等面积补强法限板开圆孔孔边应力分析作理实际开孔接位壳体板壳体总定曲率减实际应力集中系数理分析结果间差异GB150开孔尺寸形状予定限制：
① 圆筒开孔限制径≤1500mm时开孔直径≤≤520mm径＞1500mm时开孔直径≤≤1000mm
② 凸形封头球壳开孔直径≤
③ 锥壳〔锥形封头〕开孔直径≤开孔中心处锥壳直径
④ 椭圆形碟形封头渡局部开孔时孔中心线宜垂直封头外表
422什情况压力容器允许设置检查孔？
容器假设符合条件必开设检查孔：①筒体径等300mm压力容器②容器设拆卸封头盖板够开关盖子封头盖板盖子尺寸规定检查孔尺寸③腐蚀轻微腐蚀需做部检查清理压力容器④制冷装置压力容器⑤换热器
423试拟安阀爆破片优缺点？什情况必须采爆破片装置？
(1) 安阀
安阀作通阀动开启排出气体降低容器高压力优点仅排放容器高规定值局部压力容器压力降稍低正常操作压力时动关闭防止旦容器超压全部气体排出造成浪费中断生产重复屡次安装调整拟容易密封性较差阀开启滞现象泄压反响较慢
(2) 爆破片
爆破片种断裂型安泄放装置利爆破片标定爆破压力发生断裂达泄压目泄压爆破片继续效容器迫停止运行然爆破片种爆破重新闭合泄放装置安阀相两特点：密闭性做完全密封二破裂速度快泄压反响迅速安阀起效保护作时必须爆破片爆破片安阀组合装置
场合应优先选爆破片作安泄放装置：
①介质洁净气体压力容器②物料化学反响压力迅速升压力容器③毒性程度极度高度危害气体介质盛装贵重介质压力容器④介质强腐蚀性气体压力容器腐蚀性介质耐腐蚀贵重材料制造安阀钱高制造爆破片钱非常低廉
424压力试验目什？什采液压试验？
压容器耐压试验目：超设计压力考核缺陷否会发生快速扩展造成破坏开裂造成渗漏检验密封结构密封性外压容器外压作容器中缺陷受压应力作发生开裂外压界失稳压力容器尺寸制造精度关缺陷关般外压试验考核稳定性压试验进行试漏〞检查否存穿透性缺陷
相压力容积试验介质压缩系数越容器储存量越爆炸越危险应选压缩系数流体作试验介质常温时水压缩系数气体源丰富常试验介质
425简述带夹套压力容器压力试验步骤筒夹套组装序
夹套容器筒夹套组成腔压力容器腔设计压力通常应图样分注明筒夹套试验压力值筒根实际情况外压容器压容器确定试验压力夹套压容器确定试验压力
先做筒压力试验压力试验安组装夹套确定夹套试验压力必须校核筒该试验压力稳定性满足外压稳定性求作夹套液压试验时必须时筒保持定压力确保夹套试压时筒稳定性
426什压力容器中应力进行分类？应力分类原什？
压力容器承受载荷种类型机械载荷〔包括压力重力支座反力风载荷震载荷等〕热载荷等施加整容器〔压力〕施加容器局部部位〔支座反力〕载荷容器中产生应力分布容器失效影响相分布范围应力遍布整容器壳体会造成容器整体范围弹性塑性失效应力存容器局部部位会造成容器局部弹塑性失效疲劳失效应力产生原应力必须满足外载荷静力衡关系外载荷增加增加直接导致容器失效应力载荷作变形协调引起具限性〞
必应力进行分类设计准限制
压力容器应力分类应力容器强度失效起作种作取决两素：〔1〕 应力产生原应力外载荷直接产生变形协调程中产生外载荷机械载荷热载荷〔2〕应力作区域分布形式应力作总体范围局部范围厚度分布均匀线性非线性
427次应力二次应力峰值应力区什？
1次应力指衡外加机械载荷必须应力次应力必须满足外载荷力力矩静力衡关系外载荷增加增加会达材料屈服点行限制次应力根特征非限性〞外次应力超屈服点时引起容器总体范围显著变形破坏容器失效影响
2二次应力指相邻部件约束结构身约束引起正应力剪应力二次应力外载荷直接产生作衡外载荷结构受载时变形协调种应力根特征具限性局部范围材料发生屈服量塑性流动时相邻局部间变形约束缓解继续开展应力动限制定范围
3峰值应力局部结构连续局部热应力影响叠加次加二次应力应力增量介质温度急剧变化器壁壁中引起热应力入峰值应力峰值应力特点高度局部性引起明显变形害性仅引起疲劳破坏脆性断裂
428分析设计标准划分五组应力强度？许值分少？确定？
(1)次总体薄膜应力强度SⅠ 许值极限分析原理确定SⅠ
(3)次薄膜〔总体局部〕加次弯曲应力强度SⅢ SⅢ<15KSm
(4)次加二次应力强度SⅣ 根安定性分析次加二次应力强度SⅣ许值3Sm
(5)峰值应力强度SⅤ 疲劳失效设计准峰值应力强度应疲劳设计曲线应力幅Sa进行评定SⅤ
429疲劳分析中什考虑均应力影响？考虑？
疲劳试验曲线计算曲线均应力零称应力循环绘制压力容器非称应力循环工作疲劳试验曲线计算曲线变工程应设计疲劳曲线取定安系数外必须考虑均应力影响
均应力增加时循环次数发生破坏交变应力幅降说非称循环交变应力作均应力增加会疲劳寿命降关疲劳寿命均应力交变应力幅间相互关系描述种形式简单Goodman提出方程〔见课45疲劳分析〕
第五章 储存设备
思考题51
根JB4731规定取A等02L超025L否容器外伸端支座界面应力A＝0207L时双支座跨距中间截面弯距支座截面处弯距绝值相等两截面保持等强度考虑弯距外载荷常取外圆筒弯距较取A等02L
A满足等02L时A等05Rm〔Rm圆筒均半径〕支座封头充分利封头支座处圆筒加强作
思考题52
〔图见课〕
外伸梁剪力弯矩图图类似两端没剪力弯矩作两端剪力弯矩均零
思考题53
支座处截面受剪力作产生周弯距周弯距作导致支座处圆筒半部发生变形产生谓扁塌〞现象
设置加强圈者支座封头布置利加强圈封头加强作
思考题54
①圆筒轴应力轴弯矩引起
②支座截面处圆筒封头切切应力封头附加拉伸应力横剪力引起
③支座截面处圆筒周弯曲应力截面切切应力引起
④支座截面处圆筒周压缩应力通鞍座作圆筒载荷导致
思考题55
鞍座包角仅影响鞍座处圆筒截面应力分布影响卧式储罐稳定性储罐－支座系统重心包角鞍座重量轻重心高鞍座处圆筒应力较
思考题56
卧式储罐支座结构原设置封头处〔A>05Ri〕圆筒缺乏承受周弯距时需支座截面处圆筒设置加强圈便圆筒起承载
思考题57
球形储罐应力分布均匀
设计时考虑压力载荷重量载荷风载荷雪载荷震载荷环境温度变化引起载荷
纯桔瓣式特点球壳拼装焊缝较规施焊组装拟容易加快组装进度实施动焊球瓣带位置尺寸带称带间互换料成型复杂板材利率低板材较易设计孔接易错开焊缝
足球瓣式块尺寸相料规格化材料利率互换性组装焊缝短焊缝排布拟困难组装困难类罐适容积较
混合式罐体根结合前面两种点现应拟广泛
思考题58 支柱球壳赤道带等距离布置支柱中心线球壳相切相割焊接起假设相割支柱中心线球壳交点球心连线赤道面夹角10°～20°承受风载荷震载荷保证稳定性必须支柱间设置连接拉杆
思考题59 仅考虑环境温度风载荷雪载荷震载荷注意液化气体膨胀性压缩性
第六章 换热设备
思考题61
换热设备热传递原理传热方式进行分类分种形式：
1直接接触式换热器 利冷热流体直接接触彼混合进行换热
2蓄热式换热器 助固体构成蓄热体热流体冷流体交接触热量热流体传递冷流体
3间壁式换热器 利间壁〔固体壁面〕冷热两种流体隔开热量热流体通间壁传递冷流体
4中间载热体式换热器 载热体高温流体换热器低温流体换热器间循环高温流体换热器中吸收热量低温流体换热器中热量释放低温流体
思考题62
1式换热器 传热结构形式致分蛇式换热器套式换热器缠绕式换热器壳式换热器
换热效率结构紧凑性单位传热面积金属消耗量等方面新型换热器具结构巩固适应性强易制造承受较高操作压力温度等优点高温高压型换热器中式换热器占绝优势目前广泛类换热器
2板面式换热器 传热板面结构形式分：螺旋板式换热器板式换热器板翅式换热器板壳式换热器伞板式换热器
传热性式换热器优越结构特点流体较低速度达湍流状态强化传热板面式换热器采板材制作规模组织生产时降低设备钱耐压性式换热器差
3满足工艺特殊求设计具特殊结构换热器回转式换热器热换热器聚四氟乙烯换热器石墨换热器等
思考题63
1固定板式：结构简单承压高程易清洁产生较热应力适壳侧介质清洁壳温差壳侧压力高
2浮头式：结构复杂热应力间清洗方便密封求高适壳侧结垢温差
3U形式：结构拟简单层更换适清洁高温高压
4填料函式：结构简单间清洗方便填料处易泄漏适4MPa温度受限制
思考题64
1强度胀〔密封抗拉脱弱缝隙〕
2强度焊〔密封抗拉脱强缝隙存焊接剩余热应力〕
3胀焊〔先焊胀少保证中抗拉脱〕
思考题65
横流诱导振动原：卡曼漩涡流体弹性扰动湍流颤振声振动射流转换
横流速度较低时容易产生周期性卡曼漩涡时换热器中产生子振动
产生声振动横流速度较高时子振动般情况流体弹性稳定性激发
振动会产生声振动横流速度高会出现射流转换引起子振动
防止出现振激振频率远离固频率通改变流速改变子固频率增设消
声板抑制周期性漩涡设置防板导流筒等途径实现
思考题66
换热设备中传热程强化通提高传热系数增换热面积增均传热温差实现
提高流传热系数方法分功传热强化功传热强化：
1功传热强化 应外部量达传热强化目搅拌换热介质换热外表流体振动电磁场作流体促换热外表附流体混合等技术
2功传热强化 需应外部量达传热强化目换热器设计中功传热强化法扩展外表增加传热面积提高传热系数
a槽翅片增加壁区湍流度设计结构时注意优先增强传热系数侧湍流度
b改变壳程挡板结构〔弓形折流板异形孔板网状整圆形板〕减少死区改变束支撑结构〔杆式支撑〕减少死区
第七章塔设备
思考题71
填料塔板式塔种件外均塔体支座孔手孔沫器接吊柱扶梯操作台等组成
〔具体作参考课〕
思考题72
液体分布器安装填料部液相加料回流液均匀分布填料外表形成液体初始分布
思考题73
1质量载荷
塔体裙座塔件塔附件操作台扶梯质量偏心载荷〔沸器冷凝器等附属设备〕
操作时物料质量
水压试验时充水质量
2偏心载荷〔弯矩〕
3风载荷
4震载荷〔垂直水〕
5压外压
6
塔正常操作停工检修压力试验等三种工况载荷述种载荷组合请读者思考
思考题74
根压计算塔体厚度正常操作停工检修压力试验工况分进行轴拉伸应力压缩应力校核满足求需调整塔体厚度重新进行应力校核
确定筒体轴应力？〔思路〕
压外压引起
重力引起
垂直震力
弯矩〔风载水震力偏心弯矩〕
思考题75
安装室外塔设备风力作产生两方振动种风振动振动方着风方种横振动振动方着风垂直方称横振动风诱导振动
防止塔振塔操作时激振力频率(升力作频率旋涡脱落频率)fv塔体第振型固频率085~13倍范围采取措施达目：1增塔固频率2采扰流装置3增塔阻尼
思考题76
1裙座底部截面孔中心横截面危险截面
2筒体群座连接处横截面
第八章 反响设备
思考题81
反响设备分化学反响器生物反响器前者指中实现化学反响反响物通化学反响转变反响产物设备者指细胞酶提供适宜反响环境达细胞生长代谢进行反响设备〔具体分类见课81反响器分类〕
思考题82
搅拌反响器搅拌容器搅拌机两局部组成搅拌容器包括筒体换热元件构件搅拌器搅拌轴密封装置传动装置等统称搅拌机
思考题83
常换热元件夹套盘夹套换热面积满足传热求时应优先采夹套样减少容器构件便清洗占效容积
夹套结构型式：整体夹套型钢夹套半圆夹套蜂窝夹套等
〔具体结构特征请参课〕
思考题84
搅拌机顶插式中心安装立式圆筒三种根流型：径流轴流切流
中心安装搅拌机外偏心式底插式侧插式斜插式卧式等安装方式
思考题85
1浆式搅拌器低粘度转速较高容积
2推进式搅拌器低粘度转速高循环力强容积搅拌
3涡轮式中粘度达50Pas范围较广转速较高中容积
4锚式高粘高达100Pas转速较低
思考题86
涡轮式搅拌器应较广种搅拌器效完成搅拌操作处理粘度范围广流体涡轮式搅拌器分开式盘式二类涡轮式搅拌器较剪切力流体微团分散细适低粘度中等粘度流体混合液—液分散液—固悬浮促进良传热传质化学反响直叶剪切作较属剪切型搅拌器弯叶指叶片着流动方弯曲降低功率消耗适含易碎固体颗粒流体搅拌
直叶弯叶径流型挡板时桨叶界形成两循环流折叶轴分流轴流型
思考题87
生物反响器中常常采机械搅拌式反响器发酵罐处理象微生物繁殖生长化学反响程区设计中充分考虑素：
(1)生物反响器相体系中进行发酵液粘度变化生物颗粒具生命活力形态着加工程进行变化
(2)数生物颗粒剪切力非常敏感 剪切作影响细胞生成速率组成例搅拌产生剪切力控制定范围
(3)数微生物发酵需氧气 氧气需氧菌培养关重短暂缺氧会导致菌体失活死亡氧水中溶解度极低氧气供成十分突出问题
思考题88
设计搅拌轴时应考虑四素：
①扭转变形
②界转速
③扭矩弯矩联合作强度
④轴封处允许径位移
思考题89
机械搅拌反响器轴封两种：填料密封机械密封
1填料密封结构简单制造容易适非腐蚀性弱腐蚀性介质密封求高允许定期维护搅拌设备
2机械密封转轴密封面轴改径通动环静环两端面相互贴合作相运动达密封装置称端面密封机械密封泄漏率低密封性功耗寿命长搅拌反响器中广泛应
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