化工机械基础试题及解答
一、名词解释（10分）
1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受
内压的薄膜相似，又称薄膜理论。
2、法兰的公称压力：以16MnR 在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该
尺寸法兰的公称压力。
3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松
比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。 εεν'= 4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。
5、热脆：硫以FeS 的形态存在于钢中，FeS 和Fe 形成低熔点（9850C ）化合物，而钢材的热
加工温度一般在11500C-12000C 以上，当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。
二．作图题（共10分）
根据受力图画出剪力图和弯矩图（10分）
三、问答题（共26分）
1. Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 （钢种），其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ，235为 屈服强度值 ，A 表示 质量等级 ，F 表示 沸腾钢 ；0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 （钢种），18 表示 含铬18% ， 9 表示 含镍9% ；ZL7代表 铸铝 （钢种）； H80 代表 黄铜 （钢种），80 表示平均含铜80% 。（5分）
2．埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分） 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好
缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氩弧焊，用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。
3．什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外
压容器的类型？（8分）
容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。
侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒；n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。
4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分）
（1） 直径为2000mm ，设计压力为10Mpa 的废热锅炉
（2） 设计压力为0.6Mpa 的氟化氢气体储罐
（3） 设计压力为1.0Mpa 的搪玻璃压力容器
（4） p 为4Mpa 的剧毒介质容器
（1） 为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。
四、计算题（共54分）
1、 一个低合金钢内压反应釜，内径mm D i 1000=，工作压力MPa 0.2（装有安全阀），工
作温度C 0
300，釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。（[]MPa t 144=σ []MPa 170=σ MPa s 345=σ，()s e
e i T T D p ?σδδσ9.02≤+=）（10分） l
解：设壁厚mm 11，mm C 8.01=，mm C 12=
[]mm C p pD t i d 97.98.105
.129.01442100005.122=+?-????=+-=?σδ 圆整为规格钢板，取mm n 10=δ厚。
水压试验校核：()()MPa D p e e i T T 5.1902
.822.8100014417005.1225.12=?+???=+=δδσ MPa s 5.2793459.09.09.0=??=?σ，s T ?σσ9.0<，所以水压试验时强度足够。
2、 低碳钢外压圆筒，外径mm D 10400=，测量壁厚为mm 20，内部介质无腐蚀性，钢板
负偏差mm C 8.01=，筒体长mm 5000，两侧为椭圆封头，凸面高度mm 300，求该筒体的许用外压。（弹性模量为MPa 5102?）（6分）
解：mm L cr 89552
.191040104017.1=?= 属短圆筒， MPa p cr 80.41040520010402.1910259.25.25=??
? ????? ????= ， []MPa m p p cr 6.1== 3、 截面直杆如图，已知：212cm A =，2
24cm A =，236cm A =，2/200m GN E =，求出各截面的轴
力，画出轴力图，并求杆的总伸长。（10分）
解：
mm
m EA L P EA L P EA L P L 625.01025.610610200102.15010410200105.12010210200100.12044
93
493
4933
33222111-=?-=?????-+?????+?????-=++=?----
4、已知GPa E 200=，梁的直径为50mm ，m kN M .2=，
m a 2.0=，m L 3.0=，求危险横截面上最大正应力，并求悬
臂梁的挠曲线方程和自由端的挠度和转角。（12分）
解：
MPa J y M Z 16305.0642/
05.
01024
3max max max =??=?=πσ M f EJ Z -=''，积分：D Mx f EJ Z +-='，F Dx Mx f EJ Z ++-=22
1 边界条件：0=x 时，0,0='=f f ，解得：0,0==D F
悬臂梁的挠曲线方程为：2221063.12x x EJ M f Z
-?-=-=, （a x ≤≤0） ())1.0(1052.6)2
(232-?-=--=---=-x a x EJ Ma EJ Ma a x a EJ M f Z Z Z , l x a ≤≤ 自由端的转角：rad EJ Ma Z
C B 31052.6-?-=-==θθ 自由端的挠度：m a L EJ Ma a L f f Z C C B 31030.1)2()(-?-=--
=--=θ
5、如图所示，扭矩m kN M n .2=，轴向力kN P 100=，作用在直径mm D 50=的钢轴上
若[]MPa 170=σ，求圆轴外圆周的危险点A 处（1）主应力的大小；（2）主平面位置；
（3）最大剪应力；（4）分别用第三、第四强度理论计算该点的相当应力。（12分）
解：MPa A P x 93.50-=-=
σ，MPa D M n xy y 49.811603-===πτσ MPa MPa xy y x y x 84.11092.592222min max -=+???? ?
?-±+=τσσσσσσ 000068.5332.362.322或-=-=--=ασσταy x xy
tg
因为y x σσ<，0max 045>α，所以0max 068.53=α
MPa MPa 84.110092.59321-===σσσ
MPa 38.8523
1max =-=σστ
[]σσσσ≤=-=MPa r 8.170313
()()()[]
[]σσσσσσσσ≤=-+-+-=MPa 1.150212132322214
6、一设备法兰的操作温度为2800C ，工作压力为0.4MPa ，当材料为Q235-A 和15MnVR 时应分别按何种公称压力级别确定法兰的几何尺寸。（4分）
解：Q235-A 应按公称压力1.0MPa 级别确定法兰的几何尺寸。
15MnVR 应按公称压力0.6MPa 级别确定法兰的几何尺寸。
选择题
1、材料的刚度条件是指构件抵抗（ B ）的能力。
A ．破坏
B ．变形
C ．稳定性
D ．韧性
2、一梁截面上剪力左上右下，弯矩左顺右逆，描述正确的是（ A ）。
A ．剪力弯矩均为正
B ．剪力弯矩均为负
C ．剪力为正弯矩为负
D ．剪力为负弯矩为正
3、内压容器封头直边的作用是（ B ）。
A ．制造加工容易
B ．防止热应力与边缘应力叠加
C ．局部加强
D ．节约材料
4、构件的强度、刚度和稳定性（ C ）
A ．只与材料的力学性质有关；
B ．只与构件的形状尺寸有关；
C ．与A 和B 都有关；
D ．与A 和B 都无关。
5、为保证整个机器设备在外力作用下安全可靠地工作，它们的每个构件必须满足三个基本条件，即要有足够的（ C ）
A ．强度、刚度、塑性 B. 塑性、韧性、稳定性
C ．强度、刚度、稳定性 D. 塑性、韧性、强度
6、下述类型设备中，承压性能最好的是（ A ）。
A ．球形容器
B ． 圆筒形容器
C ．方形容器
D ．椭圆形容器
7、平面一般力系的平衡条件为（ B ）
A ．0F ,0F y x ==∑∑
B ．0)(,0,0===∑∑∑i o y x F M F F
C ．0=∑x F
D ．0)(,0==∑∑i o x F M F
8、受外压的圆筒壳体其破坏形式为失稳的是（ C ）
A ．长圆筒、刚性圆筒
B ．短圆筒、刚性圆筒
C ．长圆筒、短圆筒
D ．长圆筒、短圆筒、刚性圆筒
9、单元体上的主平面是指（ A ）
A．剪应力为零的平面B．既有正应力又有剪应力的平面
C．正应力为零的平面D．既没有正应力又没有剪应力的平面
10、优质非合金钢20g表示（ D ）
A．含碳量为千分之20的容器用钢
B．含碳量为万分之20的容器用钢
C．含碳量为千分之20的锅炉用钢
D．含碳量为万分之20的锅炉用钢
11、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，正确的是（ D ）
A．应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；
B．应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；
C．应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；
D．应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效
12、在承受内压的圆柱形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴（ B ）
A．与筒体轴线平行B．与筒体轴线垂直
C．与筒体轴线成45度角D．任何方向均可
13、下述材料中哪一个与其它材料不同类（C/D ）。
A．低碳钢B．优质钢C．铜D．铸铁
14、当采用无缝钢管作为筒体时，其公称直径为（ A ）
A．管子的外径B．管子的内径
C．管子的平均直径D．管子的公称直径
15、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的试验条件下进行拉伸试验，得到的应力
—应变曲线如图示。比较三条曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材料是（ A ）
A．a、b、c
B．b、c、a
C．b、a、c
D．c、b、a
16、化工容器就其整体而言，通常属于轴对称问题，是因为（ D ）
A．壳体的几何形状对称于回转轴B．约束对称于回转轴
C．所受外力对称于回转轴D．A、B、C均是
17、根据小变形条件，可以认为（ D ）
A．构件不变形B．构件不破坏
C．构件仅发生弹性变形D．构件的变形远小于其原始尺寸
18、图示两截面面积相等，则抗弯截面模量W z1/W z2为（ D ）
(1) (2)
A. 2.25
B. 1.0
C. 0.67
D. 1.5
19、下述容器中哪一个易发生失稳（ D ）
A．高大立式容器B．高压容器C．内压容器D．外压容器20、下述设备哪一项不属于三类压力容器（ D ）
A．容积为60m3球形储罐B．移动式压力容器
C．高压容器D．低压管壳式余热锅炉
21、卧式布置的容器其受力情况可简化为（ C ）
A．受均布载荷的简支梁B．受集中载荷作用的简支梁
C．受均布载荷的外伸梁D．受集中载荷作用的外伸梁
22、下述各项中哪一个不属于容器附件（ D ）。
A．视镜B．人孔C．液位计D．容器外保温
23、下述措施哪一项不会改善梁的强度与刚度（ D ）。
A．集中力改为分布力B．将简支梁变为外伸梁
C．将矩形梁改为工字钢梁D．将矩形梁改为圆形梁
24、优质碳钢与普通碳钢的划分是依据（ D ）的不同。
A．含碳量B．防腐性能C．强度D．S+P含量
25、若轴向拉伸等直杆选用同种材料，三种不同的截面形状：圆形、正方形、空心圆，比较
三种情况的材料用量，则（D）
A．正方形截面最省料B．圆形截面最省料
C．空心圆截面最省料D．三者用料相同
26、下列封头受力状况最好的是（ A ）P142
A．球形封头B．椭圆形封头C．碟形封头D．平板封头
27、容器的标准化参数包括（ B ）。
A．公称直径和公称容积B．公称直径和公称压力
C．公称压力和壁厚D．公称质量和公称容积
28、压力容器设计中，碳素钢及低合金钢要求的最小厚度为（ A ）。
A．3mm B．4mm C．5mm D．6mm
29、化工装置中下述哪个设备受力可视为扭转变形（ B ）。
A．承受风压的塔器B．转动的泵轴
C．容器的拉杆D．塔器的地脚螺栓
30、从受力角度分析，锥形壳体（ B ）处应力最大，因此开孔应避开此位置。
A．锥顶B．锥底C．锥顶与锥底中间处D．各部位相同
31、下述材料中哪一个归属优质碳钢（ B ）。
A．1Cr13 B．20 C．1Cr25S i2 D．16MnDR
32、下述哪一种封头没有直边（ D ）。
A．椭圆形封头B．碟形封头C．球冠封头D．大端折边锥形封头
33、以下材料哪一个是压力容器专用钢（B ）
A ．Q235-A
B ．16MnR
C ．20g
D ．0Cr18Ni9Ti
34、中压容器的压力范围为（ B ）
A ．MPa 6.1P MPa 1.0<≤
B ．1.610MPa P MPa ≤<
C ．10100MPa P MPa ≤<
D ．MPa 100P ≥
35、压力容器在名义厚度计算时，不考虑记入下述哪一项（ D ）。
A ．钢板负偏差
B ．腐蚀裕量
C ． 圆整值
D ．容器最小厚度
36、塑性与脆性材料是用延伸率来划分的，塑性材料的延伸率为（ B ）。
A ． ＞3%
B ．＞5%
C ．＞8%
D ．＞10%
37、下述哪种约束类型是由力和力矩共同作用（ D ）。
A ．柔索约束
B ．光滑面约束
C ．固定铰约束
D ．固定端约束
38、化工装置中装有液体的卧式容器可视为（ B ）。
A ．简支梁
B ．外伸梁
C ．非静定梁
D ． 悬臂梁
39、对圆筒型容器下述说法正确的是（ D ）。
A ．经向应力与环向应力相等
B ．经向应力与环向应力均为零
C ．经向应力大于环向应力
D ．经向应力小于环向应力
40、造成梁断裂破环的主要原因是（ B ）。
A ．弯矩
B ．剪应力
C ．弯矩和剪应力共同作用
D ．扭矩
41、一般传动轴的许用扭转角规定为（ B ）。
A ．[]00(0.25~0.5)/m θ=
B ．[]00
(0.5~1.0)/m θ= C ．[]00(1.0~2.0)/m θ= D ． []00(2~4)/m θ=
42、圆筒形容器的直径为D ，则其第一曲率半径为（ C ）。
A ．D
B ．D/2
C ．∞
D ． 0
43、下述封头中，哪一个制造容易但抗压性能最差（ C ）。P142
A ．锥形封头
B ．椭圆形封头
C ．平板封头
D ．球形封头
44、下述对外压容器临界压力叙述错误的是（ ）。
A ．筒体椭圆度与临界压力关系不大
B ．有加强圈时可以增加临界压力
C ．长径比相同但厚度大者临界压力大
D ．筒体材料与临界压力关系不大
45、容器进行压力实验的方法中不包括下述哪一项（ D ）。
A ．液压实验
B ．气压实验
C ．气密实验
D ．密封实验
46、碳钢和铸铁的划分是依据（ C ）的不同。
A ．含碳量
B ．含铁量
C ．含硫量
D ．含磷量
47、材料的强度条件是指构件抵抗（ A ）的能力。
A ．破坏
B ．变形
C ．稳定性
D ．韧性
48、化工装置中下述哪个设备受力可视为弯曲变形（ A ）。
A ．承受风压的塔器
B ．转动的泵轴
C ．容器的拉杆
D ．塔器的地脚螺栓
49、高压容器的压力范围为（ C ）。
A ．.1 1.6o MPa P MPa ≤<
B ．1.610MPa P MPa ≤<
C ．10100MPa P MPa ≤<
D ．100P MP ≥
50、铸铁材料广泛用于机床床身、机座等部位是因为其（ B ）。
A ．抗拉性能好
B ．抗压性能好
C ．弹性好
D ．韧性好
51、低碳钢拉伸时沿与轴线450方向出现滑移线现象可以用下述哪个理论加以解释（
C ）。
A ．最大拉应力理论
B ．最大伸长线应变理论 P82
C ．最大剪应力理论
D ．形状改变比能理论
52、各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（ D ）
A. 外力；
B. 变形；
C. 位移；
D. 力学性质。
53、以下关于轴力的说法中，哪一个是错误的（ C ）
A ．拉压杆的内力只有轴力
B ．轴力的作用线与杆轴重合
C ．轴力是沿杆轴作用的外力
D ．轴力与杆的横截面与材料无关
54、关于刚体的描述，下面正确的是（ D ）
A．刚体是理想化的模型 B. 在力的作用下不发生变形的物体
C．变形为主要因素时不能将物体看成刚体 D. A、B、C都正确
55、用标距50mm和100mm的两种拉伸试样，测得低碳钢的屈服应力分别为σs1和σs2，延
伸率分别为δ5和δ10，比较两试样的结果，则有（ D ）
A．σs1<σs2，δ5>δ10B．σs1<σs2，δ5=δ10
C．σs1=σs2，δ5>δ10D．σs1=σs2，δ5=δ10
56、对于塑性材料从经济性考虑，采取哪种截面形式的梁最合理（ A ）。
A．工字钢B．矩形C．圆形D．T型
57、下述设备哪一项不属于三类压力容器（ D ）。
A．高压容器B．移动式压力容器
C．球形容器D．低压容器
58、低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于的
数值是（ B ）
A．比例极限B．屈服极限C．强度极限D．许用应力
59、图示单向均匀拉伸的板条。若受力前在其表面画上两个正方形a 和b，则受力后正方形
a、b 分别变为（ C ）
A. 正方形、正方形
B. 正方形、菱形
C. 矩形、菱形
D. 矩形、正方形
60、图示结构，杆1 的材料是钢，杆2 的材料为铝，两杆的横截面面积相等。在力F作用下，节点A （ A ）
A. 向左下方位移
B. 向铅垂方向位移
C. 向右下方位移
D. 不动
61、下面介质中不能用作气压试验的气体是（ C ）
A．氮气B．干燥、洁净的空气C．二氧化碳D．惰性气体
62、图示平板，两端受均布载荷q 作用，若变形前在板面划上两条平行线段AB和CD，则
变形后（ A ）
A. AB ∥CD，α角减小
B. AB ∥CD，α角不变
C. AB ∥CD，α角增大
D. AB不平行于CD
63、一等直拉杆在两端承受拉力作用，若其一半为钢，另一半为铝，则两段的（ B ）
Ａ. 应力相同，变形相同Ｂ. 应力相同，变形不同
Ｃ. 应力不同，变形相同Ｄ. 应力不同，变形不同
64、从制造角度来看，椭圆形、半球形、锥形和平板封头的制造从易到难的顺序是（ D ）
A．半球形、椭圆形、锥形、平板B．锥形、平板、椭圆形、半球形
C．平板、椭圆形、锥形、半球形D．平板、锥形、椭圆形、半球形
65、受外压的长圆筒失稳时波数为（ B ）
A．大于2的整数B．2 C．3 D．4
66、关于内力与应力的关系中，说法正确的是（ D ）
A. 内力是应力的矢量和
B. 内力是应力的代数和
C. 应力是内力的平均值
D. 应力是内力的分布集度
67、关于σ0.2有如下四种论述，请判断哪一个是正确的（ C ）
A．弹性应变为0.2%时的应力值 B. 总应变为0.2%时的应力值
C．塑性应变为0.2%时的应力值 D. 塑性应变为0.2时的应力值
68、在受轴向拉伸的杆件中任选一点，围绕该点取得的单元体的应力状态属于（ B ）
A．单向应力状态B．二向应力状态
C．三向应力状态D．平面应力状态
69、一悬臂梁其截面如图所示，其中C 为截面形心，该梁横截面的（ C ）
A. 中性轴为z1，最大拉应力在上边缘处
B. 中性轴为z1，最大拉应力在下边缘处
C. 中性轴为z0，最大拉应力在上边缘处
D. 中性轴为z0，最大拉应力在下边缘处
70、化工容器就其整体而言，通常属于轴对称问题，是因为（ D ）
A．壳体的几何形状对称于回转轴B．约束对称于回转轴
C．所受外力对称于回转轴D．A、B、C均是
71、下列材料中一般不宜用于制造化工容器的是（ B ）
A．Q235A B．HT200 C．20R D．16MnR
72、一受扭圆棒如图所示，其m-m截面上的扭矩等于（ D ）
A. T m ?m = M + M = 2 M
B. T m? m = M ? M =0
C. T m? m= 2 M ? M =M
D. T m? m= ? 2M + M =?M
73、低碳钢加载→卸载→ 再加载路径有以下四种，正确的是（ D ）
A．OAB →BC →COAB
B．OAB →BD →DOAB
C．OAB →BAO→ODB
D．OAB →BD →DB
74、某一梁段的弯矩方程为M(x )=(qlx －qx 2)/2，则其剪力方程为（ C ）
A ．Q(x )=ql －2qx
B ．Q(x )=－q
C ．Q(x )=ql /2－qx
D ．Q(x )=qlx －qx 2
75、下列变形属于可以恢复的是（ B ）
A ．塑性变形
B ．弹性变形
C ．弯曲变形
D ．拉伸变形
76、关于材料的力学性能，有如下结论，请判断哪一个是正确的（ A ）
A ．脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力
B ．脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力
C ．塑性材料的抗拉能力高于其抗压能力
D ．脆性材料的抗拉能力等于其抗压能力
77、塑性材料和脆性材料的危险应力分别是（ C ）
A ．σe 和σb
B ．σp 和σb
C ．σs 和σb
D ．σp 和σs
78、受内压和风压作用的塔设备其受力状况可以转化成（ A ）
A ．拉伸与弯曲的组合
B ．压缩与弯曲的组合
C ．弯曲与扭转的组合
D ．拉伸与扭转的组合
79、某梁的挠曲线方程为)x lx 2l (EI
24qx y(x)323+--=，0 A ．EI 384ql 54 - B ．EI 8ql 4- C ．EI 30ql 4- D ．EI 24ql 4- 80、在高温下，材料除了强度极限和屈服极限下降之外，还将发生（ C ） A ．疲劳现象 B ．断裂现象 C ．蠕变现象 D ．热脆现象 81、受内压的圆筒壳体，其薄膜应力为（ C ） A ．经向应力为环向应力的2倍 B ．经向应力等于环向应力 C ．环向应力为经向应力的2倍 D ．环向应力为经向应力的2倍 82、设备上接管的外伸长度应考虑（ D ） A．所设置的保温层厚度B．便于安装螺栓 C．便于安装加固结构D．A和B 83、在压力容器上开孔不会造成以下哪种现象（ C ） A．应力集中B．对设备的强度削弱 C．容器设计厚度增加D．较大的局部应力 84、下列钢材中不宜用来制作容器的是（ C ） A．16MnR B．20R C．0Cr18Ni9Ti D．45 85、圆桶形容器的直径为D，则其第二曲率半径为（ D ） A．D B．D/2 C． D．0 86、对椭圆形封头叙述错误的是（ A ）。 A．封头越扁承压性能越好B．标准型封头a/b=2 C．封头越扁冲压制造越容易D．封头的a/b增加会导致应力增加87、容器强度设计得到的名义厚度中不包括以下哪一项（ D ）。 A．负偏差B．腐蚀余量C．圆整值D．最小厚度 88、低碳钢拉伸过程中哪个阶段满足虎克定律（ A ）。 A．弹性阶段B．屈服阶段C．强化阶段D．局部变形阶段89、铸铁材料的拉伸和扭转破坏现象可以用下述哪个理论加以解释（ A ）。A．最大拉应力理论B．最大伸长线应变理论 C．最大剪应力理论D．形状改变比能理论 90、下述容器中哪一个易发生失稳（ D ）。 A．低压容器B．高压容器C．内压容器D．外压容器 91、以下材料哪一个是压力容器专用钢（ B ）。 A．Q235A B．20R C．20g D．1Cr13 92、圆轴扭转时，下述哪个部位承受的剪应力最大（ C ）。 A．横截面圆心处B．各部位一样大 C．横截面外表面D．横截面距圆心、外表面等距离处 93、下述材料中哪一个归属不锈钢（ C ）。 A．1Cr13 B．20 C．1Cr25S i2 D．16MnDR 94、交变应力使构件发生的破坏称为（ A ）。 A．疲劳B．失稳C．破坏D．失效 95、下述哪一项改进不能节约材料（ C ）。 A．搅拌浆实心轴变为空心轴B．矩形梁变为工字钢梁 C．圆形梁变为槽钢梁D．槽钢梁变为工字钢梁 96、以下材料哪一个是锅炉专用钢（ C ）。 A．Q235A-F B．20R C．20g D．1Cr13 97、下列叙述正确的是（ A ）。 A．球形容器的经向应力与环向应力相等 B．圆筒形容器的经向应力与环向应力相等 C．球形容器的经向应力大于环向应力 D．圆筒形容器的经向应力大于环向应力 98、从经济性及抗压能力综合考虑，下述哪种封头应用最广（ B ）。A．锥形封头B．椭圆形封头C．平板封头D．球形封头99、下述哪一项不是影响法兰的密封因素（ D ）。 A．螺栓预紧力B．密封面C．垫片D．介质温度 100、下述材料中哪一个归属低温用钢（ D ）。 A．1Cr13 B．20 C．1Cr25S i2 D．16MnDR 101、化工装置承受风压的精馏塔可视为（ D ）。 A．简支梁B．外伸梁C．非静定梁D．悬臂梁 102、构件的强度、刚度和稳定性（ C ）。 A. 只与材料的力学性质有关； B. 只与构件的形状尺寸有关； C. 与A和B都有关； D. 与A和B都无关。 103、. 各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（ D ）。 A. 外力； B. 变形； C. 位移； D. 力学性质。 104、关于内力与应力的关系中，说法（ D ）是正确的。 A. 内力是应力的矢量和； B. 内力是应力的代数和； C. 应力是内力的平均值； D. 应力是内力的分布集度。 105、若轴向拉伸等直杆选用同种材料，三种不同的截面形状：圆形、正方形、空心圆，比较三种情况的材料用量，则（ D ）。 A. 正方形截面最省料； B. 圆形截面最省料； C. 空心圆截面最省料； D. 三者用料相同。 106、一受扭圆棒如图所示，其m-m截面上的扭矩等于____D__。 A. T m ?m = M + M = 2 M ； B. T m? m= M ? M =0； C. T m? m= 2 M ? M =M ； D. T m? m = ? 2M + M =- M 。 107、平面汇交力系的平衡条件为（ A ）。 A． ,0= =∑ ∑y x F F B． ) ( ,0 ,0= = =∑ ∑ ∑i o y x F M F F C． = ∑x F D． ) ( ,0= =∑ ∑i o x F M F 108、表面光滑的低碳钢杆被拉伸时，在屈服阶段（ B ）。 A. 沿与轴线成45°角截面断裂 B. 表面出现与轴线成45°的滑移线 C. 沿横截面断裂 D. 丧失稳定性 109、单元体上的主平面是指（ A ）。 A．切应力为零的平面B．正应力为零的平面 C．既有正应力又有切应力的平面D．既没有正应力又没有切应力的平面 二填空题 1、化工容器中卧式容器可视为( 外伸) 梁，塔器可视为( 悬臂)梁。 2、构件在外力的作用下能够安全工作，需满足( 强度) 、( 刚度)和( 稳定性) 三个力学条件。 3、一个构件只受三个力的作用处于平衡状态时，这三个力必( 汇交于一点)。 4、EA是材料的（抗拉刚度）；GI p是材料的（抗扭刚度）；EI z是材料的（抗弯刚度）。 5、在外力作用下的梁截面上既有弯矩，又有剪力的弯曲，称为（横力弯曲或剪切弯曲）。 6、对于没有明显屈服极限的塑性材料，工程上规定采用σ0.2代替其屈服极限，σ0.2称为（名义屈服极限）。产生0.2%塑性应变所对应的应力 7、规定轴力在( 离开横截面)时为正，而力矩顺时针为( 负)。 8、法兰密封面形式主要有三种，分别是（平面型压紧面）、（凹凸型压紧面）、（榫槽型压紧面）。 9、一长为L，截面积为A的直杆，两端受拉力F作用，弹性模量为E，则杆的轴力为（），相对伸长量为（）。 10、材料的力学性能是指材料在外力作用下表现出的（变形）、（破坏）等方面的特性。 11、二力杆实际上就是构件在两个力的作用下处于（平衡）状态。 12、塑性材料在拉伸到屈服阶段的时候，材料丧失了（抵抗变形）的能力，（应力）增加，而（应变）不增加，并且表面出现（滑移线）。 13、内部压力小于一个大气压（0.1MPa）的外压容器，又叫（真空容器）。 14、当容器各部位或受压元件所承受的液体静压力达到（5% ）设计压力时，则需在计算压力中计入液体静压力。 15、延伸率和断面收缩率是衡量材料（塑性）的两个指标。 16、某传动轴所传递的功率为N，轴的转速为n，则作用于轴上的外力偶矩为m= （）。 17、塑性材料的失效形式为（断裂），脆性材料的失效形式为（屈服），法兰的失效形式主要表现为（翘曲）。 18、作用在梁上的外力可简化（集中力）、（集中力偶）和（均布载荷）。 19、容器一般是由几种壳体组合而成，再加上（人孔）、（手孔）、（液位计）、（视镜）和（法兰）等 20、反应釜中的搅拌轴在搅拌过程中，产生的主要是（扭转）变形，立式的塔器在风力作用下主要产生（弯曲）变形。 21、δ、ψ是金属材料的（塑性）指标；σS、σb是材料的（强度）指标；A K是 材料的（韧性）指标。 22、名义屈服极限σ0.2表示试件产生（0.2%塑性变形）所对应的应力。 23、不锈钢能够抵抗腐蚀，主要在于该钢中含有（Cr ）元素。 24、作用在同一物体上（大小相同）、（方向相反）、（不在同一作用线上）的一对平行力称为力偶。 25、脆性材料轴在受到扭转时，其横截面上分布有（剪）应力，随着扭矩增大轴被扭断，断面大约是沿着45°角的斜面，这一现象可以用（第一）强度理论来解释。 26、容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于等于（0.1 ）的称为薄壁容器，超过这一范围的为厚壁容器。 环境工程原理考试要点（待完善版） 类型： 一：填空（15分） 二：名词解释（15分） 5个 三：简答题（20分） 4个 四：计算题（50分） 4个 一：填空（15分）因为老师没给，只说了简单所以不好说（下面的仅供参考） 二：名词解释（15分） 5个 16选5 1、球形度：它是表征球形颗粒的形状与球形颗粒的差异程度， 又称为形状系数。 2、干扰沉降：在流体中，如果流体的分率较高，颗粒之间有显 著的相互作用，容器壁面对颗粒沉降的影响也不 可忽，此种沉降称为干扰沉降。 3、分离因数：将同一颗粒在同一种流体中的离心沉降速度与重 力沉降速度的比称为分离因数。 4、分割颗径：粒级效率正好为50%的颗粒直径,称为分割粒径。 5、深层过滤：是指流体中的固体颗粒被过滤介质内部的空隙拦 截在介质的微孔流道内，固体颗粒不形成滤饼。 6、固体流态化：是指将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中， 并在流体作用下使颗粒作翻滚运动，类似于液 体的沸腾状态。 7、傅里叶定律：内涵为通过等温面的导热速率与温度梯度和传 热面积成正比，即（P136）。 8、热导率：单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比 例系数 9、对流传热系数：在对流传热过程中由牛顿冷却定律定义热流 密度q与ΔT成正比。 10、菲克定律：在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面 积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正 比，即。 11、漂流因子：总体流动对传质速率的影响程度，表达式为 P/PBMm。(P212) 12、双膜理论：双模理论基于双模模型，他复杂的的对流传质 过程描述为吸收质以分子扩散形式通过两个串 一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W 一、名词解释（10分） 1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受 内压的薄膜相似，又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力：以16MnR 在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该 尺寸法兰的公称压力。 3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松 比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。 εεν'= 4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。 5、热脆：硫以FeS 的形态存在于钢中，FeS 和Fe 形成低熔点（9850C ）化合物，而钢材的热 加工温度一般在11500C-12000C 以上，当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。 二．作图题（共10分） 根据受力图画出剪力图和弯矩图（10分） 三、问答题（共26分） 1. Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 （钢种），其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ，235为 屈服强度值 ，A 表示 质量等级 ，F 表示 沸腾钢 ；0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 （钢种），18 表示 含铬18% ， 9 表示 含镍9% ；ZL7代表 铸铝 （钢种）； H80 代表 黄铜 （钢种），80 表示平均含铜80% 。（5分） 2．埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分） 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好 缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。 不锈钢焊接可采用氩弧焊，用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。 3．什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外 压容器的类型？（8分） 容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒；n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分） （1） 直径为2000mm ，设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0.6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为1.0Mpa 的搪玻璃压力容器 （4） p 为4Mpa 的剧毒介质容器 （1） 为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。 四、计算题（共54分） 1、 一个低合金钢内压反应釜，内径mm D i 1000=，工作压力MPa 0.2（装有安全阀），工 作温度C 0 300，釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。（[]MPa t 144=σ []MPa 170=σ MPa s 345=σ，()s e e i T T D p ?σδδσ9.02≤+=）（10分） l 解：设壁厚mm 11，mm C 8.01=，mm C 12= []mm C p pD t i d 97.98.105 .129.01442100005.122=+?-????=+-=?σδ 圆整为规格钢板，取mm n 10=δ厚。 《应用数理统计》复习题 第一章 概率知识 一、一袋中有5个球，编号1、2、3、4、5. 现从中任取3个，以X 表示所取球的号码的最大值， 求X 的概率分布律. 解：X 的可能取值为3、4、5， 1.010 1 }3{35 33== ==C C X P ， 3.0103 }4{352311====C C C X P ， 6.010 6 }5{35 2411== = =C C C X P ， 故X 的概率分布律为 6 .03.01.05 43k p X . 二、设连续型随机变量X 的密度函数为?? ?<≤=., 0, 10,)(其它x Ax x f （1）求常数A ；（2）求X 的分布函数)(x F . 解：（1）由完备性：? ∞+∞ -=1)(dx x f ， 有 11 =?Ax , 解得2=A . （2）t d t f x F x ?∞ -=)()( 当0≤x 时， 0)(}{)(?∞ -==≤=x dt t f x X P x F ， 当10≤ 2、0cos 21 )(22 ??∞ ∞--===π πxdx x dx x xf EX ； ???∞ ∞---====22202 2 22 2 14cos cos 21)(πππ πxdx x xdx x dx x f x EX ; 14 )(2 2 2-= -=∴πEX EX DX . 四、若随机(X ,Y )在以原点为中心的单位圆上服从均匀分布，证明X ,Y 不相互独立. 解：依题意有(X ,Y )的概率密度为221/, 1; (,)0, x y f x y π?+≤=??其它. . 故 11, 11()(,)0, 0, X x x f x f x y dy +∞ -∞ ?-≤≤-≤≤?===????? ? 其它其它; 同理 11()0, Y y f y -≤≤=??其它 . 于是(,)()()X Y f x y f x f y ≠, X 与Y 不相互独立. 五、设X 的概率密度为? ? ?≤≤+=.,0,10,)(其它x bx a x f ，且已知EX =127求DX . 解：由概率密度的完备性有： 1= ?? += ∞+∞ -1 d )(d )(x bx a x x f =b a 5.0+, 且有12 7 =EX = ? ? += ∞+∞ -10 d )(d )(x bx a x x x xf = 3 2b a +, 联立上述两式解得: 1,5.0== b a 又= )(2X E 12 5 d )5.0(1 02= +? x x x , 于是 =DX =-22)()(EX X E 2)12 7(125-14411=. 六、1．设随机变量)3,2(~2 N X ，)()(C X P C X P >=<，则=C （ A ）. A . 2 B . 3 C . 9 D . 0 2. 设随机变量),(~2 σμN X ，则随σ增大，}|{|σμ<-X P ( C ). (A) 单调增大； (B) 单调减小； (C) 保持不变； (D) 增减不定 十一章 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么？ (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？ 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等，它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么？ (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主要特点？ 1.间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一 次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点： （1）操作特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在 物料的进与出。 （2）基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。 （3）主要优点：操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的处理。 （4）主要缺点：设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同，不便自动控制。 2.连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器。 特点： （1）操作特点∶物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。 （2）基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。） （3）主要优点∶便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。 规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。 （4）主要缺点∶灵活性小，设备投资高。 3.半连续操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批 加入或取出的操作。 特点：半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 (5)什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？ 空间时间：反应器有效体积(V)与物料体积流量(q v)之比值. 空间速度：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. (6) 一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？ (7) 根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。 理想流反应器和非理想流反应器；完全混合流（全混流）反应器和推流反应器。 (8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面？它通常用到哪几类基本方程？ 基本内容： 选择合适的反应器型式；确定最佳的操作条件；计算达到规定的目标所需要 2011-2012硅酸盐专业《热工基础》期末试题A卷 一、名词解释：（30分） 1、流体的密度—— 2、静压强—— 3、体积流量—— 4、发热量—— 5、相对湿度—— 6、黑体—— 7、干燥—— 8、完全燃烧—— 9、高温系数—— 10、干球温度—— 二、填空：（25分） 1.煤的工业分析法组成主要由__________、__________、__________、__________四种。 2.空气过剩系数是指_________________与__________________之比。 3.表示固体和液体燃料组成的基准有__________、__________、__________、__________四种。 4.传热的基本方式有__________ 、__________和__________。 5、在燃烧学中空气分为__________和________，而在干燥学中空气分为_________和________。 6、不完全燃烧分为______________和______________。 7、表示湿度的方法有三种：________、_____________、_________其中_____是为了测定方便； ______表示空气的相对干燥能力；________便于干燥计算。 三、简答题：（25分） 1、燃烧计算的内容有哪些？ 2、如何对煤进行工业分析？ 3、如何根据雷诺准数的大小来判断流体的流态？ 4、冬天用手接触相同温度的铁块和木块时感到铁块比木块凉，这是为什么？ 5、流态有几种？表现形式有何不同？如何判定？ 五、计算题（20分） 1、水从三段串联管路流过，管路直径分别为：d1=100mm, d2=50mm, d3=25mm, ω3=10m/s,求ω1和ω2. 2、已知标态下CO2的密度为1.96kg/m3, O2的密度为1.43kg/m3，CO 的密度为1.25kg/m3, N2的密度为1.25kg/m3。今测得某水泥回转窑窑尾废气的体积百分比：CO2 =28.8% ，O2=1.0% ，CO =0.2%，N2=70%，求此废气标态时的密度。 3、一炉壁由耐火砖砌成，厚度δ=250mm，耐火砖内表面温度t1=1000℃, 外表面温度t2=100℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/(m.℃)。求通过炉壁的热流量。 4热量传递 1)什么是热传导？ (2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 (3)简述辐射传热的过程及其特点。 (4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 (5)若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？ (1)简述影响对流传热的因素。 (2)简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。 (3)为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强？ (4) 传热边界层的范围如何确定？试分析传热边界层与流动边界层的关系。 (5)试分析影响对流传热系数的因素。 (6) 分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系，若要提高对流传热系数，采取哪种措施最有效？ (7)流体由直管流入短管和弯管，其对流传热系数将如何变化？为什么？ (8)什么情况下保温层厚度增加反而会使热损失加大？保温层的临界直径由什么决定？ (9)间壁传热热阻包括哪几部分？若冷热流体分别为气体和液体，要强化换热过程，需在哪一侧采取措施？ (10)什么是传热效率和传热单元数？ 1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 (2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 (3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。 (4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。 (5)简述气体发射和吸收辐射能的特征，分析温室效应产生的机理。 1)简述换热器的类型。 (2)什么是间壁式换热器，主要包括哪几种类型？ (3)列管式换热器式最常用的换热器，说明什么是管程、壳程，并分析当气体和液体换热时，气体宜通入哪一侧？ (4)简述增加传热面积的方法。 (5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。 5质量传递 (1)什么是分子扩散和涡流扩散？ (2)简述费克定律的物理意义和适用条件。 (3)简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。 (4)对于双组分气体物系，当总压和温度提高1倍时，分子扩散系数将如何变化？ (5)分析湍流流动中组分的传质机理。 (1)什么是总体流动？分析总体流动和分子扩散的关系。 (2)在双组分混合气体的单向分子扩散中，组分A的宏观运动速度和扩散速度的关系？ (3)单向扩散中扩散组分总扩散通量的构成及表达式。 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa 一、名词解释(10分) 1、无力矩理论:在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用,该情况下的应力状态与承受内压 的薄膜相似,又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力:以16MnR 在200℃时的力学性能为基础,其最大操作压力即为具有该尺 寸法兰的公称压力。 3、泊松比:弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值,称为横向变形系数或泊松比。 就是一无量纲的量,其数值随材料而异,也就是通过试验测定的。 ε εν' = 4、同素异构转变:在固态下晶体构造随温度发生变化的现象,称同素异构转变。 5、热脆:硫以FeS 的形态存在于钢中,FeS 与Fe 形成低熔点(9850 C)化合物,而钢材的热加工 温度一般在11500C-12000 C 以上,当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂,称为“热脆”。作图题(共10分) 根据受力图画出剪力图与弯矩图(10分) 三、问答题(共26分) 1、 Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 (钢种),其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ,235为 屈服强度值 ,A 表示 质量等级 ,F 表示 沸腾钢 ;0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 (钢种),18 表示 含铬18% , 9 表示 含镍9% ;ZL7代表 铸铝 (钢种); H80 代表 黄铜 (钢种),80 表示平均含铜80% 。(5分) 2.埋弧自动焊的优缺点就是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点就是什么？(5分) 埋弧自动焊的优点:1)生产效率高;2)焊缝质量高;3)劳动条件好 缺点:不及手工电弧焊灵活,工件边缘准备与装配质量要求高、费工时,必须严格控制焊接规范。 不锈钢焊接可采用氩弧焊,用氩气为保护介质,就是惰性气体,既不与金属起化学反应也不溶于液态金属,可避免焊接缺陷,获得高质量的焊缝。 3.什么就是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断 外压容器的类型？(8分) 容器强度足够,却突然失去原有的形状,筒壁被压瘪或发生褶皱,筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形,这种现象称为弹性失稳。其实质就是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形,产生的波形数n=2时,为长圆筒;n>2时,为短圆筒;如只发生强度破坏,无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？(8分) （1） 直径为2000mm,设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0、6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为1、0Mpa 的搪玻璃压力容器 （4） p 为4Mpa 的剧毒介质容器 （1） 为三类容器;(2)为二类容器;(3)为二类容器;(4)为三类容器。 四、计算题(共54分) 1、 一个低合金钢内压反应釜,内径mm D i 1000=,工作压力MPa 0.2(装有安全阀),工作 温度C 0 300,釜体采用单面手工电弧焊(有垫板),全部无损探伤,内部介质有轻微腐蚀性,试设计反应釜筒体壁厚,并校核水压试验强度。([]MPa t 144=σ []MPa 170=σ MPa s 345=σ,() s e e i T T D p ?σδδσ9.02≤+= )(10分) 表 钢板负偏差C l (mm) 解:设壁厚mm 11,mm C 8.01=,mm C 12= []mm C p pD t i d 97.98.105 .129.014421000 05.122=+?-????= +-= ?σδ 圆整为规格钢板,取mm n 10=δ厚。 水压试验校核:() ()MPa D p e e i T T 5.1902 .822.81000144170 05.1225.12=?+? ??= += δδσ 一 填空题 1 设 6 21,,,X X X 是总体 ) 1,0(~N X 的一个样本， 26542321)()(X X X X X X Y +++++=。当常数C = 1/3 时，CY 服从2χ分布。 2 设统计量)(~n t X ，则~2X F(1,n) ， ~1 2 X F(n,1) 。 3 设n X X X ,,,21 是总体),(~2 σu N X 的一个样本，当常数C = 1/2（n-1） 时， ∑-=+-=1 1 212 )(n i i i X X C S 为2σ的无偏估计。 4 设)),0(~(2σεε βαN x y ++=，),,2,1)(,(n i y x i i =为观测数据。对于固定的0x ， 则0x βα+~ () 2 0201,x x N x n Lxx αβσ?? ? ?- ???++ ??? ?????? ? 。 5．设总体X 服从参数为λ的泊松分布，，2，2，， 为样本，则λ的矩估计值为?λ ＝ 。 6．设总体2 12~(,),,,...,n X N X X X μσ为样本，μ、σ2 未知，则σ2的置信度为1－α的 置信区间为 ()()()()22 2212211,11n S n S n n ααχχ-??--????--???? 。 7．设X 服从二维正态),(2∑μN 分布，其中??? ? ??=∑??? ? ??=8221, 10μ 令Y ＝X Y Y ???? ??=???? ??202121，则Y 的分布为 ()12,02T N A A A A μ??= ??? ∑ 。 8．某试验的极差分析结果如下表（设指标越大越好）： 表2 极差分析数据表 XXXXXX 2016至2017学年第 1 学期 环境工程原理 考查试卷 考试方式： 开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的70% 教研室主任复核 本试卷可能用到的计算值： ln2=0.693, ln3=1.099, ln5=1.609，g=10 m/s 2 ，＝ 1.4 π＝3.14， ＝1.44 一、填空题：（每空0.5分 .共20分） 1. _______________和________________是目前人类面临的两大类环境问题，它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题。 2. 水污染根据污染物的不同可分为___________________、___________________和________________三大类。 3. 空气净化与大气污染控制技术可分为_________________和_______________两大类。 4. 压强用国际单位制单位导出的表示结果为_________________。 5. 李白诗中有“白发三千丈，缘愁似个长”句，用国际单位制表示李白描述的白发长度为________________。释印肃诗中有“黄金万两非堪比，东西南北至分明”，用国际单位制表示诗中描述的黄金质量是_____________________。 6. 百分比浓度的量纲为_______________。 7. 在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。质量衡算依据的基本定律是________________，能量衡算依据的基本定律是____________________。 8. 考古学家发掘出长、宽、高分别为160 cm 、40 cm 、30 cm 的古代排水砖管，壁厚为3 cm ，则流过其中的流体的当量直径为____________。 9. 流体在圆形直管内滞流流动时，其速度分布是_____________ 型曲线，其管中心的最大流速为平均流速的___________ ，縻擦糸数λ与Re 的关系为______________。 10. 用二种厚度相同的材料保温时，往往把_____________ 的材料包在内 层，以达到好的保温效果。 11. 能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括_______________、_______________和____________，不能直接转变为机械能的能量包括_______________和____________。 12. 流体流动有两种典型的形态，即_________和_________，判别方法是用___________的值来判断，判断临界值分别为____________和_______________。 13. 测流量的装置主要有_______________、________________和______________。 14. 热量传递主要三种方式分别为________________、______________和______________，其中____________不能发生在固体中，________________可以发生在真空中。 15. 费克定律的表达式为_______________。 16. 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间的____________，在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动。 二、判断题:（每小题1分，共10分） 1. 对于土壤的污染只能产生局部污染。 （ ） 2. 对于两种气体组成的混合体系来说，两种组分的质量比等于摩尔比。 （ ） 系部名称： 专业班级： 姓名 学号： 密 封 线 内 不 得 答 ：题 -----------------------------密 封 线----------------------------------------密 封 线-----------------------------------------密 封 线-------------- 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?= 5. 试由开口系能量程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。 2003.6《化工机械基础》试题答案（48学时） —、名词解释（10分） 1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受 内压的薄膜相似，又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力：以16MnR在200°C时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有 该尺寸法兰的公称压力。 3、泊松比：弹性阶段杆件的横I何应变与轴向应变之比的绝对值，称为横l，J变形系数或泊松 比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。1/ = 4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。 5、热脆：硫以FeS的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点（985%）化合物，而钢材的热 加工温度一般在1150°C-1200°C以上，当钢材热加工时由于FeS化合物的过早焰化而导致工件开裂，称为“热脆”。 %1.作图题（共10分） 根据受力图画出勇力图和弯矩图（10分） qa2q 三、问答题（共26分） 1.Q235.A,F代表普通碳素钢（钢种）,其中0为屈服强度的头一个拼音字母，235 为 屈服强度值，A表示质量等级，F表示沸腾钢；0Crl8Ni9代表为竦不锈钢（钢种,18表示含铭18% , 9表示含锲9% ；ZL7代表铸铝（钢种）；H80代表茧铜（钢种），80表示平均含铜80%。（5分） 2.埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分） 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好 缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。 不锈钢焊接可采用叙弧焊，用氧气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。 3.什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外 压容器的类型？（8分） 容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一?瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒; n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分） （1）直径为2000mm,设计压力为lOMpa的废热锅炉 （2）设计压力为0. 6Mpa的氟化氢气体储罐 （3）设计压力为1. OMpa的据玻璃压力容器 （4）p为4Mpa的剧毒介质容器 （1）为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。 四、计算题（共54分） 1、一个低合金钢内压反应釜,内径D t = 1000/n/??, I .作压力2.0MPa（装有安全阀），T. 作 温度300°C ,釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。（[b]'=144MPo [b] =1 lOMPa = 345"。，％, =相'」卷 < 0.9冲）（10 分） 表钢板负偏差Ci （mm） 解：设壁厚 1 \mm , C l = ().8mm , C9 = \mm =「. +C= 2U05XI。。。+18 = 9.97〃而 5l 2[o-]z(p-p2x144x0.9-2x1.05 北航2010《应用数理统计》考试题及参考解答 09B 一、填空题（每小题3分，共15分） 1，设总体X 服从正态分布(0,4)N ，而12 15(,,)X X X 是来自X 的样本，则22 110 22 11152() X X U X X ++=++服从的分布是_______ . 解：(10,5)F ． 2，?n θ是总体未知参数θ的相合估计量的一个充分条件是_______ . 解：??lim (), lim Var()0n n n n E θθθ→∞ →∞ ==． 3，分布拟合检验方法有_______ 与____ ___. 解：2 χ检验、柯尔莫哥洛夫检验． 4，方差分析的目的是_______ . 解：推断各因素对试验结果影响是否显著． 5，多元线性回归模型=+Y βX ε中，β的最小二乘估计?β 的协方差矩阵?βCov()=_______ . 解：1?σ-'2Cov(β) =()X X ． 二、单项选择题（每小题3分，共15分） 1，设总体~(1,9)X N ，129(,, ,)X X X 是X 的样本，则___B___ . （A ） 1~(0,1)3X N -； （B ）1 ~(0,1)1X N -； （C ） 1 ~(0,1) 9X N -； （D ~(0,1)N ． 2，若总体2(,)X N μσ，其中2σ已知，当样本容量n 保持不变时，如果置信度1α-减小，则μ的 置信区间____B___ . （A ）长度变大； （B ）长度变小； （C ）长度不变； （D ）前述都有可能. 3，在假设检验中，就检验结果而言，以下说法正确的是____B___ . （A ）拒绝和接受原假设的理由都是充分的； （B ）拒绝原假设的理由是充分的，接受原假设的理由是不充分的； （C ）拒绝原假设的理由是不充分的，接受原假设的理由是充分的； （D ）拒绝和接受原假设的理由都是不充分的. 4，对于单因素试验方差分析的数学模型，设T S 为总离差平方和，e S 为误差平方和，A S 为效应平方和，则总有___A___ . 环境工程原理复习题 1、连续介质假说把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，假设流体是由连续分布的流体质点组成的介质，按连续介质的概念，流体质点是指: A 、流体的分子； B 、流体内的固体颗粒； C 、几何的点； D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 2、苯和甲苯的混合溶液，苯的质量分数为0.4，试求混合液在293K 时的密度（ ） （已知293K 下，苯的密度为879kg/m 3，甲苯的密度为867 kg/m 3） 3、计算标准状况下空气的密度（ ）（气体常数R=8.314KJ/kmol ·K ） 4、某混合气体压力为0.2MPa ，温度为30°C ，混合气体含CO 体积分数为0.3, CO 2体积分数0.2, N 2体积 分数为0.4, 氧气0.1, 则混合气体的密度为（ ）。 5、水泵进口管处真空表的读数为100mmHg ，出口处压力表读数为250kPa ，水泵前后的压力差为（ ）。 6、某密闭罐内装有水，离罐顶10米处压力表上的读数为400kPa ，当地大气压力为101.3kPa, 则罐顶的绝 对压力为( ). 7、下面关于流体粘性的说法中，不正确的是 A 、粘性是流体的固有属性； B 、粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度 C 、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性； D 、流体的粘度随温度的升高而增大 8、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 A 、切应力和压强； B 、切应力和剪切变形速率； C 、切应力和流速； D 、切应力和剪切变形。 9、一底面积为40 ×45cm 2，厚为1cm 的木块，质量为5kg ，沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动，已 知木块运动速度u =1m/s ，油层厚度d =1mm ，由木块所带动的油层的运动速度呈直线分布，求油的粘度。 （9题图） （10题图） （11题图） 10、在如上图所示的密闭容器上装有U 形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为： A p 1=p 2=p 3； B p 1>p 2>p 3； C p 1 一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。环境工程原理考试重点
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