化工设备设计习题解答1
化工设备习题
③由法兰的类型选择对应的法兰标准，根据法兰的PN、DN由标准确定法兰的尺寸 （12）提高和改善碳钢的机械性能和加工性能的方法和途径 有哪些？ 答: ①调正和控制碳钢的化学成份 ②改变碳钢的组织结构 （如热处理和化学处理） ③对碳钢进行热加工和冷加工 三、计算题 (1)有一带搅拌装置的反应器如图所示。通过工艺计算知 其操作容积为 ，若装料系数为 、反应器
（10）按刚度条件设计不锈钢容器的最小壁厚不小于 （ ）mm。 答案: ≥3 mm （11）化工容器及设备制造完毕后，需做压力试验，目的 是为了检验其（ ）和（ ）。对于碳纲、 16MnR、15MnDR制容器做水压试验时，水温不低于 （ ）℃ 答案: 宏观强度; 致密性 ; 5 ℃ （12）在凸型封头、锥型封头、平板封头中受力最好、加工 最困难的是（ ）封头；受力最差、加工最易的是 （ ）封头。在高压容器中应用最广泛是（ ）封头。 答案: 半球形 ; 平板 ; 平板
（3）中间面直径为D、壁厚为S 的敞 口薄壁圆筒，承受沿高度方向呈线性 分布的压力作用，最大压力为Po，试 求距离上端为y 处A点的薄膜应力及最 大薄膜应力。 解: A点的 分别为 A点压力P x 的计算 由于压力沿圆筒高度方向呈线性 分布，故A点的压力P x 可由相似比进行确定，即：
《化工设备设计基础》期末试题及答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版2012级《化工设备设计基础》期末试题及答案一、力学部分计算题：（共50分）1、（10分）1、图示三角形支架ABC ，A 、B 、C 三处为铰链链接。
在两杆的连接处B 悬挂有重物G=30kN 。
杆AB 和BC 材料相同，许用应力[σ]=120MPa 。
AB 、BC 两杆直径d 分别为25mm 、30 mm 。
试校核此支架是否安全。
(已知A 、B 、C 三处均为铰接)。
(AB 和BC 两杆的重量不计)（本题15分）2sin 30230603051.99tg300.577BC AB GS G KNG S KN===⨯====（5分）安全 （5分）2、（15分）解：0y F ∑= （5分）1()02ql qx Q x --=1()2Q x ql qx =-0x l3121322251.9910105.9[]120254601084.88[]120304AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ⨯===<=⨯⨯===<=⨯0M ∑=（5分）最大弯矩发生在梁的中点，其值为2max8ql M = （3分）（3分）max 159120MPa MPa σ=不满足要求 （2分）3、（15分）解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩（3分）实心轴（5分）空心轴（5分）d 2＝0.5D 2=23 mm确定实心轴与空心轴的重量之比（2分）4、（10分）横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。
75954995497162N m 100x P M T n ==⨯=⨯=⋅..max13111640MPa πx x P M M W d τ===3161671620045m=45mm π4010d ⨯==⨯⨯..()max234221640MPa π1x xP M M W D τα===-()32461671620046m=46mm π1-4010D α⨯==⨯⨯..()2231132222245101 1.28461010.51A d A D α--⎛⎫⨯==⨯ ⎪⨯--⎝⎭＝1()()2M x qx l x =-211()022qx qlx M x -+=()0x l ≤≤232max max 331112102881590.043232Zql M MPa W D σππ⨯⨯⨯====⨯（2分）（4分）（4分）（2分）二、 是非题：在题后括号内，正确划“√”，错误划“×”（共10分，每小题1分）1. 《压力容器安全技术监察规程》把压力容器按其破坏时造成的危害程度分为三类，其中三类容器破坏时造成的危害程度最大，因而在设计、制造和使用方面对其要求最高。
化工设备机械基础第一章习题解答
《化工设备机械基础》习题解答第一章化工设备材料及其选择一. 名词解释A组：1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，μ=0.3 。
7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组：1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。
沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。
3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。
5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。
6.碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。
化工设备设计基础
《化工设备设计基础》综合练习题第一篇工程力学基础第一章构件的受力分析一简答题1．什么叫力？力的三要素是什么？2．二力平衡条件是什么？什么叫二力杆？3．平面一般力系的平衡条件是什么？4．什么叫约束反力？5．工程中有哪几种常见的约束型式？二计算题1．如图所示的简易起重机横梁AB的A端以铰链固定，B端有拉杆BC，起重量W=10KN。
AB梁重P=4KN。
BC杆自重忽略不计，试求载荷W位于图示位置时BC杆的拉力和铰链A的约束反力。
2．车刀的A端禁固在刀架上，B端受到切削刀作用，已知Py=18KN，Px=7.2KN，L=60mm，求固第二章直杆的拉伸与压缩一简答题1．什么叫内力？如何求出直杆各截面处的内力？2．什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？3．低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？4．钢材的机械性能主要包含哪些指标？5．什么叫应力集中？二计算题1．试求图示的杆横截面1-1的内力，已知P1=26KN，P2=14KN，P3=12KN。
32．一个总重为200N的电动机，采用M8吊环螺钉，螺纹根部的直径为6.4mm，其材料的许用应力[σ]=40MPa。
问起吊电动机时，吊环螺钉是否安全？第三章直梁的弯曲一简答题1．什么叫梁？2．什么叫平面弯曲？3．梁中内力有哪些？4．剪力和弯矩的正负如何规定？5．什么剪力图和弯矩图？6．梁弯曲时的正应力强度条件是什么？7．梁纯弯曲时的正应力分布有什么特点？第五章复杂应力状态下的强度计算一简答题1．什么叫应力状态？2．什么叫主应力？什么叫二向应力状态？3．工程设计中有哪几种常用的强度理论？4．什么是第一强度理论？5．材料破坏有哪几种主要形式？第二篇化工设备常用材料一简答题1．金属材料有哪些基本性能？2．金属材料中碳，硫，磷，锰，硅对材料性能各有何影响？3．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？4．什么叫材料的韧性？什么叫无塑性转变温度？5．什么叫热处理？什么叫调质处理？6．碳钢按含碳量如何分类？按冶炼方法如何分类？7．碳钢按质量如何分类？碳钢的牌号如何规定？8．指出Q235B中各符号的含义？指出20R中各符号的含义？9．合金钢按用途如何分类？10．合金钢的牌号如何规定？11．指出0Cr18Ni9Ti及16MnR中各符号的含义？第三篇化工设备设计基础绪论一简答题1．什么叫压力容器？2．内压容器有几种分类方法？3．判断容器是一类、二类或三类容器的原则是什么？4．何谓公称直径？管子DN20表示什么意思？5．何谓公称压力？第八章内压薄壁容器的应力理论一简答题1．什么叫薄壁容器？2．什么叫回转壳体？什么叫经线？什么叫纬线？3．什么叫无力矩理论？什么叫薄膜应力？4．什么叫边缘应力？边缘应力如何产生？边缘应力有何特点？5．什么叫第一曲率半径？什么叫第二曲率半径？二判断题1．下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。
化工设计习题及答案打印版
三．名词解释题1.概念设计：概念设计是从工程角度出发进行的一种假想设计。
2. 工艺流程图：把各个生产单元按照肯定的目的要求，有机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺过程，并用图形描绘出来，即是工艺流程图。
3.车间厂房安排：是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面安排。
4.地基：建筑物的下面，支承建筑物重量的全部土壤称为地基。
5.总预备费：总预备费包含根本预备费和涨价预备费两项。
6..根底设计：根底设计是新技术开发的最终成果，它是工程设计的依据。
7.工艺流程设计：工艺流程设计通过工艺流程图的形式，形象地反映了化工生产由原料进入到产品输出的过程。
8.化工设备：化工设备主要指在化工生产中常用的标准和非标准设备。
9. 管道安排：用管道将各工段和各设备连接起来。
称管道安排。
10.设备购置费：设备购置费包含设备原价及运杂费用。
11.概算书：概算书是在初步设计阶段编制的车间投资的大概计算。
12. 工艺流程草图：工艺流程草图是用来表达整个工厂或车间生产流程的图样。
13.车间安排：将各工段与各设备按生产流程在空间上进行组合、安排称车间安排。
14.根底：根底是建筑物的下部结构，埋在地面以下。
15.其他费用：其他费用是指工程费用以外的建设工程必须支出的费用。
1、热：有温度差存在时体系与体系〔或体系与环境〕之间所传递的能量。
2、活塞流型反响器：物料返混为零的反响器。
如管式反响器。
3、管件：管件就是用于在管道系统中改变走向、高度，或改变管径，或引出支管等所使用的管道部件。
4、别离过程：就是将一混合物转变为组成互不相同的两种或几种产品的操作。
5、温-焓图(T-H)：是以温度T为纵轴，以热焓H为横轴的曲线图，它表示了物流的热特性。
6、固定床反响器：是指所用固体催化剂，或固体反响物，固定于反响器中的一类反响器。
7、聚式流态化：在流化床反响器中，固体颗粒在不同程度上成团聚状态。
化工设计复习题及答案
第一章1、简述化工设计的概念、作用与分类。
答：（1）概念：化工设计是对拟建化工项目在技术和经济上进行全面详尽的安排，是化工基本建设的具体化，是把先进的技术和最新科研成果引入生产的渠道。
（2）作用：化工设计是生产技术中的第一道工序，是化工厂建设中的重要组成部分，设计工作的质量直接关系到工厂的经济效益和社会效益，化工设计是进行技术革新和技术改造的先导，是先进科学技术与生产实践相结合的中间环节，是科研成果实现工业化的桥梁。
分类：根据项目性质可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中式设计、基础设计和工程设计。
2、化工设计划分为哪三个阶段？并分别叙述其主要内容。
答：初步设计，扩大初步设计和施工设计三个阶段。
初步设计：是根据计划任务书，探求在技术上可能，经济上合理的最符合要求的设计方案，还应编写初步设计说明书。
扩大初步设计：根据已批准的初步设计，解决初步设计中的主要技术问题，使之进一步具体化、明确化，还应编写扩大初步设计说明书与工程概算书（允许误差较大）。
施工设计：根据已批准的扩大初步设计进行的，是施工的依据，为施工服务，应有详细的施工图纸和必要的文字说明书以与工程预算书（误差较小）。
3、写出化工设计程序，并对其主要内容作简单阐述。
答：化工设计程序前期准备工作→项目建议书→可行性研究→决策（评估）→计划任务书→初步设计→扩大初步设计→施工设计4、工艺设计主要包括哪几个方面的内容？设计准备、方案设计、化工计算、车间布置、化工管路设计、提供设计条件、编制概算书的设计文件第二章1、化工厂址选择应考虑的主要因素是什么？（1）节约用地，考虑发展（注：地不能征多，但也应留有发展佘地）；（2）利用城镇设施，节约投资（电、蒸汽、燃料等靠近电厂或水水电站，靠近燃料供应点，水靠近江、河、湖等）；（3）满足环境卫生与交通运输要求（能妥善处理“三废”，优先使用水路、铁路运输，适当增加公路运输）；（4）不旱不涝，地质可靠；（5）少挖少填，有利于协作等，还要与城市规划协调。
(完整word版)化工设计复习题及答案
化工设计复习题一．填空题1.精馏塔系统合成的基本原则中包含，为了减少过程的输送量，尽早移出含量大的组分，以降低后处理能源消耗.2.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从物料计算和原料合计方面去进行考虑。
3.一个化工过程，可分解成六个子系统。
其中分离顺序的合成，用于研究分离顺序，从而确定最佳分离组合.4.可行性研究的主要内容包括市场销售情况的研究。
5.在分析、评比流程的组织最佳方案时,可从工艺设备的设计和选型方面去进行考虑,并完成设备一览表。
6.化工过程的六个子系统中，能量的和质量的管理和集成，用于研究化工过程中自身能量搭配利用，从而达到最佳节能的效果.7.8.死态的温度定为298.15K。
9.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从非工艺设计项目的方面去进行考虑,并为他们提设计要求。
10.在分析、评比流程的组织最佳方案时,可从车间布置设计方面去进行考虑，并完成平面布置和立面布置图.11.一个化工过程,可分解成六个子系统。
其中操作时间表的安排，用于研究化工过程多单元操作组成，从而达到全系统的最佳操作。
12.在分析、评比流程的组织最佳方案时，可从化工管路的设计方面去进行考虑.13.在分离过程中，应尽量避免过程中含有固体的物流出现,以降低输送过程中的能量。
14.热交换网络合成中，其基本步骤的第一步是：列表分析给定化工工程中所有的热流股和冷流股.15.在分离过程中，应尽量避免使用质量分离剂，以避免增加分离物料量。
16.分离方法中，应尽量避免过程含有固体物流出现。
17.一个化工过程，可分解成六个子系统。
其中反应途径的合成，用于研究反应途径,从而确定最佳生产工艺路线。
18.化工过程的六个子系统中,分离技术的选择，用于研究各种分离技术能耗成本,从而确定最佳分离方案。
19.精馏塔系统合成的基本原则中包含，最难分离的组分在最后分离，以便降低操作成本。
20.热交换网络合成中要求画出热能阶图，求出窄点温度及所需最少的外源热和冷量。
化工设计习题及答案重点精选全文
可编辑修改精选全文完整版一、填空题〔每空1分，共30分〕1.新建工程设计包含新产品设计和采纳新工艺或新技术的产品设计。
2.设计代表的任务是参加根本建设的现场施工和安装。
3.化工计算包含工艺设计中的物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算三个内容。
4.设备是完成生产过程的重要条件，是确定技术路线和工艺流程时必定涉及到的因素。
5.工艺流程草图流程线的起始和终了处注明物料的名称X及去向。
6.设备在工艺管道及仪表流程图上应标注位号和名称。
7.对于连续操作过程，选用单位时间作为基准是很自然的。
8.工艺设计的任务是依据工艺需要，计算并选择某种型号设备，以便订货。
9.依据工艺流程的特点，确定反响釜是连续操作还是间歇操作。
10.设备安排首先要满足工艺流程和工艺条件的要求。
11.化工厂使用最多的换热器是列管式换热器与再沸器。
12.真空管线应尽量短，尽量减少弯头和阀门以降低阻力，到达更高的真空度。
13.管架是用来支承、固定和约束管道的。
14.循环冷却水在周而复始的循环使用过程中，会对管道产生腐蚀并在管壁上结垢。
15.物质的燃烧必须具备三个条件。
16.化工设计可依据工程性质分类，也可按设计性质分类。
17.施工图设计的任务是依据扩大初步设计审批意见，解决扩大初步设计阶段待定的各项问题。
18.扩大初步设计的设计文件应包含以下两局部内容：设计说明书和说明书的附图、附表。
19.工艺管道及仪表流程图上，管道的标注内容应包含三个组成局部：即管道号、管径和管道等级。
20.执行器的图形符号由执行机构和调节机构两局部组合而成。
21.加压操作的塔可分为气相出料和液相出料两种。
22.物料衡算的理论依据是质量守恒定律。
23.流量大而扬程不高时可选用单级离心泵。
24.对于釜式反响器，依靠搅拌器来完成物料流动和混合接触。
25.车间设备安排是确定各个设备在车间平面和立面上的位置。
26.容器分中间贮存容器与原料及成品贮罐两类。
27.管架按位置可分为室外管架和室内管架两类。
化工设备设计试题及答案
化工设备设计试题及答案化工设备设计试题一、单项选择题（每题2分，共24分）1．内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在（）。
A．正常操作B．停车情况C．检修情况D．以上答案都不对2．目前，裙座与塔体连接焊缝的结构型式有（）。
A．1种B．2种C．3种D．4种3．塔盘在结构方面要有一定的（）以维持水平。
A．强度B．刚度C．稳定性D．其它4．搅拌器罐体长径比对夹套传热有显著影响，容积一定时长径比越大，则夹套的传热面积（A．越大B．越小C．不变D．以上答案均不对5．与填料密封相比，机械密封的（）大约为填料密封的百分之一。
A．泄漏率B．密封性C．磨损率D．使用率6．列管换热器的传热效率（）板式换热器，且金属消耗量大。
A．不如B．高于C．等同D．以上答案均不对7．在高温高压条件下，换热器的管板与管子一般采用（）连接保持紧密性。
A．胀焊结合B．胀接C．搭接D．对接8．膨胀节是装在固定管板换热器上的挠性元件，其作用是（）。
A．消除壳体薄膜应力B．消除或减小不利的温差应力C．消除管子中的拉脱力D．增大换热器的换热能力9．塔设备设计中最需要设置地脚螺栓的工况是（）。
A．空塔检修B．水压试验C．满负荷操作D．其它10．列管式换热强度焊的连接方式适用的条件范围为（）。
）。
A．较高压力和较大振动场合B．较高温度和较大振动场合C．较大振动和间隙腐蚀场合D．较高压力和较高温度场合11．塔节的长度取决于（）。
A．工艺条件B．塔径C．操作情况D．塔板数12．在塔和塔段最底一层塔盘的降液管末端设置液封盘，其目的是（）。
A．防止液沫夹带B．保证降液管出口处的密封C．防止淹塔D．防止液泛二、填空题（每题2分，共12分）1、塔设备按操作压力分为塔、常压塔和。
2．填料塔所用填料有鲍尔环、拉西环、阶梯环等填料；而随着金属丝网及金属板波纹等填料的使用，使填料塔效率大为提高。
3．管子与管板胀接时，除外，近年来已出现液压胀管与胀管的方法。
4．搅拌反应器的传动装置包括：、、及机座等。
化工设备机械基础习题解答-潘永亮编(1-6章)
1-2画出下列机构中个物体的受力图2-1答：已知：P 1=1kN ， P 2=2kN ， P 3=4kN;该力系为平衡力系。
∑F X =0 -P 1－P 2×sin30°+ P 3×sin α=0sin α=32130sin P P P⨯+=0。
5α=30° p=332-2（a ）答：AB 杆和AC 杆均为二力杆,属于汇交力系， A 点受力如图。
0=∑YFF AC ×sin60°—G=0F AC = G/ sin60°=23G =1。
155G∑=0XF060cos =-⨯AB AC F FF AB =G 33=0。
577G（b)答：AB 杆和AC 杆均为二力杆,属于汇交力系, A 点受力如图。
0=∑XFF AC × sin60°- F AB × sin60°=0F AC = F AB=∑YF2 F AC × sin60-G=0 F AC =G 33=0.577G = F AB 2—3(a ）答：取分离体画受力图，AB 构件为三力平衡构件tg α=0。
5 cos α=52 sin α=510=∑XF45sin cos ⨯-⨯P F A α=0410cos 45sin P P F A =⨯=α=∑YF045sin sin =⨯-+⨯ P F F B A ααsin 45sin ⨯-⨯=A B F P F =P 42(b ） 答:取分离体画受力图，AB 构件为三力平衡构件构成力的封闭三角形所以PB=21010sin =α10103cos =α 0=∑XF45cos 45cos cos =⨯-⨯-⨯ B A F P F α0=∑YF045sin 45sin sin =-⨯+⨯ P F F B A α251525==P F A 5.72==PF B 2-4(a ）答:取分离体画受力图，该力系为平面汇交力系,交于B 点0=∑XF30cos 45cos =+⨯-⨯-BC F G GF BC =6。
期末复习题答案——化工过程设备设计
《化工过程设备设计》期末复习题答案一、名词解释1．外压容器内外的压力差小于零的压力容器叫外压容器。
2．边缘应力由于容器的结构不连续等因素造成其变形不协调而产生的附加应力为边缘应力。
3．基本风压值以一般空旷平坦的地面、离地面10米高处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速为标准计算而得的值叫基本风压值。
4．计算厚度由计算公式而得的壁厚叫计算壁厚。
5．低压容器对内压容器当其设计压力为 1.6MPa P 1MPa 0<≤.时为低压容器。
6．等面积补强法在有效的补强范围内，开孔接管处的有效补强金属面积应大于或等于开孔时减小的金属面积。
7．回转壳体一平面曲线绕同一平面的轴旋转一周形成的壳体为回转壳体。
8．公称压力将压力容器所受到的压力分成若干个等级，这个规定的标准等级就是公称压力。
9．计算压力在相应设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为计算压力。
10．20R20表示含碳量为0.2%，R 表示容器用钢。
11．设计压力设定在容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力。
12．强制式密封完全依靠螺栓力压紧垫片使之密封为强制式密封。
13．强度构件在外力作用下不至发生过大变形或断裂的能力。
14．临界压力导致外压圆筒失稳的外压为临界压力。
15．主应力在单元体的三对相互垂直的平面上只作用有正应力而无剪应力，这样的平面为主平面。
在主平面上作用的正应力为主应力。
16．内压容器内外压力差大于零的压力容器叫内压容器。
17．强度构件抵抗外力作用不致发生过大变形或断裂的能力。
18．无力矩理论因为容器的壁薄，所以可以不考虑弯矩的影响，近似的求得薄壳的应力，这种计算应力的理论为无力矩理论。
19．压力容器内部含有压力流体的容器为压力容器。
20.薄膜应力由无力矩理论求得的应力为薄膜应力。
二、判断是非题（正确的划√，错误划×）1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。
（×）2．设计压力为4MPa的容器为高压容器。
级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案
2306030tg300.577G KN ===2（3分） 120MPa MPa 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩()0M x +=0x l（2分）DN（压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。
（√一般都大于计算厚度δ，因此容器最高允许工作压力（√）从稳定性考虑，外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。
（√决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。
（×σσK。
（=为减小鞍座处壳体截面的应力，卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离为筒体外径）。
（×容器较长时也可选用多于两个，应当有一个而且只能有一个F型，其余应为S√）三、选择题：将正确答案的顺序号填入题后的括号内（共10分，每小题1分）1.设计压力为2.5MPa的容器属于。
（B）A．低压容器B. 中压容器C.高压容器D. 超高压容器2.钢材的强度随温度的升高而，韧性和塑性随温度的降低而。
（A）A．下降，升高B．下降，下降C．升高，下降D．升高，升高3.不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于。
（B）A．百分之一B. 千分之一C. 万分之一D. 万分之三4.对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的。
（D）A．低温强度B. 低温刚度C. 低温硬度D. 低温韧性5.直径为D，过渡圆弧半径为r的碟形封头过渡圆弧与直边交点处过渡圆弧上的第一、A）A. ρ1=r，ρ2=D/2B. ρ1=D/2，ρ2=rC. ρ1=∞，ρ2= D/2D. ρ1=∞，ρ2=r6.从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中，的受力情况最好。
（C）A．椭圆形封头B. 碟形封头C. 半球形封头D. 折边球面封头7.低碳钢拉伸试验的整个过程，按顺序大致可分为如下四个阶段。
B ）A. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段B. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段C. 弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段D. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段8.球壳上的开孔，开孔系数ρ，δnt/δn，应力集中系数K越大。
化工设备机械基础习题及答案 (1)
1. 化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。
设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、BC及BD的受力大小。
设BC、BD与水平夹角为60℃。
2. 桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成。
P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。
3. 起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子拉力T。
4. 悬臂式壁架支承设备重P(KN)，壁架自重不计，求固定端的反力。
5. 化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。
设沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN)。
试求地面基础处的支座反力。
6. 梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。
在AC上作用有一垂直力P。
如不计梯子自重，当P＝600N，α=75℃，h=3m，a＝2m时，求绳的拉力的大小。
.7 试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。
杆的横截面面积A为250mm2，P=10KN。
8.一根直径d=3mm，长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=2.2mm。
试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。
参考答案9. 一根钢杆，其弹性模量E=2.1×105MPa，比例极限σp=210MPa；在轴向拉力P作用下，纵向线应变ε=0.001。
求此时杆横截面上的正应力。
如果加大拉力P，使杆件的纵向线应变增加到ε=0.01，问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定，为什么？10. 两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆，b=60mm，δ=10mm。
已知钢板的许用应力[σ]=160MPa，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa，拉力P=60KN。
试校核其强度。
11. 已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压紧力的合力为400KN，其法兰联接选用Q235-A钢制M24的螺栓，螺栓的许用应力[σ]=54MPa，由螺纹标准查出M24螺栓的根径d=20.7mm，试计算需要多少个螺栓(螺栓是沿圆周均匀分布，螺栓数应取4的倍数)。
(完整版)化工设计习题及答案
第一章化工厂设计的内容与程序1、化工设计的种类有哪些？答：根据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、已有装置的改造设计。
根据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、基础设计和工程设计；其中工程设计又包括：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
2、请画出化工厂设计的工作程序示意图。
3、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、服务性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。
4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？答：一、设计准备工作（1）熟悉设计任务书（2）制定设计工作计划（3）查阅文献资料（4）收集第一手资料。
二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的基础。
三、化工计算化工计算包括工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的基础上绘制物料流程图、主要设备图和带控制点工艺流程图。
四、车间布置设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。
五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。
六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。
七、编制概算书及编制设计文件概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。
第二章工艺流程设计1、化工工艺设计包括哪些内容？答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备布置，管道设计对非工艺设计提条件，设计说明书，概预算书。
2、在选择生产方法和工艺流程时，应该着重考虑的原则有哪些？其步骤有哪些？ 答：先进性、可靠性、合理性；资料搜集与项目调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析对比。
3、工艺流程设计的步骤有哪些？答：确定整个流程的组成，确定每个过程或工序的组成，确定工艺操作条件，确定控制方案，原料与能量的合理利用，制定“三废”处理方案，制定安全生产措施。
化工设备书后习题
化工设备第一章化工设备概述习题：1-1什么是化工设备和压力容器？它们有何特点？1-2为什么要对压力容器进行分类？其中，按《容规》分类有何意义？共分为几类？1-310m³的液氨储罐属于那一类容器？1-4什么是薄壁容器、高压容器、反应压力容器和换热压力容器？1-5对化工设备有何基本要求？怎样才能使其安全可靠的运行？1-6压力容器用材有哪些基本要求?选材时应遵循什么原则？1-7有普通碳素钢做压力容器用材，应有那些限制条件？为什么？1-8中国GB 150-1998《钢制压力容器》和JB 4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》两个标准有何不同？其中，GB 150-1998包括那些主要内容？第二章化工设备强度计算基础习题：2-1 如习题2-1图所示带折边的锥形封头，是确定其上A、B、C各点处的第一和第二曲率半径，以及相应的曲率中心。
2-2 设一圆筒形壳体承受气体内压p，圆筒壳体中间面直径为D，厚度为δ，失球圆筒形壳体中的应力。
若壳体材料有20R（σb=400MPa，σs=245MPa）改为16MnR（σb=510MPa，σs=345MPa）时，圆筒形壳体中的应力姜如何变化？为什么？2-3 试分析椭圆行封头长短轴之比分别为2、2、3的受力特点，并求出该封头在这三种情况下出现最大和最小环向应力、经向应力的位置。
2-4 如习题2-4图所示，对一标准椭圆形风头进行应力测定。
该封头中间面的长轴D=1000mm，厚度δ=10mm，现测得E点（x=0）处的环向应力为50MPa.cishi压力表A 表示为1MPa，压力表B指示为2MPa，试问哪一只压力表不准确，为什么？2-5 有一密闭平底平盖圆筒形容器，垂直放置在基础上。
内径Di 、厚度为δ、高度为H，内装有密度为ρ的液体，页面高度为0.6H，现测得的液面上的压力为p0。
试求圆筒体1/2深度处器壁上的环向应力和经向应力。
2-6举例说明连接边缘及边缘应力的概念。
化工设计复习题答案
化工设计复习题答案一、选择题1. 化工设计中，下列哪个因素不是影响反应器设计的主要因素？A. 反应物浓度B. 反应温度C. 反应压力D. 反应物的物理状态答案：D2. 在化工设计中，如何确定一个反应器的最佳操作条件？A. 通过实验数据B. 通过理论计算C. 通过模拟软件D. 所有以上方法答案：D3. 化工设计中，下列哪个参数不是反应器设计中需要考虑的？A. 反应速率B. 催化剂活性C. 反应器体积D. 反应物的市场价格答案：D二、填空题1. 在化工设计中，反应器的类型可以根据反应物的______和反应条件来选择。
答案：物理状态2. 化工设计中，反应器的设计需要考虑反应的______和______，以确保反应的高效进行。
答案：动力学特性；热力学特性3. 在化工设计中，为了提高反应的选择性，可以采取的措施包括使用______、控制______和优化______。
答案：催化剂；反应条件；反应器设计三、简答题1. 描述化工设计中反应器设计的一般步骤。
答案：化工设计中反应器设计的一般步骤包括确定反应类型、选择合适的反应器类型、计算反应器尺寸、设计反应器内部结构、考虑反应器的热传递和压力降、进行反应器的动态模拟和优化。
2. 简述化工设计中如何考虑反应器的热传递问题。
答案：在化工设计中，考虑反应器的热传递问题通常涉及热量的产生和移除。
这包括选择合适的换热器类型、计算换热面积、确定传热系数以及设计适当的冷却或加热系统，以确保反应器在操作过程中能够维持所需的温度条件。
3. 说明化工设计中催化剂在反应器设计中的作用。
答案：催化剂在化工设计中的反应器设计中起着至关重要的作用。
它能够显著降低反应的活化能，从而提高反应速率，改善反应的选择性和转化率。
催化剂的选择和设计需要考虑其活性、选择性、稳定性和经济性，以确保反应器的高效运行。
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化工设备设计习题概述 (1)材料 (2)薄膜理论 (2)平板理论 (4)内压容器设计 (4)外压容器设计 (13)法兰 (16)开孔补强 (17)支座 (19)储存设备 (20)换热设备 (20)塔设备 (21)反应设备 (23)概述●填空题1.化工压力容器设计应当是以（安全）为前提，并尽可能作到（经济）。
2.构成压力容器外壳的六大部件是（筒体），（封头），（密封装置），（开孔接管），3.（支座）及（安全附件）。
4.内压容器按设计压力大小分类如下：（0.1Mpa≤p<1.6MPa）为低压容器，（1.6Mpa≤p<10MPa）为中压容器，（10Mpa≤p<100MPa）为高压容器，（p≥100MPa）为超高压容器。
5.容器按其在生产工艺过程中的作用原理可分为（反应压力容器）、（换热压力容器）、（分离压力容器）、（储存压力容器）。
6.按压力容器技术管理和监督检查，将压力容器分为（三）类。
7.直径为2000mm，设计压力为10Mpa的废热锅炉。
（三类容器）8.设计压力为0.6Mpa的氟化氢气体储罐。
（二类容器）9.设计压力为1.0Mpa的搪玻璃压力容器。
（二类容器）10.p为4Mpa的剧毒介质容器。
（三类容器）11.直径为2000mm，设计压力为1MPa的圆筒形容器。
（一类容器）12.设计压力为3.6MPa的搪玻璃压力容器。
（三类容器）13.设计压力为0.5MPa的管壳式余热锅炉。
（二类容器）14.p为3MPa的氰化氢容器。
（三类容器）15.设计压力为1.5MPa，毒性程度为极度和高度危害介质的容器为（二）类容器。
16.易燃介质且毒性程度为中度危害介质的低压储存容器属于（二）类。
17.毒性为高度或极度危害介质，PV大于0.2MPam3的低压容器为（一）类。
18.计压力为1.6 Mpa,盛装液化石油气且pv值乘积为9Mpa.m3的容器属于（二）类容器。
19.我国的第一部压力容器国家标准是（GB150-89《钢制压力容器》），该标准适用于设计压力不大于（35 MPa）的钢制压力容器的设计，制造，检验及验收。
20.压力容器设计准则大致可分为（强度失效设计准则），（刚度失效设计准则），（稳定失效设计准则）和（泄漏失效设计准则）。
●问答题1.为什么对压力容器分类时不仅要根据压力高低，还要视压力乘容积的大小？2.容器上的基本受压部件和非受压部件分别指的是什么？●简述题1.目前在化工容器设计中已被采用的设计准则有哪几种？答：弹性失效设计准则、塑性失效设计准则、爆破失效设计准则、弹塑性失效设计准则、疲劳失效设计准则、断裂失效设计准则、蠕变失效设计准则、失稳失效设计准则。
2.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用范围如何？是否相同？为什么？答：不相同，因为GB150是设计、制造压力容器产品的依据，适用于设计压力不大于35 Mpa的固定的、承受恒定载荷的钢制压力容器的设计，制造，检验及验收。
而《压力容器安全技术监察规程》是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据，属于技术法规范畴。
适用于同时具备下列条件的压力容器：（1）最高工作压力大于等于0.1Mpa（不含液体静压力）；（2）内直径大于等于0.15m，且容积大于等于0.025m3;（3）盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高原等于标准沸点的液体。
二者相辅相成，构成了中国压力容器产品完整的国家质量标准和安全管理法规体系。
材料●填空1.压力容器用钢的基本要求是有较高的（强度）、良好的（塑性）、（韧性）、（制造性能）和（与介质相容性）。
2.影响压力容器钢材性能的环境因素主要有（温度高低），（载荷波动），（介质性质），（加载速率）等。
3.不锈钢中的主要合金元素(铬)是耐腐蚀性能的主要来源；（镍）扩大不锈钢耐蚀范围；（钼）提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力，提高钢的耐热强度；（钛）防止焊接用不锈钢发生晶间腐蚀。
●问答题1、压力容器专用的低合金钢板16MnR与一般合金钢板16Mn有什么主要区别？答：磷、硫的含量不同，16MnR均要求低于0.035%，而16Mn仅要求分别低于0.045%和0.050%；16MnR的检验要求更严格。
2、硫和磷对钢材性能有何影响？为什么要控制压力容器用钢中的硫磷合量？答：因为硫和磷是钢中最主要的有害元素。
硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。
磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性。
将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高钢材的纯净度，可提高钢材的韧性、抗中子辅照脆化能力，改善抗应变时效性能、抗回火脆化性能和耐腐蚀性能。
因此，与一般结构钢相比，压力容器用钢中的硫磷合量控制更加严格。
3、下列钢号各代表何种钢，符号中的字母和数字各有什么意义？答：Q215-B.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，215为屈服强度值，B表示质量等级，F表示沸腾钢。
20A代表高级优质碳素钢，20为含碳量0.2%。
15MnVDR 代表普通低合金钢，含碳量0.15%左右，含Mn小于1.5%，含V小于1.5%，D表示低温用钢，R代表容器用钢。
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。
20代表优质碳素钢，20为含碳量0.2%。
16MnDR 代表普通低合金钢，含碳量0.16%，含Mn小于1.5%，D表示低温用钢，R代表容器用钢薄膜理论●问答题1、什么是无力矩理论？其适用范围有何限制？答：一般情况下，对于薄壁壳体在内压作用下，薄膜内力和弯曲内力同时存在。
当薄壳中面的曲率、扭率改变非常小时，弯曲内力很小，在考察薄壳平衡时可省略弯曲内力的影响，于是得到无矩应力状态。
这种省略弯曲内力的壳体理论，称为无力矩理论或薄膜理论。
为保证回转薄壳处于薄膜状态，壳体形状、加载方式及支承一般应同时满足如下条件：壳体曲面必须连续，不存在曲率、厚度或材料突变；外载荷必须连续，不存在外力矩或集中载荷；壳体边界必须自由，不存在支撑或约束。
2、不连续应力有何特性？对于受静载荷作用的塑性材料壳体在设计中如何对待不连续应力？答：（1）局部性 不连续应力只存在于连接处附近的局部区域，随离开边缘的距离增加而迅速衰减，影响范围很小。
（2）自限性 不连续应力是由于边界两侧彼此弹性约束而产生的，因此对于用塑性材料制造的壳体，当连接边缘的局部区产生塑性变形，这种弹性约束就开始缓解，变形不会连续发展，不连续应力也自动限制。
对于受静载荷作用的塑性材料壳体，在设计中一般不作具体计算，仅采取结构上作局部处理的办法，以限制其应力水平。
● 选择填空1．当容器的D 0/D i 是（ ）时，则该容器属于薄壁容器。
A ：D 0/D i <1.2；B ：D 0/D i ≤1.2; C: D 0/D i ≥1.22．回转薄壳中的最大薄膜应力 σmax 与半径和厚度之比R/δ的 (c) 成正比。
(a) 平方 （b ） 三次方 （c ）一次方 （d ）0.5 次方● 计算1、试用无力矩理论的基本方程求解圆柱壳中的应力，已知壳体受气压P=1.2MPa,中面半径R=1000 mm,壳体厚度δ=12 mm 。
解: 环向应力1001210002.1PR =⨯=δ=σθ （MPa ） 轴向应力5012210002.12PR =⨯⨯=δ=σϕ (MPa) 2、上题中，若壳体材料由20R(σb =400MPa, σs=245MPa)改为16MnR (σb =510MPa, σs=345MPa),圆柱壳中的应力如何变化？为什么？解: 圆柱壳中的应力不变，因为圆柱壳中的应力只与其几何尺寸有关而与其材料无关。
3、一圆筒形容器如图所示，筒体上端连接半球形封头，下端接锥形封头，其半锥角为30℃，整个容器壁厚均为12mm ，设计压力为2.0MPa ，筒体内径为1200mm ，试分别求容器上的A 、B 、C 、D 点的薄膜应力σφ、σθ的值。
解：D=D i +δ=1200+12=1212mmA 点在半球形封头上，经向应力和周向应力相等：MPa pD 5.50124121224=⨯⨯===δσσθϕ (2分) B 点在圆筒上 经向应力：MPa pD 5.50124121224=⨯⨯==δσϕ (2分) 周向应力：MPa pD 101122121222⨯⨯==δσθ (2分) 1200C 点在锥壳大端： 经向应力：MPa pD 3.583212412122cos 14=⨯⨯==αδσϕ (2分) 周向应力：MPa pD 6.1163212212122cos 12=⨯⨯==αδσθ (2分) D 点在锥壳顶点：r=0 经向应力：MPa pr 0cos 14==αδσϕ (2分) 周向应力：MPa pD 0cos 12==αδσθ (2分) 平板理论● 问答题1、何谓薄板？在压力容器中薄板应力分析的理论基础是什么？答：所谓薄板是指板的厚度与板面的最小尺寸（直径或边长）的比值小于等于1/5。
在压力容器中，大多数薄板受载变形后的挠度（即垂直于板面方向的位移）远小于板厚，因此对薄板的应力分析多采用薄板弯曲的小挠度理论。
2、受均部载荷圆形平板的应力分布有什么特点？答：受均部载荷圆形平板的应力分布特点是：（1）板内为环向应力和径向应力两向应力；（2）应力沿厚度呈线性分布，为纯弯曲应力；（3）应力沿半径方向的分布及最大应力点的位置与周边的支承方式有关。
周边简支时，最大应力位于板中心；周边固支时，最大应力位于板边缘；● 选择填空1、 受均布载荷圆板，板中的最大弯曲应力σmax 与半径和厚度之比R/δ的 （a ） 成正比。
(a) 平方 （b ） 三次方 （c ）一次方 （d ）0.5 次方内压容器设计● 填空1．工作压力是指在 正常工作 情况下，容器 顶部 可能达到的最高压力。
2．设计压力指 设定的 容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值 不低于 工作压力。
3．根据GB150，计算压力指在相应设计温度下，用以 确定元件厚度 的压力，其中包括液柱静压力。
4。
当元件所承受的液柱静压力 小于5% 设计压力时，可忽略不计。
5．根据GB150，设计温度是指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度。
设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。
6．根据GB150，标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。
7．设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。
8．名义厚度指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。
即标注在图样上的厚度。
9．根据GB150，对于锥壳大端，当锥壳半顶角α≤30º时，可以采用无折边结构。
当锥壳半顶角α＞30º时，应采用带过渡段的折边结构。