化工机械基础复习要点

化工机械基础复习提纲

一、基本概念

1.构件在外力作用下，能够安全可靠地工作，必须满足的力学条件是强度、刚度和稳定性。

2.求内力的一般方法是截面法。

3.刚体就是在力作用下不发生变形的物体。

4.边缘应力的特性有局部性和自限性。

5.双鞍座中一个鞍座为固定的，一个鞍座为活动的。

6.外压容器常见的失效形式是失稳。

7.法兰标准可分为容器法兰标准和管法兰标准。

8.化工设备中，常用的凸形封头有半球形、椭圆形、碟形、球冠形封头。

9.按照承压的性质分，压力容器可分为内压容器和外压容器。

10.密封装置的失效形式主要表现为泄漏。

11.法兰按使用场合可分为容器法兰和管法兰，选择法兰的主要参数是公称直径和公称压力。

12.卧式容器支座，最常用的是鞍座，塔设备常用的支座是裙座。

13.管壳式换热器的型式主要有固定管板式换热器，浮头式换热器和U形管式换热器。

14.塔设备按照结构形式可分为填料塔和板式塔。

15.标准椭圆形封头，长短半轴的比值为2。

16.为了避免热膨胀在卧式容器中产生温差应力，双鞍座中一个鞍座为固定的（代号为F型），一个鞍座

为活动的（代号为S型）。

17.中低压容器，开孔补强的计算方法是等面积补强法。

18.压力容器的常用的安全泄放装置有安全阀，爆破片。

19.压力容器主要由筒体，封头，密封装置，开孔补强，支座和附件组成。

二、简答问题

1.容器机械设计的基本要求是什么？

答：①强度；②刚度；③稳定性；④耐久性；⑤气密性；⑥其他

2.双鞍座位置的确定有何规定？试说明原因。

答：采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近部分的加强作用，应尽可能奖支座设计得靠近封头，即A≤R i/2 ，且A不大于0.2L。

3.管壳式换热器中，换热管与管板的连接方式有哪些？它们各有何特点？

答：管壳式换热器、管板与管子的连接方式有：胀接、焊接、胀焊结合三种，胀接产生的抗拉脱力有限，只用于温度、压力不高的场合。焊接产生的抗拉脱力较大，但焊缝处易产生缝隙，增加腐蚀破坏程度，且有焊接残余应力。胀焊结合使连接处承受的抗拉脱力大大提高，并且可以防止缝隙腐蚀，可用于高温、高压等场合。

4.塔设备的作用是什么？

答：塔设备的作用是实现气（汽）-液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传值及传热的目的。

5.压力容器进行压力试验的目的是什么？

答：压力试验的目的是：验证容器在超工作压力条件下，器壁材料的宏观强度，焊接的致密性，容器密封结构的可靠性，容器在制造过程中存在的质量问题，使压力容器在投产前对不安全情况用压力试验方法检验出来。常用的压力试验方法为液压试验，相对安全。

6.椭圆形封头、碟形封头通常要设直边段，其目的是什么？

答：避免封头与筒体之间的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，使焊接应力与边缘应力分开，改善焊缝的受力状况。

7.外压容器设置加强圈的作用是什么？

答：外压圆筒的加强圈，其作用是将长圆筒转化为短圆筒，以提高临界失稳压力，减薄筒体壁厚。

8.

解释：计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度，可以用图示法表示。

答：壳体的计算壁厚是指按强度公式计算得到的厚度δ；设计厚度是计算壁厚加上腐蚀裕量，

2

C d +=δδ；名义厚度是将设计厚度加上钢板负偏差后向上圆整至钢板标准厚度，即

∆++=1C d n δδ；有效厚度是名义厚度减去附加量之后的值，即C n e -=δδ。

三、分析题（书上例题）

1-3，1-5, 1-7, 1-9, 1-10，1-15（a,b,g ） 例5-1，第一种方案

例1-10见作业及第一章复习题

四、作图题

例题：一个低合金钢内压反应塔，筒体内径mm

D

i

500

=，标准椭圆形封头，工作压力MPa

0.2（装有安全阀），工作温度C

300，塔体采用单面手工电弧焊（有垫板），局部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性。（1）设计塔体壁厚，并校核水压试验强度。（2）设计封头壁厚。（[]MPa

t144

=

σ，[]MPa

170

=

σ，

MPa

s

345

=

σ，

()

s

e

e

i

T

T

D

p

ϕσ

δ

δ

σ9.0

2

≤

+

=）

12

[]mm

C

p

pD

t

i

d

2.6

6.1

05

.1

2

8.0

144

2

500

05

.1

2

2

=

+

⨯

-

⨯

⨯

⨯

⨯

=

+

-

=

ϕ

σ

δ

圆整，取mm

n

7

=

δ厚。

水压试验校核：

()()

MPa

D

p

e

e

i

T

T

0.

145

4.5

2

4.5

500

144

170

05

.1

2

25

.1

2

=

⨯

+

⨯

⨯

⨯

=

+

=

δ

δ

σ

MPa

s

4.

248

345

8.0

9.0

9.0=

⨯

⨯

=

ϕσ，

s

T

ϕσ

σ9.0

<

所以水压试验时强度足够。

（2）设封头壁厚mm

5，mm

C2.0

1

=，mm

C1

2

=

[]mm

C

p

KpD

t

i

d

9.4

2.1

05

.1

2

5.0

1

144

2

500

05

.1

2

5.0

2

=

+

⨯

⨯

-

⨯

⨯

⨯

⨯

=

+

-

=

ϕ

σ

δ

圆整，取mm

n

5

=

δ厚。