期末复习题答案——化工过程设备设计
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《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。
2．压力容器计算中壁厚名称有几种？
答：有计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度。
3．为何要限定水压试验时的试验温度？
答：限定水压试验的试验温度是为了使水温高于材料的转脆温度而低于水的 沸点温度，确保水压试验正常进行。
3 / 11
4．为何在薄壁容器的壁厚设计公式中引入焊缝系数？
答：为了补偿焊接应力或焊接缺陷等因素对容器强度的削弱， 系数。
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。
（×）
3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。
（×）
4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。
（√）
5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。
（×）
6．在补强圈上开有一个 M10的小螺纹孔。
。
3、边缘应力特征为①
自限性
②
局限性
。
4、中压容器是指其设计压力为
1.6MPa P 10Mpa
。
5、受外压作用的长圆筒发生的是
稳定性
破坏，而不是 强度
破
坏。
6、设计温度在壁厚设计时与的选择①
材料 ② 许用应力
有关。
7．钢材中含有杂质硫会造成钢材的
热脆 性增加，含有杂质磷会造成
冷脆 性增
加。
8．压力容器按其用途可分为①
换热设备
，② 反应设备
，③分离设备
，
④ 储存设备 等四类。
9．压力容器边缘应力具有 局限性 和 自限性 两个特点。
10．直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受①
地震载荷 ，② 风载
荷 ，③
质量载荷
的作用。
四、简答题 1．设置加强圈目的是什么？
答：设置加强圈的目的是减小计算长度，提高容器抗失稳的能力。
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． 20R 20 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
（√）
7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。
（√）
8．边缘应力具有自限性和局限性。
（√）
9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。
（×）
10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。
（×）
11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来
（√）
12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。
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
0.1MPa P 1.6MPa 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
所以引入焊缝
5．设计某一钢制外压短圆筒时，发现 20g 钢板算得的临界压力比设计要求低 否改用屈服限比 20g 高 35%的 16MnR钢板来满足设计要求？
答：不能。因为临界压力与材料的强度无关。
10%，能
6．一管法兰为碳钢。操作温度为 300℃，操作压力为 1.5MPa，试选择法兰型式及公称
压力？
11．法兰联结中，影响法兰密封的因素有哪些？
答： 影响法兰密封的因素有： ①螺栓预紧力 ②密封面型式
4 / 11
③法兰刚度 ④垫片性能 ⑤操作条件。
12．标准法兰公称压力如何选取？ 答：法兰公称压力的确定与法兰的最大操作压力和操作温度以及法兰材料三大因素有
（×）
13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）
14．塔的最大质量出现在其水压试验时
（√）
15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。
（×）
2 / 11
16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。
（×）
17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。
（×）
18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。
答：选平焊法兰，其公称压力为 2.5MPa。
7．一外压钢制圆筒， 已知其临界压力为 1.2MPa，试问当外压为 0.6MPa，内压为 0.1MPa
Leabharlann Baidu
时能否使用该圆筒？
答：不能。因为 Pcr= 1.2 3.0
0.4MPa ， P0
Pi
0.6 0.1 0.5
Pcr
所以，不能满足稳定性要求。
8．管法兰按联接方式分有哪些类型？
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×）
答：管法兰按联接方式分有整体法兰、螺纹法兰、和活套法兰三种。
9．指出球壳上任意一点的第一与第二曲率半径。设球的半径为
R？
答：球壳上任意点的第一与第二曲率半径均为 R。
10．塔在水压试验时，其合成应力的计算为何不考虑地震载荷的作用？
答： 因为人们不会在地震时进行水压试验时，也就是说，水压试验时没有地 震载荷，因此其合成应力的计算可以不考虑地震载荷的作用。
（×）
19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
（√）
20．法兰联结结构中，垫片是一个不可缺少的元件之一。
（√）
三、填空题
1、弹塑性材料从拉伸到断裂所经历的四个阶段是①弹性变形阶段
阶段
④缩颈断裂阶段。
②屈服阶段③强化
2、一钢管由无缝钢管而成，则钢管的公称直径是指它们的
名义直径
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。
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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。
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。
2．压力容器计算中壁厚名称有几种？
答：有计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度。
3．为何要限定水压试验时的试验温度？
答：限定水压试验的试验温度是为了使水温高于材料的转脆温度而低于水的 沸点温度，确保水压试验正常进行。
3 / 11
4．为何在薄壁容器的壁厚设计公式中引入焊缝系数？
答：为了补偿焊接应力或焊接缺陷等因素对容器强度的削弱， 系数。
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。
（×）
3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。
（×）
4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。
（√）
5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。
（×）
6．在补强圈上开有一个 M10的小螺纹孔。
。
3、边缘应力特征为①
自限性
②
局限性
。
4、中压容器是指其设计压力为
1.6MPa P 10Mpa
。
5、受外压作用的长圆筒发生的是
稳定性
破坏，而不是 强度
破
坏。
6、设计温度在壁厚设计时与的选择①
材料 ② 许用应力
有关。
7．钢材中含有杂质硫会造成钢材的
热脆 性增加，含有杂质磷会造成
冷脆 性增
加。
8．压力容器按其用途可分为①
换热设备
，② 反应设备
，③分离设备
，
④ 储存设备 等四类。
9．压力容器边缘应力具有 局限性 和 自限性 两个特点。
10．直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受①
地震载荷 ，② 风载
荷 ，③
质量载荷
的作用。
四、简答题 1．设置加强圈目的是什么？
答：设置加强圈的目的是减小计算长度，提高容器抗失稳的能力。
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． 20R 20 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
（√）
7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。
（√）
8．边缘应力具有自限性和局限性。
（√）
9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。
（×）
10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。
（×）
11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来
（√）
12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。
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
0.1MPa P 1.6MPa 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
所以引入焊缝
5．设计某一钢制外压短圆筒时，发现 20g 钢板算得的临界压力比设计要求低 否改用屈服限比 20g 高 35%的 16MnR钢板来满足设计要求？
答：不能。因为临界压力与材料的强度无关。
10%，能
6．一管法兰为碳钢。操作温度为 300℃，操作压力为 1.5MPa，试选择法兰型式及公称
压力？
11．法兰联结中，影响法兰密封的因素有哪些？
答： 影响法兰密封的因素有： ①螺栓预紧力 ②密封面型式
4 / 11
③法兰刚度 ④垫片性能 ⑤操作条件。
12．标准法兰公称压力如何选取？ 答：法兰公称压力的确定与法兰的最大操作压力和操作温度以及法兰材料三大因素有
（×）
13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）
14．塔的最大质量出现在其水压试验时
（√）
15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。
（×）
2 / 11
16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。
（×）
17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。
（×）
18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。
答：选平焊法兰，其公称压力为 2.5MPa。
7．一外压钢制圆筒， 已知其临界压力为 1.2MPa，试问当外压为 0.6MPa，内压为 0.1MPa
Leabharlann Baidu
时能否使用该圆筒？
答：不能。因为 Pcr= 1.2 3.0
0.4MPa ， P0
Pi
0.6 0.1 0.5
Pcr
所以，不能满足稳定性要求。
8．管法兰按联接方式分有哪些类型？
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×）
答：管法兰按联接方式分有整体法兰、螺纹法兰、和活套法兰三种。
9．指出球壳上任意一点的第一与第二曲率半径。设球的半径为
R？
答：球壳上任意点的第一与第二曲率半径均为 R。
10．塔在水压试验时，其合成应力的计算为何不考虑地震载荷的作用？
答： 因为人们不会在地震时进行水压试验时，也就是说，水压试验时没有地 震载荷，因此其合成应力的计算可以不考虑地震载荷的作用。
（×）
19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
（√）
20．法兰联结结构中，垫片是一个不可缺少的元件之一。
（√）
三、填空题
1、弹塑性材料从拉伸到断裂所经历的四个阶段是①弹性变形阶段
阶段
④缩颈断裂阶段。
②屈服阶段③强化
2、一钢管由无缝钢管而成，则钢管的公称直径是指它们的
名义直径
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。
1 / 11
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。