《化工设备设计基础》综合复习资料
化工设备设计基础复习资料(本)
《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空1.在工程上，强度条件可以解决三类问题： 、 、 。
2.杆件以轴线变弯为主要特征的变形称为 ；以此为主要变形的杆简称为 。
3.梁上向上的外力均产生 ；而向下的外力均产生 。
4.若梁上作用有集中力偶，则截面左侧顺时针转向的力偶或截面右侧逆时针转向的力偶取 ，反之取 。
5.工程上常用于联结构件的联结件的失效形式包括： 和 。
6.对发生剪切变形的构件，通常除了进行剪切强度计算外，还要进行 强度计算。
7.以扭转为主要变形的直杆，通常称为 。
8.金属材料的基本性能包括 、 、 和 。
9.δ、ψ是金属材料的 指标；b σ、s σ是材料的 指标；k α是材料的 指标。
10.按材料成分划分，Q235-A 属于 钢，16MnR 属于 钢。
11.纯铁在不同温度下具有两种不同的晶体结构，即 晶格与 晶格。
12.工程上以 和 作为衡量金属静载荷下塑性变形能力的指标。
13.对于承受波动或冲击载荷的零件及在低温条件下使用的设备，必须考虑 。
14.金属材料在高温长期工作时，在一定应力下，会随着时间的延长缓慢地不断发生塑性变化的现象，称为 现象。
15.碳钢和铁是工程应用最广泛、最重要的金属材料。
它们是由 铁和 碳及 杂质元素所组成的合金，称“铁碳合金”。
16.按照腐蚀反应进行的方式，金属的腐蚀可分为 与 两类。
17.工程中的约束可以归纳为 、 、 、 等几种基本形式。
18.边缘应力的两大特点是 和 。
19.卧式容器的支座有三种： 、 、 。
20.受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数 ；短圆筒侧向失稳时波形数为 的整数。
21.按应用分类，可以将压力容器分为 、 、 、 。
22.按容器的外径Do 和内径Di 的比值K 不同，可将容器分为： 、 。
23.薄壁圆筒形压力容器环向应力为经向应力的 倍。
24.外压容器失稳前，壳壁内存在有压应力，外压卸掉后变形完全恢复；失稳后，壳壁内产生了以 为主的复杂应力。
化工设备综合复习
化工设备综合复习一、引言化工设备是指在化工生产过程中用来进行物质变换、分离、传热和传质等操作的机械设备。
其涉及的领域广泛，包括反应釜、蒸馏塔、分离设备、传热设备等。
本篇文档将对化工设备的相关知识进行综合复习，包括设备分类、设计原则、操作及安全等内容。
二、设备分类在化工领域中，常见的化工设备可以按照功能、结构和工艺性质进行分类。
1. 按功能分类•反应器：用于实现化学反应的设备，常见的有批量反应釜、连续流动反应器等。
•分离设备：用于将混合物中的不同组分进行分离的设备，例如蒸馏塔、萃取塔等。
•传热设备：用于实现物质之间的热量传递的设备，例如换热器、蒸发器等。
2. 按结构分类•塔式设备：通过采用塔式结构实现物质分离、反应等操作，例如蒸馏塔、吸收塔等。
•容器设备：主要用于储存和等静压加工的设备，例如储罐、发酵罐等。
•交换设备：用于进行物质传递的设备，例如换热器、吸附塔等。
3. 按工艺性质分类•物理设备：主要通过物理原理进行物质的分离和反应，例如蒸馏塔、分离器等。
•化学设备：通过化学反应实现物质的变换和合成，例如反应釜、合成塔等。
三、设备设计原则1. 安全性原则在化工设备的设计过程中，安全是首要考虑的因素。
设计人员需要考虑设备的结构强度、防爆措施、泄漏防止等方面，以确保设备在运行过程中的安全性。
2. 经济性原则化工设备的设计需要考虑经济性的因素，包括设备的成本、运行成本和维护成本等。
设计人员需要在满足工艺要求的前提下，尽可能降低设备的生产成本，提高设备的运行效率。
3. 实用性原则化工设备的设计应考虑使用的便利性和实用性。
设备的结构应简单明了，易于操作和维护，同时设备的布局和连接应方便，以提高生产效率。
四、设备操作及安全1. 设备操作在进行化工设备的操作时，操作人员需要熟悉设备的结构和工作原理，掌握正确的操作流程。
操作前，需要对设备进行检查，确保设备及其附属设备的正常工作状态。
在操作过程中，操作人员需要遵守操作规程，注意操作细节，确保操作的安全性和有效性。
《化工设备设计基础知识》综合复习资料
《化工设备设计基础知识》综合复习资料化工设备设计基础知识综合复资料
引言
本文档旨在提供一份综合复资料，帮助读者复化工设备设计的基础知识。
化工设备设计是化学工程领域中的重要内容，对于掌握化工设备的设计原理和方法具有重要意义。
设备选择与设计
- 设备选择的原则和方法
- 设备的基本参数和计算
- 设备的布置与选择
设备材料与制造
- 设备材料的选择与特性
- 设备的制造工艺与要求
设备安装与维护
- 设备的安装步骤和要点
- 设备的常见故障与维修方法
设备性能与评价
- 设备性能参数的计算与评价
- 设备运行参数的监测与控制
设备节能与安全
- 设备节能技术的应用与实践
- 设备安全管理与事故预防
结论
通过对化工设备设计的基础知识的综合复，读者将能够掌握设备选择与设计的原则、设备材料与制造的要点、设备安装与维护的方法、设备性能与评价的计算与控制、设备节能与安全的策略等方面的知识。
这将有助于读者在化工设备设计领域内有更全面的理解和应用能力。
参考文献
- 请根据需要添加参考文献列表
以上为《化工设备设计基础知识》综合复习资料的概要内容。
建议读者在复习过程中参考相关教材和学术资料以获取更详细的内容和知识。
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。
化工设备综合复习
化工设备综合复习《化工设备设计基础》综合复习资料参考答案一、名词讲明1．外压容器容器内外的压力差小于零叫外压容器。
2．边缘应力由于容器的结构不连续等因素造成其变形不和谐而产生的附加应力为边缘应力。
3．差不多风压值以一样空旷平坦的地面、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运算而得的值叫差不多风压值。
4．运算厚度由运算公式而得的壁厚叫运算壁厚。
5．低压容器对内压容器当其设计压力为 1.6MPa≤.时为低压容器。
0<P1MPa6．等面积补强法在有效的补强范畴内，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，那个规定的标准压力等级确实是公称压力。
9．运算压力在相应当设计温度下，用以确定容器壁厚的压力为运算压力。
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，如此的平面为主平面。
在主平面上作用的正应力为主应力。
二、判定是非题（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。
（×）3．容器的名义厚度与运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运算进行壁厚设计。
（√）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。
（√）7．压力容器不管制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。
化工设备基础总复习
化工设备基础总复习《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空题1. 力的合成与分解法则有和两种。
2. 作用在梁上的载荷一般可分为集中力、和；根据梁的约束及支承情况可以分为简支梁、和三种。
3. 钢材中含有杂质硫会造成钢材的性增加，含有杂质磷会造成性增加。
4. 两物体之间的机械作用称之为力。
力的三要素是、和。
5. 材料破坏的主要形式有和。
6. 平面力偶系平衡的充要条件是。
7. 设计温度在压力容器的壁厚计算公式中尽管没有直接出现，但它是和确定时不可缺少的参数。
8. 压力容器制造完成之后必须进行压力试验，按照压力试验的介质种类可以分为和两种方法。
9. GB 150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的标准。
10. 在压力容器的四个壁厚中，图纸上所标注的厚度是厚度，用来承担外载荷强度的厚度是厚度。
11. 法兰联接结构，一般是由、和三部分组成。
12. 为使薄壁回转壳体应力分析过程简化除假定壳体是的之外，还作了、和。
13. 塔设备的裙座与筒体搭接结构焊缝受应力作用；对接结构焊缝承受应力作用。
14. 内压操作的塔设备其最大组合轴向拉应力出现在工况时设备侧。
二、判断题1. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
2. 有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差，其数值等于计算厚度。
3. 法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。
4. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。
5. 外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
6. 钢板卷制的压力容器筒体的公称直径指的是其内径，而无缝钢管做筒体时公称直径则是指其外径。
7. 平面力偶系平衡的充要条件是合力为零。
8. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。
9. 由于容器的公称直径和管子的公称直径所代表的具体尺寸不同，所以，同样公称直径的容器法兰和管法兰，他们的尺寸亦不相同，二者不能互相代用。
化工设备设计基础复习资料
化工设备设计基础一、简答题1、换热器管箱在什么情况下要进行热处理？为什么？答：碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头盖以及管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，应进行焊后热处理。
设备法兰密封面热处理后精加工。
因为热处理使得设备法兰较大变形得以恢复，充分保证了设备法兰的密封性。
2、构件在外力作用下，安全可靠地进行工作应满足哪些力学条件？答：（1）强度条件；（2）刚度条件；（3）稳定性条件 2、常见典型平面约束有几种？答：（1）柔索约束，如绳子、链条、皮带、钢丝等（2）理想光滑面约束（3）圆柱铰链约束3、材料力学对变形固体作了哪些假设？答：（1）连续性假设（2）均匀性假设（3）各向同性假设4、提高梁弯曲强度和刚度的措施？答：（1）合理安排梁的受力情况（2）选择合理的截面形状4、引构件产生交变应力的原因有哪些？答：（1）载荷作周期性变化（2）载荷不变化，但构件作某些周期性运动 6、提高构件疲劳强度的措施？答：（1）减缓应力的集中（2）降低表面粗糙度（3）增加表面强度7、化工容器零部件标准化的意义是什么？答：标准化是组织现代化生产的重要手段，实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成本，从而提高产品的竞争力，实现标准化，可以增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修，提高劳动生产率。
标准化为组织专业生产提供了有利条件。
有利于合理利用国家资源，节省材料等。
标准化的基本参数公称直径、公称压力。
8、从容器的安全、制造、使用等方面说明对化工容器机械设计有哪些基本要求？答（1）强度（2）刚度（3）稳定性（4）耐久性（5）密封性（6）节省材料和便于制造（7）方便操作和便于运输。
9、轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围？答：（1）回转壳体曲面在几何上是轴对称的壳体厚度无实变。
曲率半径连续变化的、材料均匀、连续且各向同性。
（2）载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的没有突变情况（3）壳体边界应该是自由。
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一、填空题）• 管路的热补偿分—、—_两种。
• 过压保护用—阀，排水阻汽用—阀。
• 按工作原理可将泵分为—、—和其他类型泵等三类。
• 根据离心泵泄漏位置的不同，可将泄漏分为__和—O• 风机按排气压力分为 ____ （Pd<1.5xlO 4Pa ）和 ______ （1.5xl04Pa<Pd<2.0xl04Pa ）o • 活塞式压缩机工作过程按工作原理可分为__、__、—、—等。
• 离心式压缩机主要山—、—、轴承及密封装置等部件组成。
• GB150-98《钢制压力容器标准》中按内压容器的设计压力（P ）,将内压容器分为—、 __、—、__四个压力等级。
• 按冷热流体热量交换方式将热交换器分为—、一—、—三种。
• 板式塔气液接触屈于—式传质、传热过程；填料塔气液接触属于—式传质、传热过 程。
• 搅拌反应釜山—、—、—、轴封装置和其他结构等几部分组成。
• 搅拌反应釜最常用的传热装置有—和__。
•多级离心泵轴向力平衡的措施有（ ）、（ ）、（ ）。
•活塞的基本结构有：（）（）（）。
• 列管式换热器中，需要设置膨胀节以消除温差应力的是（ 固定，另一端叫以在管内自山移动的是（ ）。
• 离心式风机叶片有三种主要弯曲形式，（ （ ）叶片。
• 在换热器中参加换热的两种流体在间壁两边分别以和反的方向流动，称为（ ），若以相同的方向流动，则称为（ ），在工业生产中，一般都采用 （ ），只有在特殊情况时，才采用（ ）0 • 活塞式压缩机工作原理包括（ ）、（）、（）、膨胀四个过程。
• 填料塔中的填料分为实体填料和网体填料，拉西环和鲍尔环属于实体填料。
实体填料的填充方式有（ ）和（ ）。
• 止冋阀的作用是控制流体的方向，按照结构的不同可以将其分为两种，主要是 （ ）和（ ）o）：换热管一端）叶片,）叶片和•压缩比是压缩机（）和（）之比。
•管件作用是、—、、—等。
•管路连接方式主要有—、—、—、—O•阀门主要山___ 、—、—_、—等几个部分组成。
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《化工设备设计基础》综合复习资料填空题1.容器按照壁厚大小分为________ 和__________ 。
2.双鞍座支承的卧式容器可简化为受均布载荷的_____________ 梁；而直立的塔设备进行校核计算时则简化为_________ 梁。
3.矩形截面（长=b、宽二h）对Z轴的惯性矩公式为 _______ 或 _________ 。
直径为D的圆形截面对其对称轴的惯性矩为__________ o4. ________________________________________ 计算内压操作塔设备筒体壁厚的依据是其_____________________________________________ 应力，而进行直立设备校核计算时主要是针对其______ 应力。
5.我国压力容器设计必须遵循的安全技术法规和标准为_____________________________和 __________________________ O6.立式容器的支座有腿式支廉、___________ 、 ___________ 和 ___________ 四种。
7.对与封头相连的外压容器筒体而言，其计算长度应计入封头的直边高度及凸形封头—的凸面高度。
二、判断题1.下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。
哪些能用薄膜理论求解壁内丿应力？哪些不能？（1）横截面为正六角形的柱売。
（2）横截面为圆的轴对称柱壳。
（3）横截面为椭圆的柱売。
（4）横截面为半圆的柱売。
（5）横截面为圆的锥形壳。
2.在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，丿应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
3.薄壁I叫转売体中任一点，貝要该点的两个曲率半径R1=R2,则该点的两向应力相等。
4.因为内压薄壁容器圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器, 壁内的应力总小于壁厚小的容器。
5.按无力矩理论求得的应力成为薄膜应力，薄膜应力沿壁厚均匀分布的。
化工设备基础知识点背诵版及试题详解
压力容器基础知识考试、检验、修理和改造，均应严格执行
《压力容器安全技术监察规程》的规定。
（ √）
2． 内压圆筒强度计算公式的理论依据是第一强度理论。
（√）
3． 压力容器壳体的最小厚度的规定是为了保证容器的最低强度条件要求。 （× ）
4． 压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。（√）
Pcr 与什么因素有关？
1) 与材质有关 （E） 2) 与粗细有关 （Ø） 3) 与长短有关 （L）
失稳的实质:是容器筒壁内的应力状态由单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡
临界压力： Pcr 的数值与筒体的几何尺寸、材质及结构有关，是每个容器固有的。这种关系是怎 样的？
临界压力计算公式
Pcr
4 塔设备
1) 外压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力应出现在什么工况？什么风面？ 2) 塔设备设计时，除了有操作压力作用外，还应考虑哪些载荷的作用？ 3) 填料塔常用液体分布装置主要有什么？ 4) 按照传热方式的不同，换热设备的分类 5) 管壳式换热器结构型式 6) 载荷以不同方式作用于杆件会产生不同变形，杆件变形的基本方式 7) 低碳钢材料在拉伸时，弹性阶段应力与应变成正比，该比例常数称为什么？ 8) 工程上塑性指标通常指什么？ 9) 设备选材时必须考虑的加工工艺性能主要指标 10) 设备材料的普通热处理的分类 11) 卧式容器支座主要形式 12) 立式容器支座主要形式 13) 塔设备按其结构特点分类可分为几类？
2 化工设备设计
1. 内压薄壁圆筒设计 1) 什么叫强度失效准则？ 2) 什么叫腐蚀余量？腐蚀余量与哪些参数有关？ 3) 为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些参数有关？ 4) 内压薄壁容器设计中，有几种壁厚名称？这些壁厚的含义是什么？这些壁厚之间的大小 关系如何？ 5) 水压试验的目的是什么？容器如何进行压力试验？
《化工设备设计基础知识点》综合复习资料
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料
化工设备设计基础知识点综合复资料
一、化工设备设计的基本概念
- 设计定义：设计是以实现预定目标为目的，应用科学、技术
和艺术等知识，采用一定的方法，对物质形态、结构、功能、性能
等方面作出合理化设计的过程。
- 设计特点：系统性、前瞻性、综合性和开放性。
- 设计内容：包括研究内容、设计内容和计算内容。
- 设计过程：包括可行性研究、论证设计阶段和具体设计阶段。
- 设计程序：一般包括项目启动、立项、确定任务书、编制方案、决策审核、正式设计、施工及竣工验收等阶段。
二、化工设备设计的基本任务
- 确定工艺流程和原则；
- 选择适当的设备及设备组合；
- 设计和确定设备的主要参数和特性；
- 设计和确定工艺管道、仪表和控制系统；
- 对设备进行合理布局和装置。
三、化工设备设计的基本计算
- 物料平衡计算；
- 能量平衡计算；
- 设备传热计算；
- 设备传质计算；
- 设备机械运动学计算；
- 设备密封计算。
四、化工设备设计的基本参数
- 容积或表面积；
- 热交换系数；
- 流通面积及流速；
- 传质系数；
- 气体液体的毛细现象参数。
以上就是化工设备设计基础知识点的综合复习资料。
希望本资料能够为大家的学习提供帮助。
化工设备设计基础
《化工设备设计基础》课程综合复习资料一、判断题1.在补强圈上设置一个M10的螺纹孔，其目的是为了检验焊缝紧密性。
答案：√2.轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
答案：√3.法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。
答案：×4.一般情况下，钢板材料的许用应力[σ]t随钢板使用温度的升高而降低，随钢板厚度的增加而增加。
答案：×≤0，说明地脚5.塔设备的裙座地脚螺栓设计计算结果中，如果地脚螺栓承受的最大拉应力B螺栓实际并未承受载荷，设备自身足够稳定，因此可不必设置地脚螺栓。
答案：×6.16MnDR是低温压力容器专用钢材，其碳含量约为0.16%。
答案：√7.整体补强就是用增加整个筒体或封头壁厚的办法来降低峰值应力，使之达到工程许可的程度。
当筒身上开设排孔，或封头上开孔较多时，可采用整体补强的办法。
答案：√8.我国第一部压力容器的国家标准是GB/T 151-2014《热交换器》。
答案：×9.进行梁的弯曲强度计算时，对于抗拉和抗压强度不同的材料，只要求出最大拉应力，满足抗拉强度条件。
答案：×10.压力容器法兰的公称直径指的是与之相连的容器筒体或封头的公称直径。
答案：√11.薄膜理论中轴对称壳体主要指壳体的几何形状和约束条件是对称于旋转轴的。
答案：×12.当筒体足够长，两端刚性较高的封头对筒体的中部的变形不能起到有效支撑作用时，筒体最容易失稳压瘪。
答案：√13.“等面积补强法”的计算原则是：处于补强有效区内的补强金属截面面积，应该至少等于或大于被削去的金属截面面积。
答案：√14.由于边缘应力具有局部性，在设计中可以在结构上只作局部处理。
答案：×15.容器类别越高，设计、制造、检验、管理等方面的要求越严格。
答案：√16.薄壁圆筒两端受轴向均布外压作用，当达到临界压力值时，同样会发生失稳现象，这种失稳状态与径向承受外压圆筒失稳完全相同。
《化工设备设计基础》综合复习资料
《化工设备设计基础》综合复习资料一、填空题1. 平面力系问题的各类约束中，光滑面约束存在个约束反力，固定端约束存在个约束反力。
2. 提高梁弯曲强度条件的主要途径有选用合理截面提高；合理安排受力情况减小等措施。
3．压力容器按其用途可分为反应器、分离器、热交换器和储存等四类。
4．内压圆筒的设计采用_________强度理论。
5. 压力容器开孔进行补强设计的原则有和两种。
6．裙座与塔体的焊接有和2种型式。
7. 标准椭圆形封头的长、短半轴之比a/b= ，此时K= 。
8. 单元体的应力状态可以分为三类：、和。
9. 法兰尺寸系列表中的法兰尺寸计算是在规定设计温度为、材料是的基础上，考虑多种因素，通过多种方案的比较计算和尺寸圆整得到的。
10. 求取构件内力的方法是。
11．最高工作压力是指在正常工作情况下，____________可能达到的最高压力。
12．封头按形状分为_______蝶形________、____椭圆____________和平板封头三类。
13. 化工设备开孔区强度受到削弱通常采用的补强结构有补强结构、补强结构和补强结构。
14. 法兰公称压力的确定与法兰的最大、和三个因素有关。
二判断题1．假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生失稳。
2．18MnMoNbR钢板的屈服点比Q235-AR钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR钢板制造的外压容器要比用Q235-AR钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。
3．设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用屈服点比20g高35%的16MnR钢板，即可满足设计要求。
4．几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：P cr不锈钢>P cr 铝>P cr铜。
5．外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。
《化工设备设计基础》复习讲解
《化工设备设计基础》复习1工程力学基础1. 强度:构件抵抗破坏的能力2. 刚度:构件抵抗变形的能力3. 稳定性:构件保持原有平衡形态能力4. 强度性能:抵抗破坏的能力,用σs和σb表示弹性性能:抵抗弹性变形的能力,用E表示塑性性能:塑性变形的能力,用延伸率δ和截面收缩率ψ表示5. 什么叫强度?直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么?6. 低碳钢的拉伸试验中,从开始加载至断裂经过哪几个阶段?7. 钢材的机械性能主要包含哪些指标?8. 工程设计中有哪几种常用的强度理论?9. 材料破坏有哪几种主要形式?2化工设备设计1. 内压薄壁圆筒设计1 什么叫强度失效准则?2 什么叫腐蚀余量?腐蚀余量与哪些参数有关?3 为何引入焊缝系数?焊缝系数与哪些参数有关?4 内压薄壁容器设计中,有几种壁厚名称?这些壁厚的含义是什么?这些壁厚之间的大小关系如何?5 水压试验的目的是什么?容器如何进行压力试验?6 如何确定水压试验的试验压力?对立式容器的卧置做水压试验时,其试验压力又如何确定?7 水压试验的强度校核公式2. 外压容器设计1 什么是外压容器?2 什么叫临界压力?临界压力与什么因素有关?3 什么叫计算长度?4 什么叫长圆筒?什么叫短圆筒?5 什么叫失稳?外压容器的稳定性条件是什么?6 设置加强圈的目的是什么?加强圈的类型有哪些?3. 压力容器开孔与接管1 开孔补强的目的是什么?2 等面积补强法的设计原则是什么?3 在内压薄壁圆筒上开一椭圆孔,椭圆孔的长轴应如何放置?为什么?4. 容器零部件标准的选用1 法兰联结结构一般是由哪三个部分组成?2 法兰的公称压力与哪些因素有关?3 鞍座有哪些型式?4 一台卧式容器的鞍座型式如何选择?为什么?5. 化工设备设计的基本要求1 安全可靠:材料的强度高、韧性好;材料与介质相容;结构有足够的刚度和抗失稳能力;密封性能好2 满足过程要求:功能要求;寿命要求(高压容器:20年,塔、反应设备:15年3 综合经济性好:生产效率高、消耗低;结构合理、制造方便、结构紧凑;易于运输和安装4 易于操作、维护和控制:操作简单、可维护性好和可修理性好、便于控制5 优良的环境性能:防污染、防噪声等6. 压力容器的一般分类方法常见的按下列等进行分类1 压力大小2 用途3 受压方式4 制造方法5 壳体结构形式7. 失效的最终表现形式:泄漏、过度变形和断裂。
化工设备考试复习题
化工设备设计基础复习第一章 化工设备基础知识1、化工生产的特点：生产连续性强，生产条件苛刻，易燃、易爆、有毒，生产多样性，技术含量高。
2、化工生产对化工设备的安全性能要求：足够的强度，足够的刚度，抗失衡能力，良好的人性，良好的腐蚀性，良好的气密性。
3、按压力等级分类，压力容器、设备与管道的压力等级分类及代号低压容器：L 中压容器：M 高压容器：H 超高压容器：u4、容器按用途分几类？代号是什么？C.盛装容器（存储容器） R.反应容器 E.换热容器 S.分离容器5、薄壁容器和厚壁容器的区分。
容器的内经外径比为Di Do<1.2的容器称薄壁容器。
6、我国质量技术监督部门根据《压力容器安全技术监察规程》将压力容器分为几大类?三类容器：一类容器，二类容器，三类容器7、从安全管理和技术监督的角度来考察，压力容器一般分为哪两大类。
固定式 移动式8、压力容器零部件的两个基本参数是什么？公称压力，公称直径。
9、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指什么？无缝钢管做筒体时，其公称直径是指什么？ 公称直径是指它们的内径。
无缝钢管做筒体时，其公称直径是指无缝钢管的外径10、容器和容器零部件的机械设计应满足的条件有哪些？强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性、节省材料和便于制造，方便操作和便于运输，技术经济指标合理等。
第二章 化工设备常用材料及选择1、金属材料在外力作用下所引起的变形和破坏过程大致可分为哪三个阶段？1.弹性变形阶段，2.弹一塑性变形阶段3.断裂。
3、固体材料常用的强度指标是：屈服点，抗拉强度蠕变强度、持久强度、疲劳强度4、材料常用的塑性指标是：伸长率和断面缩率、冷弯（角）5、硬度和强度、耐磨性的关系：硬度高，强度也高，耐磨性好。
6、金属材料的化学性能主要是指什么？ 耐腐蚀性和抗氧化性。
7、化工设备的加工制造方法主要包括哪些？铸造，锻造，焊接，切削加工，热处理等。
8、列出5种合金钢中常用的合金元素。
铬Gr. 镍Ni. 硅Si. 硼B. 钛Ti. 铝Al.9、中碳钢按钢的用途、质量等级等可分为哪几类？普通碳素结构钢，优质碳素结构钢，低合金钢及合金结构钢，特殊性能钢10、牌号为Q235A.F 的普通碳素钢，符号和数字各代表什么意思？ Q —钢材屈服点235—钢材屈服点的数值 A —钢材质量等级 F —脱氧方法中的沸腾钢。
《化工设备设计基础概述》综合复习资料
《化工设备设计基础概述》综合复习资料化工设备设计基础概述化工设备设计是化学工程领域中的重要内容，它涉及到化工工艺的实际应用和操作。
本文将对化工设备设计的基础概念进行综合复，让读者对该领域有一个全面的了解。
设计原则化工设备设计的主要目标是确保设备在化工工艺中的正确操作和高效性能。
在设计一个化工设备时，需要考虑以下几个原则：1. 安全性：设备的设计必须符合安全标准，并考虑到可能出现的危险情况和应对措施。
2. 可靠性：设备应具备良好的可靠性，能够正常运行并保持一定的寿命。
3. 经济性：设备设计应尽量减少成本和资源的浪费，同时提高效率。
4. 可维护性：设备设计应方便维修和保养，减少停机时间和维修成本。
设备选择选择合适的设备是化工设备设计中的一个重要环节。
以下是一些选择设备的考虑因素：1. 工艺要求：根据化工工艺的要求，选择适应性强且满足需求的设备。
2. 材料选择：考虑要处理的物质对设备材料的耐腐蚀性和耐热性要求。
3. 设备尺寸：根据工艺流量和容量要求，选择适当尺寸的设备。
4. 能耗：考虑设备的能耗情况，选择节能效果好的设备。
设备设计步骤化工设备设计通常包括以下几个步骤：1. 确定设备需求：了解工艺要求和操作条件，确定设备的基本参数。
2. 设计计算：根据设备需求，进行各种计算，如热力学计算、流体力学计算等。
3. 设备选型：根据计算结果和选择因素，选取适合的设备。
4. 设备布置：确定设备在工艺流程图中的位置和相互关系，考虑操作便利性和安全性。
5. 绘制设计图：使用CAD软件等工具，绘制设备的设计图纸。
6. 完善设计：根据实际情况，进行设计的修改和完善。
7. 设备制造和安装：将设计图纸交给制造商进行设备制造和安装。
8. 设备调试和验收：进行设备的调试和验收，确保设备能够满足设计要求。
总结化工设备设计基础概述涵盖了设计原则、设备选择和设计步骤等方面。
通过深入了解化工设备设计的基本知识，能够为实际应用和操作提供有效的指导和支持。
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1．外压容器 容器内外的压力差小于零叫外压容器。
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，这个规定的标准压力等级就是公称压力。
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 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。
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。
（×） 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。
（√） 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。
（×） 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。
（×）
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。
（×） 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、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。
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。
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，所以引入焊缝系数。
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10%，能否改用屈服限比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。
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？
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 时能否使用该圆筒？
答：不能。
因为Pcr=4MPa 00
32
1...=，cr i 0P 501060P P >=-=-...
所以，不能满足稳定性要求。
8．管法兰按联接方式分的有哪些类型？
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。
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
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关。
当法兰材料一定时，法兰公称压力的选取满足法兰在最高操作温度下的最高允许压力大于等于法兰的最大操作压力。
13．等面积不强法的补强原则是什么？
答：局部补强的金属截面积必须等于或大于开孔所减去的壳体截面积。
14．为何椭圆形封头一般带有一段直边？
答：使椭圆形封头与筒体焊接时光滑连接，减小此焊缝处的边缘应力。
15．外压容器的临界压力与那些因素有关？
答：①容器的长径比、厚径比有关
②与容器所用材料的的弹性模量、泊松比有关
③与容器的椭圆度有关。
四、计算题
1．某化工厂反应釜。
内径Di=1600mm，设计压力P=1.7MPa，材料用0Cr18Ni9Ti，工作温度120℃,.许用应力为[]tσ=137MPa，容器的焊缝系数取ψ=0.85，壁厚附加量为C=0.8mm。
试设计釜体壁厚。
mm
S D D mm S n i e 24242424002,
102120=+=+==-=
mm L 25001
942400
3224600=+⨯
+=
4.24210
2424
,0314.12424250000====∴e S D D L 查得：A=0.00035 B=47MPa [P]=e
S D B 0
=0.194MPa
mm S n 12=∴为塔体壁厚合适。
，
（ 图2） 解：取AB 杆为研究对象
∑=0A
M
03230sin 4=⨯-⨯-⨯⨯a W a P a T ο
W P T 5.1+=⇒=19 kN
∑=0Fx 030cos =-AX N T ο2
3
19⨯=⇒AX N =16.45 kN ∑=0B
M
024=⨯-⨯-⨯a W a P a N AY AY N ⇒=4.5 kN
5. 某分馏塔，内径Di=800mm ，实际壁厚n δ=8mm ，塔高H=10m 。
设计压力P=0.9MPa ，设计温度为200℃，材质为16MnR ，塔体t ][σ=170MPa ，s σ=345MPa ，焊缝系数φ=0.85，壁厚附加量C=2.0mm ，
33N/m 108.9⨯=水γ，t ]/[][σσ=1.0。
① 校核此塔在此设计压力下的强度。
② 校核此塔水压试验时的强度。
解：28-=-=C n e δδ=6mm
① 6
2)
6800(9.02)(⨯+⨯=+=
e e i c D p δδσθ=60.45 MPa
17085.0][⨯=t σφ=144.5 MPa
由于t
][σφσθ< 所以容器强度合格。
② 631010108.99.0'-⨯⨯⨯+=+=H p p γ=0.998 mm
170
170
998.025.1][]['
25.1⨯
⨯==t
T p p σσ=1.25 MPa 6
2)
6800(25.12)(⨯+⨯=+=
e e i T T D p δδσ=83.96 MPa
34585.09.09.0⨯⨯=S φσ=263.93 MPa
由于S T φσσ9.0< 所以水压试验强度合格。