化工机械基础(第二版)第三篇部分习题解答
机械基础第2版习题答案u3
第三单元工程材料练习题一、名词解释1．工程材料工程材料主要是指结构材料，是指用于制作机械、车辆、建筑、船舶、桥梁、化工、石油、矿山、冶金、仪器仪表、航空航天、国防等领域的工程结构件的结构材料。
2．金属金属是指在常温常压下，在游离状态下呈不透明的固体状态，具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有特殊光泽的物质。
3．金属材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主，其他金属或非金属元素为辅构成的，并具有金属特性的工程材料。
4．合金由一种金属元素同另一种或几种其他元素，通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的金属材料，称为合金。
5．钢铁材料以铁或以铁为主而形成的金属材料，称为钢铁材料（或称黑色金属）。
6．非铁金属除钢铁材料以外的其它金属材料，统称为非铁金属（或称有色金属）。
7．非合金钢非合金钢（又称为碳素钢、碳钢）是指以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2.11%以下并含有少量其他元素的钢铁材料。
8．合金钢含有一种或数种有意添加的合金元素的钢，称为合金钢。
9．铁碳合金相图铁碳合金相图是表示铁碳合金在极缓慢冷却(或加热)条件下，不同化学成分的铁碳合金，在不同温度下所具有的组织状态的一种图形。
10．耐磨钢耐磨钢是指具有良好耐磨损性能的钢铁材料的总称。
11．不锈钢不锈钢是指以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬的质量分数至少为10.5%，碳的质量分数最大不超过1.2%的钢。
12．耐热钢耐热钢是指在高温下具有良好的化学稳定性或较高强度的钢。
13．灰铸铁灰铸铁是指碳主要以片状石墨形式析出的铸铁，因断口呈灰色，故称灰铸铁。
14．热处理热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。
15．退火退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
16．淬火淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。
17．回火回火是指工件淬硬后，加热到A c1以下的某一温度，保温一定时间（通常为1～3h），然后冷却到室温的热处理工艺。
《化工设备机械基础》课后题解答
《化工设备机械基础》课后题解答由机械设备网HYPERLINK""整理PAGEPAGE1第一篇:化工设备材料第一章化工设备材料及其选择名词解释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.泊松比（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。
化工原理(第二版)国防工业出版社课后习题及答案【完整版】
式中Z1=0m，p1=0（表压），u1≈0，Z2=1.5m，p2=-24.66103Pa（表压），
将数值代入，并简化得:
解得u2=2m/s
在贮槽液面（1-1截面）及排出管与喷头相连接处（3-3截面）列柏努利方程，贮槽液面为基准面
=PMm/(RT)
=101.3328.26/(8.314773)
=0.455kg/m3
1-2在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？
解塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式
（2）槽底面所受的压强是多少？
解人孔盖以中心水平线上下对称，而静压强随深度做线性变化
因此可以孔中心处的压强计算人孔盖所受压力
P=g(H–h)=8809.81(9–0.6)=72515.52Pa
F=PA=72515.520.52/4=1.42104N
1-6为了放大所测气体压差的读数，采用如本题附图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
pB+1gh +2gh =1gh +pa
pB= pa+(1-2)gh -1gh
由hD2/4=hd2/4
可得h=h(d/D)2
所以
1-11列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm的钢管组成，空气以9m/s的速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃，压强为196×103Pa（表压），当地大气压为98.7×103Pa。试求：
化工机械基础(第二版)第三篇部分习题解答
第三篇 习题1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚δn=22mm ，壁厚附加量为C=2mm ，承受的最大气体压力P=2MPa ，焊接接头系数φ=0.85，试求筒体的最大应力。
解：已知D i =2000mm ，δn =22mm ，C=2mm ，P=2MPa ，φ=0.85，δe =22-2=20mm 。
则101 所以筒体的最大应力为118.82Mpa 。
提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[P w ]=2MPa2. 某化工厂反应釜，内径为1600mm 。
工作温度为5℃～105℃，工作压力为1.6MPa ，釜体材料用0Crl8Ni9。
采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。
解：已知Di=1600mm 。
查附表6，0Crl8Ni9在105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa 。
查表10-9，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取φ=0.85。
介质对不锈钢腐蚀极微，取C2=0。
因装安全阀，取设计压力P=1.1×1.6=1.76MPa 。
根据式（10-12）估计δn=8-25mm 。
查表10-10，取C1=0.8mm 。
则 δn ’=δd+C 1=12.18+0.8=12.98mm ，圆整后取δn=13mm[][]()()MPa D P e e i w t 82.1182085.022*******=⨯⨯+⨯=+==φδδσσ()()MPa D P e e i 82.1182085.022*******=⨯⨯+⨯=+=φδδσmm C p D p ct i c d 18.12076.185.01372160076.1][22=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ3. 材料为20的无缝钢管，规格为φ57×3.5，求在室温和400℃时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附加量和C=1.5mm 两种情况计算。
解：已知D 0=57mm ，δn=3.5mm ，则Di=D0-2δn=57-2×3.5=50mm 。
[理学]化工设备机械基础习题解答
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第一章刚体的受力分析及其平衡规律 .. (2)第一部分例题及其解析 (2)第二部分习题及其解答 (10)第二章金属的力学性能 (18)第一部分例题及其解析 (18)第二部分习题及其解答 (19)第三章受拉（压）构件的强度计算与受剪切构件的实用计算 (22)第一部分例题及其解析 (22)第二部分习题及其解答 (24)第四章直梁的弯曲 (27)第一部分例题及其解析 (27)第二部分习题及其解答 (35)第五章圆轴的扭转 (39)第一部分例题及其解析 (39)第二部分习题及其解答 (43)第六章压力容器与化工设备常用材料 (46)第一部分习题及其解析 (46)第七章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力、与二次应力 (48)第一部分习题及其解析 (48)第八章内压容器 (52)第一部分例题及其解析 (52)O(c)CAB(a )第二部分 习题及其解答 (55)第九章 外压容器与压杆的稳定计算 (60)第一部分 例题及其解析 .................................................................................................................. 60 第二部分 习题及其解答 .. (67)第一章 刚体的受力分析及其平衡规律第一部分 例题及其解析1.下图(a)是一个三角支架，它由两根杆和三个销钉组成，销钉A 、C 将杆与墙 连接，销钉B 则将两杆连接在一起。
当AB 杆中央 置一重物时，试确定AB 杆两端的约束反力力线方 位（杆的自身质量不计）。
化工设备机械基础课后习题答案(较完整版)第二版赵军张红忱段正红主编来自西大
M
Y
0
( T t ) s i n 3 0 1 5 0 0 N 2 0 0 0 0 2 2 B Z
N 3 . 8 9 7 K N B Z
Z 0
N N ( T t ) c o s 3 0 0 A Z B Z 2 2
5
5
5 . 7 31 0 （ m ）
5
4、计算结果表明，左段伸长5.0955x 10-5m， 右段伸长0.637x 10-5m，全杆伸长5.73 x10-5m。
2-3 图2-36所示三角形支架，杆AB及BC都是 圆截面的。杆AB直径d1＝20mm，杆BC直径 d2＝40mm，两杆材料均为Q235钢。设重物的 重量G＝20kN。问此支架是否安全。
FB T
G
FA
1-6 化工厂中起吊反应器时为了不致破坏栏杆，施加一水 平力p，使反应器与栏杆相离开（图1-38）。已知此时牵 引绳与铅垂线的夹角为30℃，反应器重量为30KN，
试求水平力p的大小和绳子的拉力T。
解： 取反应器为研究对象，画受力图如图
y P X G
30°
T
Y 0 , T c o s 3 0 G , T 2 03 K N X 0 , T s i n 3 0 P ,P 1 03 K N
C
0
P· 6000－FAY· 8000 － FFE· 3000· sin45°=0 2 2 KN FFE= 3
M
A
0
Y 0
6
FAY+FCY+FFEsin45°－P=0
FCY= 1 K N
联立得 FAY=FBY=1/2P=1/2KN
机械制造技术基础(第2版)第三章课后习题答案
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第三章机械制造中的加工方法及装备3-1 表面发生线的形成方法有哪几种？答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。
具体参见第二版教材p69图3-2。
3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动？答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转n c是主运动，工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。
3-3机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。
答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。
动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。
3-4什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
如铣床、钻床传动链；内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。
如车螺纹、滚齿的传动链。
外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。
3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。
答：（p76）提高切削速度；采用强力切削，提高f、a p；采用多刀加工的方法。
3-6 车刀有哪几种？试简述各种车刀的结构特征及加工范围。
答：（p77）外圆车刀（左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等），内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、）端面车刀、成形车刀等。
顾名思义，外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽；内孔车刀用于车削内孔；端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。
3-7试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。
答：（p82）CA6140型卧式车床主传动链的传动路线：3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的? 三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的？答：（p83-84）3-9CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？答：如教材图3-17和3-18所示，操纵手柄向上，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向右滑移，拨动摆杆10使拉杆向左，压紧左边正向旋转摩擦片，主轴实现正转；若操纵手柄向下，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移，拨动摆杆10使拉杆向右，压紧右边反向旋转摩擦片，主轴反转。
化工设备机械基础课后答案
《化工设备机械基础》习题解答第一篇: 化工设备材料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= 。
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%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。
化工设备机械基础课后答案
《化工设备机械基础》习题解答第一篇: 化工设备材料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。
化工原理第二版第三章答案
化工原理第二版第三章答案【篇一：化工原理第二版夏清贾绍义版上册课后习题答案天津大学】问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即p油≤ ?螺至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个u 压差计，如本题附4.本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离h = 1m，u管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820kg／?。
试求当压差计读数r=68mm时，相界面与油层型管的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解联立这几个方程得到试求锅炉上方水蒸气的压强Ｐ。
分析：首先选取合适的截面用以连接两个Ｕ管，本题应选取如图所示的1－1截面，再选取等压面，最后根据静力学基本原理列出方程，求解解：设1－1截面处的压强为Ｐ1对左边的Ｕ管取ａ-ａ等压面，由静力学基本方程水银g(h1-h2) + ｐａ代入数据6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。
压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920㎏／ｍ3 ,998㎏／ｍ3,Ｕ管中油﹑水交接面高度差r = 300ｍｍ，两扩大室的内径d 均为60 ｍｍ，Ｕ管内径ｄ为6 ｍｍ。
当管路内气体压强等于大气压时，两扩大室液面平齐。
分析：此题的关键是找准等压面，根据扩大室一端与大气相通，另一端与管路相通，可以列出两个方程，联立求解解：由静力学基本原则，选取1－1‘为等压面，r，当试求：⑴空气的质量流量；⑵操作条件下，空气的体积流量；⑶将⑵的计算结果换算成标准状况下空气的体积流量。
ｈf = 6.5 u2 计算，其中u为水在管道的流速。
试计算：⑴ a—a 截面处水的流速；⑵水的流量，以m3/h计。
分析：此题涉及的是流体动力学，有关流体动力学主要是能量恒算问题，一般运用的是柏努力方程式。
《化工设备机械基础》第三章习题解答
第三章 内压薄壁容器的应力分析一、 名词解释 A 组：⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。
⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。
⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。
⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。
⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。
⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。
⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。
⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。
⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。
二、 判断题（对者画√，错着画╳） A 组：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应力？哪些不能？（1） 横截面为正六角形的柱壳。
（×） （2） 横截面为圆的轴对称柱壳。
（√） （3） 横截面为椭圆的柱壳。
（×） （4） 横截面为圆的椭球壳。
（√） （5） 横截面为半圆的柱壳。
（×） （6） 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，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
（×）3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m 。
（√）4. 因为内压薄壁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，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。
（×）5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
（√） B 组：1. 卧式圆筒形容器，其内介质压力，只充满液体，因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。
《化工设备机械基础》课后题解答00
4 5 4 填空题 1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的内径。 2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的 外径。 3、查手册找出下列无封钢管的公称直径DN是多少毫米？ 规格 Φ14×3 Φ25×3 Φ45×3.5 Φ57×3.5 Φ108×4 10 20 40 50 100 DN（mm） 4、压力容器法兰标准中公称压力PN有哪些等级？ 0.60 1.0 1.6 2.5 4.0 6.4 PN （Mpa） 0.25 5、管法兰标准中公称压力PN有哪些等级？ 0.1 0.25 0.40 0.60 1.0 1.6 2.5 4.0 PN （Mpa）
第二篇: 化工容器设计 2 容器设计的基本知识
一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围 温度分级 常温容器 中温容器 高温容器 低温容器 浅冷容器 深冷容器 3 温度范围（C） －20C ~200C 壁温在常温和高温之间 壁温达到材料蠕变温度 壁温低于－20C 壁温在－20C至－40C之间 壁温低于－40C 压力分级 低压容器 中压容器 高压容器 超高压容器 真空容器 — 压力范围(Mpa) 0.1≤P＜1.6 1.6≤P＜10 10≤P＜100 P≥100 器外一个大气压，内 部为真空或低于常压 —
类别 三 三 三 三 三
序号 1 2 3
容器（设备）及条件 压力为4Mpa的毒性程度为极度危害介质的容器 Φ800，设计压力为0.6Mpa，介质为非易燃和无毒的管壳式余热锅炉
类别 三 二 三 三 三
b
用抗拉强度规定值下限为 =620Mpa材料制造的容器 工作压力为23.5Mpa的尿素合成塔 汽车罐车和铁路罐车
18MnMoNbR 或 13MnNiMoNbR
氯化氢吸收 塔
氯化氢气体，盐酸，水
80~120
化工机械基础课后答案_第二版_陈国桓
化工机械基础课后答案陈国桓第一篇习题参考答案[1] [2][3][4]1.2.3.4.5.6.7.8.不能用虎克定律计算横截面上的正应力，因为此时应力已远远超出弹性范围。
10.故，强度足够。
11.12.13.14.15.(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)(l)(m)(n)16.17.18.所以，强度不够20.21.22.抗剪:抗挤:23.习题参考答案24. 销钉所受的的最大剪应力为：MP a 销钉所受的的最大挤压应力为：MP a25.26.强度足够27.轴的外径:强度足够28.强度足够29. 计算主应力和方向的公式为：将(a)(b)(c)各题带入得：(a)(b)(c)习题参考答案30主应力为：.MP aMP a受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的：31A点受弯矩和力的组合作用.其中，，，代入上式得：32 . 本题为拉扭组合最大剪应力在圆轴的外圆周上：最大的拉应力作用在轴的上下边缘处：第三强度理论：33.第三强度理论：第四强度理论：34.所以，千斤顶稳定35.需用的最大压力为：。
化工设备机械基础课后答案
《化工设备机械基础》习题解答第一篇: 化工设备材料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。
化工设备机械基础课后答案
《化工设备机械基础》习题解答第一篇: 化工设备材料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。
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第三篇 习题1、已知DN2000的内压薄壁圆筒，壁厚δn=22mm ，壁厚附加量为C=2mm ，承受的最大气体压力P=2MPa ，焊接接头系数φ=0.85，试求筒体的最大应力。
解：已知D i =2000mm ，δn =22mm ，C=2mm ，P=2MPa ，φ=0.85，δe =22-2=20mm 。
则101 所以筒体的最大应力为118.82Mpa 。
提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[P w ]=2MPa2. 某化工厂反应釜，内径为1600mm 。
工作温度为5℃～105℃，工作压力为1.6MPa ，釜体材料用0Crl8Ni9。
采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。
解：已知Di=1600mm 。
查附表6，0Crl8Ni9在105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa 。
查表10-9，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取φ=0.85。
介质对不锈钢腐蚀极微，取C2=0。
因装安全阀，取设计压力P=1.1×1.6=1.76MPa 。
根据式（10-12）估计δn=8-25mm 。
查表10-10，取C1=0.8mm 。
则 δn ’=δd+C 1=12.18+0.8=12.98mm ，圆整后取δn=13mm[][]()()MPa D P e e i w t 82.1182085.022*******=⨯⨯+⨯=+==φδδσσ()()MPa D P e e i 82.1182085.022*******=⨯⨯+⨯=+=φδδσmm C p D p ct i c d 18.12076.185.01372160076.1][22=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ3. 材料为20的无缝钢管，规格为φ57×3.5，求在室温和400℃时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附加量和C=1.5mm 两种情况计算。
解：已知D 0=57mm ，δn=3.5mm ，则Di=D0-2δn=57-2×3.5=50mm 。
查附表7，20钢管在室温时 [σ]=130MPa,在400℃时的[σ]400=86MPa 。
无缝钢管φ=1（1） 不考虑壁厚附加量室温时a MP D P e i e w 175.539105.3505.311302][2][==+⨯⨯⨯=+=δφδσ 400℃时a MP D P e i e w 2.115.536025.3505.31862][2][400==+⨯⨯⨯=+=δφδσ （2） 考虑壁厚附加量室温时a MP D P e i e w 1052520250211302][2][==+⨯⨯⨯=+=δφδσ 400℃时a MP D P e i e w 6.65234425021862][2][400==+⨯⨯⨯=+=δφδσ4. 今欲设计一台反应器，直径为3000mm ，采用双面对接焊缝，100％探伤。
工作压力为1．8MPa ，工作温度450℃，试用20R 和16MnR 两种材料分别设计反应器的厚度，并作分析比较。
解：已知D i =3000mm ， t=450℃， P c =1.1×1.8=1.98MPa ，φ=1，C 2=2mm （腐蚀很小，取1，腐蚀较严重，取2mm ，一般单面腐蚀）（1）采用20R[σ] 450℃=61MPa ，代入公式得（5分）钢板负偏差取C 1=1.2mm ，圆整后δn =50mm（2）采用16MnR[]mm C P D P c t i c d 93.4628.1161230008.122=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ[σ] 450℃=66MPa ，代入公式得钢板负偏差取C 1=1.2mm ，圆整后δn =46mm比较两种材料设计反应器厚度可知，16MnR 比20R 节省材料。
5. 乙烯贮罐，内径1600mm ，壁厚16mm ，设计压力为2．5MPa ，工作温度-35℃，材料为16MnR 。
采用双面对接焊，局部无损探伤，壁厚附加量C ＝1.5mm ，试校核强度。
解：已知内径Di=1600mm ，δn=16mm 。
δe=δn-C=16-1.5=14.5mm 。
P=2.5MPa 。
16MnR 在20℃时的许用应力 [σ] 20℃=170MPa 。
取φ=0.85。
则设计温度下筒体的计算应力为： MPa D P e e c t 2.1392925.40365.142)5.141600(5.22)(==⨯+⨯=+=δδσi φ[σ] 20=0.85×170=144.5MPa因σt＜φ[σ] 20 所以，容器的强度是足够的。
6. 设计容器筒体和封头壁厚。
已知内径1200mm ，设计压力1.8MPa ，设计温度40℃，材质为20R ，介质无大腐蚀性。
双面对接焊缝，100％探伤。
讨论所选封头的形式。
解：已知D i =1200mm ，P=1.8MPa ，20R 在40℃时的许用应力[σ]40=133MPa 。
C 2=1mm 。
φ=1.0（1） 设计筒体壁厚取C 1=0.8mm 。
则 δn ’=δd +C 1=9.18+0.8=9.98mm ，圆整取δn =10mm（2）设计封头壁厚 []mm C P D P c t i c d 47.4328.1166230008.122=+-⨯⨯⨯=+-=φσδmm C p D p ct i c d 18.918.11133212008.1][22=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ选择椭圆形封头，材料与操作条件均与筒体相同。
取C 1=0.8mm （估计壁厚10mm ），圆整后取δn =10mm ，与筒体同。
---------------------------设计容器筒体和封头壁厚。
已知内径1200mm ，设计压力1.8MPa ，设计温度40℃，材质为20R ，介质无大腐蚀性，双面对接焊缝，100%探伤。
讨论所选封头形式。
（15分）（20R 在40℃下[σ]=133MPa ）解：已知D i =1200mm ， t=40℃， P c =1.8MPa ， [σ] 40℃=133MPa ，φ=1，C 2=1mm 。
（2分）（1）设计容器筒体壁厚（4分）钢板负偏差取C 1=0.8mm ，圆整后δn =10mm（2）设计容器封头壁厚从工艺操作要求考虑，对封头形状无特殊要求。
球冠形封头、平板封头都存在较大的边缘应力，且采用平板封头厚度较大，故不宜采用。
理论上应对各种凸形封头进行计算、比较后，再确定封头型式。
但由定性分析可知：半球形封头受力最好，壁厚最薄、重量轻，但深度大，制造较难，中、低压小设备不宜采用；碟形封头的深度可通过过渡半径r 加以调节，适合于加工，但由于碟形封头母线曲率不连续，存在局部应力，故受力不如椭圆形封头；标准椭圆形封头制造比较容易，受力状况比碟形封头好，故可采用标准椭圆形封头。
（3分）根据标准椭圆形封头壁厚公式：（4分）把数据代入公式，得（2分）考虑钢板厚度负偏差，取C 1=0.8mm ，圆整后用δn =10mm-----------------------------7. 某工厂脱水塔塔体内径为D i ＝700mm 。
壁厚为δn ＝12mm ，工作温度为180℃。
压力为2MPa 。
材质为20R 。
塔体采用手工电弧焊，局部探伤，壁厚附加量为C ＝2mm ，试校核塔体工作与水压试验强度。
mm C p D p ct i c d 15.918.15.01133212008.15.0][22=+⨯-⨯⨯⨯=+-=φσδ[]mm C P D P c t i c d 18.918.11133212008.122=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ[]2d 5.02C p D p c t i c +-=φσδmm d 15.90.18.15.01133212008.1=+⨯-⨯⨯⨯=δ解：已知D i ＝700mm ，δn ＝12mm ，C=2mm 。
δe=δn －C ＝10mm ，P=2MPa ，20R 在180℃时的许用应力[σ]180=126.6Mpa ，φ=0.8（塔体内径小，只能单面焊），设计温度下塔体的计算应力为：MPa D P e e c t 71201420102)10700(22)(==⨯+⨯=+=δδσi φ[σ] 180=0.8×126.6=101.3MPa因σt ＜φ[σ] 180所以，塔体的强度是足够的。
水压试验时的试验压力a MP P P T 63.26.126133225.1][][25.1180=⨯⨯==σσ 水压试验时的应力为MPa D P e e T T 4.93102)10700(63.22)(=⨯+⨯=+=δδσi 20R 的σs=245MPa ， 0.9φσs=0.9×0.8×245=176.4MPa ，因σT ＜0.9φσs故水压试验强度足够。
——————————————————————————————————复习内插法：6.1266.09132150200150180)132123(132150200150180)][]([][][150200150180=⨯+=--⨯-+=--⨯-+=σσσσ——————————————————————————————————【参考题】某化工厂脱水塔塔体内径为D i =700mm ，壁厚为δn=12mm ，工作温度为t=180℃，工作压力为Pw=2MPa ，材料为0Cr18Ni9，塔体采用手工电弧焊，局部探伤，试校核塔体水压试验强度。
（0Cr18Ni9在≤150℃以下 [σ]=137MPa ，在200℃下[σ]=130MPa ，常温下σs=240MPa ）解：已知D i =700mm ，设计温度t=180℃，设计压力P c =1.1×2=2.2MPa ，壁厚δn =12mm ，材料许用应力[σ] 180℃=132.8MPa ，焊接接头系数φ=0.8，钢板负偏差C 1=0.8mm ，腐蚀裕量C 2=0mm 。
根据水压试验应力公式[][]()ee i T t T D p p δδσσσ2 25.1p T +==δe=δn-C 1-C 2=12-0.8-0=11.2mm代入得()MPa 9.882.1122.117008.2T =⨯+⨯=σ 0.9φσs=0.9×0.8×240=172.8MPaσT ＜0.9φσs水压试验时满足强度要求。
8. 有一长期不用的反应釜，经实测内径为1200mm ，最小壁厚为10mm ，材质为Q235-A ，纵向焊缝为双面对接焊，是否曾作探伤不清楚，今欲利用该釜承受1MPa的内压力，工作温度为200℃，介质无腐蚀性，装设安全阀，试判断该釜能否在此条件下使用。
解：已知D i =1200mm ，δn ＝10mm ，φ=0.85，P=1.1×1=1.1MPa ， [σ]200=105MPa ，C 2=0，取C 1=0.8mm ，δe =δn －C 1－C 2=10-0.8=9.2mm 。