化工设备设计基础课程教学(自学)基本要求

ｐａｇｅ １
学时要求 主要内容 上交作业 备 注 ［教材－第 ８ 章］ （６ 学时） 【了解】容 器的结构及分类；边缘应力的概念 【掌握】压力容器零部件的标准化、薄壁回转壳体 的 ９ 个概念；薄膜理论及其应用 【重点掌握】第一、二曲率半径；薄膜理论及其适 用条件 第八章 内压薄壁圆筒和球壳设计 学时要求 （６ 学时） 【了解】强度理论及设计基本知识 【掌握】壁厚计算公 式的推导过程，设计参数的确定；压力试验的分类及实施；封 头的设计 【重点掌握 】壁厚计算公式 ［教材－第 ９、１０ 章］ 主要内容 上交作业 备 注 第九章 外压容器设计 学时要求 主要内容 （６ 学时） 【了解】外压容器的失效形式 【掌握】长、短 及刚性圆筒的分类，临界压力的计算；外压圆筒及封头的工程设计 ２ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 方法 【重点掌握】图算法的原理及应用 上交作业 备 注 ［教材－第 １１ 章］ 第十章 容器零部件 学时要求 （６ 学时） 【了解】压力容器常用的零部件 【掌握】法兰连接的原 理及其结构、法兰及垫片的选用；容器的支座结构及选用办 法；容器的开孔补强原则 及方法 【重点掌握】法兰的选用方法，容器的开孔补强结构及计算 ［教材－第 １２ 章 ］ 主要内容 上交作业 备 注 第十一章 直立设备设计 学时要求 （４ 学时） 【了解】直立设备的相关基本概念； 【掌握】直立设备 所受的各种载荷及其计算方法；直立设备的危险截面及其校核； 裙座及其相关结构的 设计与校核； 【重点掌握】危险截面的载荷分析与校核计算 ［参见：化工设备设计 基础；刁玉玮编，大连理工出版社］ 编者：赵延灵 主要内容 上交作业 备 注 作 第一章 一、填空 １． 力 的 机 械 作 用 对 物 体 产 生 两 种 效 应 ： 使 使 ，即内效应。 ２． 力的合成与分解法则有 和 ３． 平面汇交力系平衡的充要条件是 ４． 平面力偶系平 衡的充要条件是 业 ，即外效应； 两种。 。 。 二、名词解释 １． ２． ３． ４． 平衡力系－ 二力平衡条件－ 平面汇交力系－ 力的平移定理－ ３ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 三、计算题 １． 化工厂起吊设备时为避免碰到栏杆，施加一水平力 Ｐ，设备重 Ｇ＝４０ｋＮ。试求 水平力 Ｐ 及绳子的 拉力 Ｔ。 ２． 图示为某支架结构，在支架上作用有一力偶，其力偶矩 ｍ＝３００ Ｎｍ。如不计支 架杆重，试求铰 链 Ｂ 处的约束反力。 第二章 第二章 一、填空 １． 工程中常用的构件按其几何形状特征可分为 ２． 杆件在外力作用下变形的基 本形式有 ３． 根据直杆拉伸与压缩的强度条件可以进行 等三类强度计算问题。 ４． 低 碳钢的拉伸过程可分为 、 四个阶段。 、 、 和 、 、 、 三类。 和 。 和 和
ｐａｇｅ ３
容器， 考虑其刚性需要， 其最小壁厚为 ｍｍ； 对于不锈钢制容器， 其最小壁厚为 ｍｍ。 ３． 设计温度虽不直接反映的强度计算公式中，但它是设计中 和确定 时的一个 不可缺少的参数。 三、计算题 ６ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 １． 有一 ＤＮ２０００ｍｍ 的内压薄壁圆筒，壁厚 Ｓｎ＝２２ｍｍ，承受的最大气体压力 ｐ＝２ ＭＰａ，焊缝系数 ф＝０．８５，壁厚附加量为 Ｃ＝２器，内径为 Ｄｉ＝１０ｍ，壁厚为 Ｓｎ＝２２ｍｍ，若令焊缝系数 ф＝１．０，壁厚 附加量为 Ｃ＝２ｍｍ，试计算该球形容器的最大允许工作压力。已知钢材的许用应力［σ ］＝１４７ＭＰａ。 第九章 一、名词解释 １． 外压容器－ ２． 弹性压缩失稳－ 二、填空 １． 受外压的长圆筒，侧向失稳时波形数 ｎ＝（ ）；短圆筒侧向失稳时波形数为＞ （ ）的整数。 ２． 当外压圆筒的 Ｓｅ／Ｄ０＞（ ）时，一般在器壁应力达到材料的屈服极限 以前不发生弹性失稳现 象，故在这种条件下，任何长径比的圆筒均可按（ ）圆筒设计 。 ３．外压圆筒设计时，现行的稳定安全系数为 ｍ＝（ ）。 ４． 直径与壁厚分别为 Ｄ， Ｓ 的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压 ｐ 作用时，其环向应力＝（ ），经 向应力（ ）， 它们均是（ ）应力，且与圆筒的长度 Ｌ（ ）关。 ５． 外压容器的焊缝系数均取为 ф＝（ ）。 ６． 外压圆筒的加强圈，其作用是将（ ）圆筒转化成为（ ）圆筒，以提高临界失稳 压力，减薄 筒体壁厚。 三、计算题 设计一台尿素真空蒸发罐，已知直径 Ｄｉ＝４０００ｍｍ，Ｌ＝４３００ｍｍ（切线间长度），两 端采用标准椭圆 形封头，最高操作温度＜２００℃，材质为 ００Ｃｒ１７Ｎｉ１２Ｍｏ２，试确定罐 体和封头的壁厚。 第十章 一、名词解释 １． 预紧密封比压－ ２． 工作密封比压－ ３． 等面积补强原则－ 二、填空 １． ２． ３． （ ４． （ ５． 法兰联接结构，一般是由（ ）件、 （ ）件和（ ）件三 部分组成。 提高法兰刚度的主要途径是：①（ ） ；②（ ） ；③（ ） 。 法兰联 接中 的平面 密封 面推 荐用于 ｐ＜ （ ）ＭＰａ 的场 合； 凹凸密封 面推 荐用于 ｐ＜ ）ＭＰａ 和 Ｄｇ＜（ ）ｍｍ 的场合。 卧式容器双鞍座设计中，容器的计算长度等于（ ）长度 加上两端凸形封头曲面深度的 ）。 卧式容器双鞍式支座设计中，筒体的最大轴向总应 力的验算条件是： 轴向拉应力为：（ ）； 轴向压应力为：（ ） ６． 在鞍座标准中规定 的鞍座包角有 θ＝（ ）和 θ＝（ ）两种 三、工程应用题 １． 为一不锈钢（１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ）制的压力容器配制一对法兰，最大工作压力为 １．６ ＭＰａ，工作温度为 １５０℃，容器内径为 １２００ｍｍ。确定法兰型式和等级。 ２． 有一卧式 圆筒形容器，Ｄｇ＝３０００ｍｍ，最大重量为 １００ 吨，试选择双鞍式支座标准。 第十一章 十一章 ７ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 一、名词解释 １． 自支承式塔设备－ ２． 基本风压－ 二、填空 １． 自支承式塔设备设计时，除了考虑操作压力以外，还必须考虑（ （ ）、（ ）等 载荷。 ２． 内压操作的塔设备， 最大组合轴向压应力出现在（ ）时的（ 轴向压应力为 σ ｍａｘ ＝（ ｉ －ｉ
本文由ｌａｈｓｌｏｈｔ贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 《化工设备设计基础》课程教学（自学）基本要求 化工设备设计基础》课程教 学（自学） 适用层次 自学学时 使用教材 参考教材 所有层次 ９６ 教材名称 编 者 出 版 社 适应专业 面授学时 赵军等 化学工业出版社 化学工程与工艺 ３２ 使用学期 实验 学时 ２００８ 秋 化工设备机械基础 化工设备设计基础；刁玉玮编，大连理工出版社 本课程为化学工程与工艺专业 设置的技术基础课。既有一定的基础理论，又具有一 定的实践性。 学习本课程可使 学生获得从事化工设备设计所需的力学理论基础知识， 培养学生综合运用基本知识进 行设备设计和验算的基本能力，初步掌握压力容器设 计的基本方法，并能进行简单设 备的设计和主要部件的选用及核算。 本课程的先修课程为《普通物理》 。该课程的 实践性较强，注意理论和实践相结 合的学习方法。建议在进行本门课程的学习之前， 学生应到石油化工厂进行认识学 习。 课程简介 学习建议 各章节主要学习内容及要求（内容编排与教材略有不同，参考备注；作业附后） 各章节主要学习内容及要求（内容编排与教材略有不同，参考备注；作业附后） 绪 论 学时要求 主要内容 上交作业 备 注 （１ 学时） 【了解】本课程的主要内容 【掌握】本课程的学习目的和要求 【重点掌握】本课程的学习方法 第一章 物体的受力分析和静力平衡方程 学时要求 （９ 学时） 【了解】力的概念，平面力偶系的合成 【掌握】约束类 型及约束反力；平面汇交力系的合成及平衡条件；二力构件；平面 一般力系的合成及 平衡条件。 【重点掌握】受力图；平面一般力系的平衡条件。 主要内容 上交作业 备 注 第二章 拉伸、压缩 学时要求 （６ 学时） 【了解】杆件变形的基本形式；拉伸与压缩时的变形； 【掌握】杆件拉伸和压缩时的内力、应力；截面法求内力；强度条件；虎克定律； 材 料拉伸和压缩时的机械性能 【重点掌握】杆件拉伸和压缩时的内力、应力；强度条件 ；材料拉伸和压缩时的机 械性能 主要内容 上交作业 备 注 １ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 第三章 弯曲 学时要求 主要内容 上交作业 备 注 ［教材－第 ４ 章］ （１０ 学时） 【了解】 弯曲的概念；影响梁弯曲强度和刚度的主要因素； 【掌握】平面弯曲、纯弯曲、横力 弯曲；截面法求弯曲内力；剪力图和弯矩图画法； 【重点掌握】剪力图、弯矩图；弯 曲应力计算及其分布特点。 第四章 应力状态分析、强度理论 学时要求 主要内容 上交作业 备 注 ［教材－第 ５ 章］ （２ 学时） 【了解】单 元体的概念；应力状态 【掌握】四个强度理论 【重点掌握】第一、第三强度理论 第五章 化工设备常用材料 学时要求 主要内容 上交作业 备 注 （４ 学时） 【了解】化工设备用材的种类 ，化工设备选材的原则； 【掌握】金属材料的性能，分类及牌号，化工设备常用材料 ； 【重点掌握】钢的性能及牌号、容器专用钢材。 第七章 内压薄壁容器设计基础
ｐａｇｅ ２
二、名词解释 １． 截面法－ ２． 平面截面假设－ 三、计算题 ２－１ 试求图示钢杆各段内横截面上的应力和杆的总变形。已知杆的横截面面积 Ａ＝１２ｃｍ２，钢材的弹 性模量 Ｅ＝２×１０５ＭＰａ。 ２－２ 图示三角形支架由 ＡＢ 和 ＢＣ 两杆组成，在两杆的联接处月悬挂有重物 Ｇ＝ ３０ｋＮ。已知两杆均 为圆截面，其直径分别为 ｄＡＢ＝２５ｍｍ，ｄＢＣ＝３０ｍｍ，杆材的许用应力 ［σ］＝１２０ＭＰａ，试问此支架是否 安全。 ４ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 第三章 一、填空 １． 梁的任一截面上的内力有 和 ２． 梁的弯曲强度条件为 、 ３． 用叠加法求梁 的变形的前提条件是 ４． 单元体的应力状态可以分为三类： ５． 材料破坏的主要形式 可以归纳为 。 ；利用梁的弯曲强度条件可以解决 和计算 。 。 、 和 和 两类。 。 二、名词解释或简答 １． 梁横截面上的剪力与弯矩的正负号是如何规定的？ ２． 横力弯曲— ３． 平行 移轴定理— 三、计算题 １．图示各梁中的载荷为 Ｐ＝２０ｋＮ，ｑ＝ｌ０ｋＮ／ｍ，ｍ＝２０ｋＮｍ，尺寸为 ｌ＝２ｍ，ａ＝１ｍ。试 列出各梁的剪 力、弯矩方程并作出剪力、弯矩图，求出 Ｑｍａｘ 和 Ｍｍａｘ。 （ａ） （ｂ） ２． 螺栓压板夹紧装置如图所示。已知压板长度为 ３ａ＝１８０ｍｍ，压板的许用应 力［σ］＝１２０ＭＰａ。试根 据压板的弯曲强度，计算该夹紧装置对工件的最大压紧力。 第五章 ５ 中国石油大学（华东）现代远程教育课程教学（自学）基本要求 一、填空 １． δ、ψ 是金属材料的 指标；σｂ、σｓ 是材料的 ２． 对钢材，其泊桑比 ＝ 。 ３． 说明下列材料牌号中各个字母及数字的含义？ Ｑ２３５－Ａ，２０ｇ，１６ＭｎＤＲ，１Ｃｒ８Ｎｉ ９Ｔｉ，００Ｃｒ１９Ｎｉ９ 指标；αｋ 是材料的 指标。 二、名词解释 １． 蠕变－ ２． 冲击韧性－ 第七章 一、名词解释 １． 薄膜理论 ２． 边缘应力 二、填空题 １． 轴对称壳体是指壳体的 ２． 区域平衡方程式为 ３． 边缘应力的特点是 、 性 和 和 都是对称于对称轴的。 ；微体平衡方程式为 。 性。 三、指出和计算下列回转壳体上诸点的第一和第二曲率半径 四、计算题 有一立式圆筒形贮油罐，罐体内径为 ８０００ｍｍ，壁厚为 ８ｍｍ，油的液面距罐底 ２ ５ｍ， 油的重度为 ８×１０３Ｎ／ｍ３，试求： ⑴ 油罐筒身上的薄膜应力 σθ 和 σｍ，并 画出应力沿高度的分布图； ⑵ 若液面上方气体压力最大不超过 ０．０８ＭＰａ（表压），再 求筒身薄膜应力 σθ 和 σｍ 并画出应力沿高度 分布图。 第八章 一、名词解释 １． 弹性失效设计准则－ ２． 设计压力－ ３． 壁厚附加量－ 二、填空 １． 有一容器，其最高工作压力为 １．６ＭＰａ，工作温度≤１５０℃且装有安全阀，试 确定该容器的设计压 力 ｐ＝ ＭＰａ；水压试验压力 ＭＰａ。 ２． 对于碳钢和低合金钢制的