1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上化工設備機械基礎習題解答 第四章 內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計二、 填空題A組：1. 有一容器,其最高氣體工作壓力為1.6Mpa,無液體靜壓作用,工作溫度150且裝有安全閥,試確定該容器的設計壓力p=(1.76 )Mpa;計算壓力pc=( 1.76 )Mpa;水壓試驗壓力pT=(2.2 )MPa.2. 有一帶夾套的反應釜,釜內為真空,夾套內的工作壓力為0.5MPa,工作溫度<200,試確定:(1)釜體的計算壓力(外壓)pc=( -0.6 )MPa;釜體水壓試驗壓力pT=( 0.75 )MPa.(2)夾套的計算壓力(內壓)pc=( 0.5 )MPa;夾套的水壓試驗

2、壓力pT=( 0.625 )MPa.3. 有一立式容器,下部裝有10m深,密度為=1200kg/m3的液體介質,上部氣體壓力最高達0.5MPa,工作溫度100,試確定該容器的設計壓力p=( 0.5 )MPa;計算壓力pc=( 0.617 )MPa;水壓試驗壓力pT=(0.625 )MPa.4. 標準碟形封頭之球面部分內徑Ri=( 0.9 )Di;過渡圓弧部分之半徑r=( 0.17 )Di.5. 承受均勻壓力的圓平板,若周邊固定,則最大應力是(徑向 )彎曲應力,且最大應力在圓平板的(邊緣 )處;若周邊簡支,最大應力是( 徑向 )和( 切向 )彎曲應力,且最大應力在圓平板的( 中心 )處.6. 凹

3、面受壓的橢圓形封頭,其有效厚度Se不論理論計算值怎樣小,當K1時,其值應小于封頭內直徑的( 0.15 )%;K>1時,Se應不小于封頭內直徑的( 0.3 )%.7. 對于碳鋼和低合金鋼制的容器,考慮其剛性需要,其最小壁厚Smin=( 3 )mm;對于高合金鋼制容器,其最小壁厚Smin=( 2 )mm.8. 對碳鋼,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR鋼板制容器,液壓試驗時,液體溫度不得低于( 5 ) ,其他低合金鋼制容器(不包括低溫容器),液壓試驗時,液體溫度不得低于( 15 ) .三、 判斷是非題(是者畫;非者畫×)1. 厚度為60mm和6mm的16MnR熱軋鋼板,

4、其屈服點是不同的,且60mm厚鋼板的s大于6mm厚鋼板的s. ( × )2. 依據(jù)彈性失效理論,容器上一處的最大應力達到材料在設計溫度下的屈服點s(t)時,即宣告該容器已經”失效”. ( )3. 安全系數(shù)是一個不斷發(fā)展變化的數(shù)據(jù),按照科學技術發(fā)展的總趨勢,安全系數(shù)將逐漸變小. ( )4. 當焊接接頭結構形式一定時,焊接接頭系數(shù)隨著監(jiān)測比率的增加而減小. ( × )5. 由于材料的強度指標b和s(0.2)是通過對試件作單向拉伸試驗而側得,對于二向或三向應力狀態(tài),在建立強度條件時,必須借助于強度理論將其轉換成相當于單向拉伸應力狀態(tài)的相當應力. ( ）四、 工程應用題A組：1、

5、有一DN2000mm的內壓薄壁圓筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大氣體工作壓力pw=2MPa,容器上裝有安全閥,焊接接頭系數(shù)=0.85,厚度附加量為C=2mm,試求筒體的最大工作應力.【解】（1）確定參數(shù)：pw =2MPa; pc=1.1pw =2.2MPa（裝有安全閥）; Di= DN=2000mm( 鋼板卷制); Sn =22mm; Se = Sn -C=20mm=0.85（題中給定）; C=2mm（題中給定）.（2）最大工作應力：2、 某球形內壓薄壁容器,內徑為Di=10m,厚度為Sn=22mm,若令焊接接頭系數(shù)=1.0,厚度附加量為C=2mm,試計算該球形容器的最大允許工作壓力.已知鋼

6、材的許用應力t=147MPa.【解】（1）確定參數(shù)：Di =10m; Sn =22mm; =1.0; C=2mm; t =147MPa.Se = Sn -C=20mm. （2）最大工作壓力：球形容器.3、 某化工廠反應釜,內徑為1600mm,工作溫度為5105,工作壓力為1.6MPa,釜體材料選用0Cr18Ni9Ti。采用雙面焊對接接頭,局部無損探傷,凸形封頭上裝有安全閥,試設計釜體厚度。【解】（1）確定參數(shù)：Di =1600mm; tw=5105; pw=1.6MPa; pc =1.1 pw =1.76MPa（裝有安全閥）=0.85（雙面焊對接接頭, 局部探傷）C2=0（對不銹鋼，當介質腐蝕

7、性輕微時）材質：0Cr18Ni9Ti t =112.9MPa（按教材附錄9表16-2，內插法取值） =137MPa （2）計算厚度： C1=0.8mm（按教材表4-9取值，GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板）, C=C1+C2=0.8mm. 名義壁厚：Sn=S+C+圓整， S+C=14.8+0.8=15.6mm.圓整后，Sn =16mm.（1） 水壓試驗校核 有效壁厚 Se = Sn -C=16-0.8=15.2mm 試驗壓力 計算應力 應力校核 水壓試驗強度足夠4、 有一圓筒形乙烯罐,內徑Di=1600mm,壁厚Sn=16mm,計算壓力為pc=2.5MPa,工作溫度為-3.5，材質為16MnR

8、,采用雙面焊對接接頭,局部無損探傷,厚度附加量C=3mm,試校核貯罐強度。【解】（1）確定參數(shù)：Di =1600mm; Sn =16mm; tw=-3.5; pc=2.5MPa.=0.85（雙面焊對接接頭, 局部探傷）16MnR： 常溫下的許用應力 s = 170 MPa設計溫度下的許用應力 st = 170 MPa常溫度下的屈服點 ss = 345 MPa有效壁厚：Se = Sn C = 16 3 = 13 mm （2）強度校核最大允許工作壓力Pw PcPw 該貯罐強度不足9、 設計容器筒體和封頭厚度。已知內徑Di=1400mm,計算壓力pc=1.8MPa,設計溫度為40,材質為15MnVR

9、,介質無大腐蝕性.雙面焊對接接頭,100%探傷。封頭按半球形、標準橢圓形和標準碟形三種形式算出其所需厚度,最后根據(jù)各有關因素進行分析,確定一最佳方案。【解】（1）確定參數(shù)：Di=1400mm; pc=1.8MPa; t=40; =1.0（雙面焊對接接頭,100%探傷）；C2=1mm.（介質無大腐蝕性）15MnVR：假設鋼板厚度: 616mm ，則： t =177MPa ， =177MPa ，ss = 390 MPa（2）筒體壁厚設計：C1=0.25mm（按教材表4-9取值，GB6654-94壓力容器用鋼板） C=C1+C2=1.25mm. 名義壁厚：Sn=S+C+圓整， S+C=7.16+1.25=8.41mm.圓整后，Sn =9mm.（3） 筒體水壓試驗校核 有效壁厚 Se = Sn -C=9-1.25=7.75mm 試驗壓力 計算應力 應力校核 筒體水壓試驗強度足夠（4）封頭厚度設計半球形封頭： C1=0.25mm（按教材表4-9取值，GB6654-94壓力容器用鋼板）C=C1+C2=1.25mm. 名義壁厚：Sn=S+C+圓整， S+C=3.57+1.25=4.82mm.圓整