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1、南京工业大学化工设备机械基础试卷 A 化工专业（本）科 一、名词解释（每小题2 分，共 10 分。 ） 1、延伸率 2、屈服点 3、回转壳体 4、有效厚度 5、临界压力 二、判断题（每题 1 分，共 10 分） 1、材料的屈强比（ S/b）越高，越有利于充分发挥材料的潜力，因此，应极 力追求高的屈强比。（） 2、弹性模数 E 和泊桑比 是材料的重要力学性能， 一般钢材的 E 和 都不随 温度的变化而变化，所以都可以取为定值。（） 3、蠕变强度是表示材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的能力；持久强 度表示材料在在高温抵抗断裂的能力；冲击韧性则表示材料在外加载荷突 然袭击时及时和迅速塑性变形的能
2、力。 （） 4、 在承受内压的圆形容器上开椭圆孔， 应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。（） 5、薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R1R2，则该点的两向 应力 =m。( ) 6、依据弹性失效理论，容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点 t S时，即宣告该容器已经“失效” 。 （） 7、安全系数是一个不断发生变化的数据，按照科学技术发展的总趋努，安全 系数将逐渐变小。（） 8、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弹性失稳。 （） 9、法兰密封中，法兰的刚度比强度更重要。（） 10、无缝钢管做筒体时，公称直径是指它们的外径。（）三、
3、填空题（每空 1 分，共 40 分） 1、是金属材料的 ( )指标；S、b是材料的 ( )指标；AK是材 料的( )指标。 2、对钢材，其泊桑比 （） 。 3、碳溶解在（）所形成的固溶体叫做铁素体；碳溶解在（）中 所形成的固溶体叫做奥氏体。 4、钢的常规热处理工艺一般分为（） 、 （） 、 （）和（） 。 5、金属腐蚀包括（）腐蚀和（）腐蚀。 6、淬火最终得到的组织是（） 。 7、Q235-A.F 中 Q 的意思是（） ，F 的意思是（） ；16MnR 的含工 0703 化工设备机械基础复习Cheerful Chen 2 / 6碳量是 （） ， R 表示 （） ； 0Cr13 中合金元素 Cr
4、的含量是 （） 。 8、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的( )。 9、容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于（）的称为薄壁容器，超 过这一范围的为厚壁容器。 10、有一盛装液化气的容器，其最高使用温度为50，已知该液化气在50 时的饱和蒸气压为2.07MPa，试确定该容器的计算压力pc( )MPa； 水压试验压 pT（)MPa。 11、标准椭圆形封头的长、短半轴之比a/b( )。 12、在外压容器设计中，稳定安全系数m 对于圆筒、锥壳取m=( )，对于 球壳、椭圆形和碟形封头取m=（） 。 13、法兰连接结构， 一般是由 ( )件、( )件和( ) 件三部分 组成。 14、制定法兰
5、标准尺寸系列时，是以（）材料，在（）时的力 学性能为基础的。 15、在鞍座标准中规定的鞍座包角有 （）和 =( )两种。 16、列管式换热器主要分为（） 、 （） （） 和（）几种结构形式。 17、 设计自支承式塔设备时， 除了考虑操作压力以外， 还必须考虑（） 、 （） 、 （） 、 （）等载荷。 四、识图与填图题（1、2 题每题 4 分，3、4 题每题 5 分共 18 分） 1、图 1 中 A，B 点表示两个受外压的钢制圆筒，材料是碳素钢，S =216MPa， E=206GPa.试回答： A，B 两个圆筒各属于那一类圆筒？它们失稳时的波形数n 等于几或大于几？图 1 2、指出下列换热管的排
6、列形式，如图2 所示：工 0703 化工设备机械基础复习Cheerful Chen 3 / 6图 2 （1）（2） （3）（4）3、标出图 3 所示固定管板式列管换热器各零部件名称。图 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 工 0703 化工设备机械基础复习Cheerful Chen 4 / 64、试将塔设备中所标编号的名称按顺序写出来。（图 4）1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8 9. 10. 图 4 五、计算题（1 题 6 分，2、3 题每题 4 分，4 题 8 分，共 22 分） 1、 计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力
7、和 m： （1）球壳上任一点。已知p2.5MPa，D1000mm，S8mm。（2）圆柱壳上任一点，已知p1MPa，D2000mm，S20mm。2、 某球形内压薄壁容器，内径为Di2800mm，壁厚为 Sn22mm，若令焊 接接头系数 1.0，厚度附加量 C2mm，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 t147MPa。3、若已知某材料的b490MPa，s325MPa，求该材料的许用应力 t为多 少？4、某化工厂反应釜，内径为Di2000mm，工作温度为 5105，计算压力 为 pc1.6Mpa，釜体材料选用 0Cr18Ni10Ti，采用双面焊对接接头， 局部无 损探伤 0.8
8、5，凸形封头上装有安全阀，厚度附加量为C=2mm，材料的 许用应力 t137MPa，s205Mpa，试设计釜体厚度。（钢板厚度尺寸系 列见表 1） 表 1 钢板厚度尺寸系列工 0703 化工设备机械基础复习Cheerful Chen 5 / 6化工设备机械基础试卷A 答案 一、 1、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，称 为延伸率。 2、屈服点：发生屈服现象时的应力， 即开始出现塑性变形时的应力， 称为“屈 服点”。 3、回转壳体：回转壳体系指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。4、有效厚度：指名义厚度和厚度附加量的差值。 5
9、、临界压力：导致筒体失稳的压力称为该筒体的临界压力。 二、 1、 （） 2、 （） 3、 （） 4、 （） 5、 （） 6、 （） 7、 （） 8、 （） 9、 （） 10（） 三、 1、 （塑性） 、 （强度） 、 （韧性） 2、 （0.3） 3、 （ -Fe） 、 （ -Fe） 4、 （退火） 、 （正火） 、 （淬火） 、 （回火） 5、 （化学） 、 （电化学） 6、 （马氏体） 7、 （屈服点）、 （沸腾钢）、 （0.16） 、 （容器钢）、 （13） 8、 （内径） 9、 （0.1） 10、 （2.17 或 2.277） 、 （2.71或 2.85） 11、 （2） 12、 （3）
10、 、 （15） 13、 （联接） 、 （被联接）、 （密封） 14、 （16MnR） 、 （200） 15、 （1200） 、 （1500）16、 （固定管板式换热器）、 （浮头式换热器）、 （填函式换热器）、 （U 型管式换 热器） 17、 （自重载荷）、 （风载荷）、 （地震载荷）、 （偏心载荷） 四、 1、A 属于长圆筒， B 属于短圆筒； A 失稳时变形波纹数n 等于 2，B 失稳时变 形波纹数 n 是大于 2 的整数 2、 （1）正三角形（2） 转角正三角形 （3）正方形（4）转角正方形 3、1隔板2.管程接管3.壳程接管4.壳体5.折流挡板 6.换热管7.封头8.设备法兰9.支座1
11、0.管板工 0703 化工设备机械基础复习Cheerful Chen 6 / 64、1. 裙座2. 气体入口3. 筒体 4. 塔盘5. 人孔6. 除沫装置 7. 气体出口8. 回流管9. 进料管10.出料管 五、 1、 （1）解：MPaSPD125.788410005 .24m（2）解：MPaSPD m2520420000 .14MPaSPD5020220000 .12 2、解： 已知 Di2800mm，Sn22mm，C=2mm Se= Sn-C=22-2=20mm MPaSDSpeietw17.4202800200.1147443、解： 已知 b490MPa，s325MPa， t= b/nb
12、=490/3=163.3MPa t= s/ns325/1.6=203MPa 所以 t取 163.3Mpa。 4、解：已知 pc1.6Mpa，Di2000mm，0.85， t137MPa（1）mm pDpSctic65.136.185.0137220006.12，已知 C=2mm13.65215.65mm 查表 1 经过圆整后 Sn取 16mm。 （2）校核水压试验强度 SeSn-C=16-2=14mm pT=1.25p=1.251.62MPa（取 p=pc）MPaSSDpeeiT T8.143142)142000(0.22)(MPas8.15620585.09 .09 .0所以水压试验强度足够。)(9 .02. 0Ts
