南京工大设备知识题全.docx

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南京工大设备知识题全

作业习题

第一章

1.给下列容器按安全技术管理分类:

1）.设计压力1.6Mpa,容积3m3,储存中度危害介质的容器;

2）.设计压力0.5Mpa,汽车上装液氨的储罐;

3）.设计压力10Mpa,介质无毒害的容器;

4）.设计压力0.1Mpa的搪玻璃容器.

第二章压力容器应力分析

1.已知旋转壳体的经线为一段圆弧，半径为a，已知，，求该壳体A点处的第一、第二曲率半径。

2.碟形封头由半径R的球面，高度为h的圆筒以及半径为r的折边部分组成，试分别确定A、B、C三点主曲率半径R1和R2。

3.某贮槽由圆筒形壳与无折边锥壳组成，容器的内径Di=1600（mm），厚度t=12（mm），半顶角a=30°，若P=0.5MPa，度求连接点处的横推力Q。

4.周边简支的球状壳体，受自重的作用，设单位面积的自重为q，试求壳体内的薄膜应力。

又当为多大时值将出现压应力？

5.圆筒形贮液桶，中间支承，内直径D，壁厚t，桶内液体密度，度确定壳壁中A、B和C三处的薄膜应力。

（注：

无气压）

6.一直立圆筒形容器、顶部敞口、充满重度为r的液体，半径为R，壁厚为t，高为H。

现分别采用沿顶部圆周和底部圆周支承。

试求两圆筒在m处的应力。

7.一桶形容器，液面高度如图所求，液体重度为r，试求：

（1）球底部分任意截面m-m处的应力；

（2）球底部分的最大应力。

8.圆筒形容器与球形容器相连接如图所示，Di=2000（mm），S=S1=10mm，材料为碳钢，试求：

（1）边缘力Q0，边缘力矩M0；

（2）连接处筒体上的边缘应力。

9.钢制圆筒，内半径a=150（mm），外半径b=300（mm），已知内壁温度比外壁温度高10℃，试作图表示温差应力沿筒壁的分布情况，并分析温差应力对在操作条件下筒壁应力状况的影响，已知材料的弹性模数E=2.1×105MPa；泊桑比=0.3，线膨胀系数=13.4×10-61/℃。

10.一厚壁圆筒，内直径600mm，壁厚60mm，受到内压15MPa，外压4MPa的作用，试问：

内壁面的周向应力、轴向应力、径向应力分别为多大？

作图表示其应力沿壁厚的变化。

11.一受内压的钢制圆筒，内压为62.5MPa，在工作温度下，圆筒材料的=300MPa，筒体内直径800mm，外直径1000mm，试用Mises屈服准则判断圆筒的内壁是否屈服？

并对内、外壁的应力进行计算。

12.某高压试验设备，内径D1=303（mm），外径D0=350（mm）；已知筒体材料为20号钢，其机械性能为=250MPa，=400MPa，试计算该容器的内壁屈服压力，整体屈服压力（根据特雷斯卡屈服条件，米赛斯屈服条件），爆破压力（按福贝尔公式）并给出压力P=12MPa时筒壁应力的分布图。

13.某化工设备，采用圆形平顶盖，工作压力为2.5MPa，直径为1000mm，周边支承情况介于简支及固定之间，若材料为16Mn。

[]=150MPa试确定该顶盖的厚度。

14.受均布载荷的圆板，当其厚度为一定值时，试证明它能承受的总载荷为一与半径无关的定值。

15.一反应器内支承板，直径2000mm，周边简支，承受的总载荷为45000N，如该板允许的最大设计应力为100MPa，则板厚须为多少？

最大挠度为多少？

已知材料E=2.0×105MPa，=0.3；若板中开一直径为500mm的中心孔，则相应的挠度为多少？

16.穿流式泡沫塔内直径为1500（mm），塔板上最大液层的高度为100mm，塔板厚度为6mm，材料为低碳钢，周边为简支，试求板中心处的最大挠度？

若工艺要求塔板最大挠度需控制在1.5mm以下，试问该塔板需增加多少厚？

（液体重度r液=1500kg/m3）。

（E=2*105MPa，=0.3）

17.一钢质圆筒，受均布侧向外压作用，内直径1000㎜，壁厚8㎜，钢板负偏差0.8㎜，腐蚀裕量取2㎜，筒体长18m，内直径1000㎜，在长度等分处设一加强圈，试计算该圆角的临界压力和临界应力？

材料的弹性模量为1.8×105MPa.

18.A10mdiameterX25mmthickcylindricalstoragetankisfilledwithwatertoadepthof10m.Thetankissupportedaroundtheperimeteratalowerof5mfromthebase.Determinethemembranestressesbelowandabovethesupportandinparticularcalculatethemaximumvaluesofthesestresses.

19.Acircularplateradius“a”,andthickness“t”issimplesupportedarounditsdiameter.CalculatethecentraldeflectionandmaximumstresswhenuniformpressurePisappliedtoasurface.

20.ForacircularplateradiusbandthicknesstwhichcarriesaconcentratedloadPatitscenterandwhichhasitsouteredgeclamped,findthedeflectinatthecenter.

21.Alongsteel（E=2*105MPa，=0.3）cylinderhasameandiameterof1.2mandawallthicknessof15mm.Findthedisplacementandmomentactingatapoint0.05mfromtheendcausedby:

1）anedgemomentof7500Nm/m;

2）anedgeshearforceof200KN/m.

k=Et/R2=8.542GN/m3，

22.longcylinder0.04mboreand0.1mO.D.ismadefromamaterialwhichyieldsinsimpletensionataconstantstressof150MN/m2，calculate;

1）thepressureforfirstyield

2）thecollapsepressure

3）theshakedownpressure

23.Whatistherequiredthicknessofa6ft.insidediametercylinder,consideringitasathinwallvessel,towithstandaninternalpressureof1000psiiftheallowabletangentialstressis20000psi?

24.Whatisthethicknessofasphericalheadforthecylinderofproblem23ifthedilationoftheheadandcylinderistobeequal?

25.vesselcomposedoftwoconeseach1/4in.thickandwith60degreeapexanglesweldedtogetherattheirbases,asshowninFigure,issubjectedtointernaluniformpressureof50psi.Neglectingtheweightofthepressurizingmedia,determinethemaximumheightofthisvesselifthehoopstressislimitedto1000psi.

26.Inathinvesselofrevolutionofthickness“t”,subjecttoaninternalpressure“p”,thetwoprinciplestressesareequal.Provethatthisvesselisasphere.

27.Acylinderwitha48in.insidediameter,anda60in.outsidediameterissubjectedtoaninternalpressureof5000psi.Determinethevalueandplaceofoccurrenceof:

（a）themaximumtangentialstress,

（b）themaximumradialstress.

28.Inthecylinderofproblem27,（a）whatistheaveragetangentialstressand（b）whatpercentisthisofthemaximumtangentialstress?

29.Athickcylinderissubjectedtoonlyanexternalpressuredirectedinward.Deriveanexpressionandreduceittoitssimplestformforthehoopstress,radialstressattheinsideandoutsidesurface.

30.Inthebuiltupshrink-fitcylinder,theinnercylinderhasaRc/Riratioequalto1.5.Intheoutercylinder,whatisthevalueoftheratioRo/Rcifthemaximumcompressivetangentialstressintheinnercylinderistobethemaximumtangentialtensilestressintheoutercylinder?

第三章压力容器材料

1.为下列压力容器部件选择适当的材料:

1）.介质为氯化物溶液,工作温度5000C的筒体;

2）.工作温度为-500C的厚法兰;

3）.多层高压容器,工作温度2000C,介质腐蚀性不强;

4）.裙式支座;

5）.压力容器接管（压力6Mpa）

6）.温度4000C,设计压力15Mpa的临氢压力容器.

第四章压力容器设计

1.设计一内压圆筒，设计条件为：

设计压力P=0.6MPa，设计温度t=100℃，筒体内径Di=1000mm，工作介质有轻微的腐蚀性C2=1mm，焊接时采用双面对接焊缝，局部无损探伤，试分别选用Q235-B，16MnR设计筒体，并进行比较。

2.今需将锅炉蒸汽压力由原来的0.7MPa提高到1.6MPa，试问汽包能否安全运行？

已知汽包内径Di=1200mm，t=12mm，采用材料为20R