南京工大设备习题全.docx
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南京工大设备习题全
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，容积3m3,储存中度危害介质的容器
2）.设计压力，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o,，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Ri和局。
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=，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
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）
T
D
A
E
C
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。
8.圆筒形容器与球形容器相连接如图所示，Di=2000（mm），S=S=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10C，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=xi05MPa；泊桑比=，
线膨胀系数=X10-61厂c。
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,在工作温度下,圆筒材料的ts=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Di=303（mm），外径D°=350（mm）；已知筒体材料为20号钢，其机械性能为s=250MPa,b=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MPa,直径为1000mm，周边支承情况介于简支及固定之间，若材料为16Mn0[]=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0
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=x105MPa,二；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,=）
17.一钢质圆筒，受均布侧向外压作用，内直径1000mm,壁厚8伽，钢板负偏差mm,腐蚀裕量取2mm,筒体长18m，内直径1000m,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x105MPa.
18.A10mdiameterX25mmthickcylindricalstoragetankisfilledwithwatertoadepthof10m.Thetankissupportedaroundtheperimeteratalowerof5mfromthebase.Determinethemembranestressesbelowandabovethesupportandinparticularcalculatethemaximumvaluesofthesestresses.
19.Acircularplateradius“a”,andthickness“t”issimplesupportedarounditsdiameter.CalculatethecentraldeflectionandmaximumstresswhenuniformpressurePisappliedtoasurface.
20.ForacircularplateradiusbandthicknesstwhichcarriesaconcentratedloadPatitscenterandwhichhasitsouteredgeclamped,findthedeflectinatthecenter.
21.Alongstee（lE=2*105MPa，=）cylinderhasameandiameterof1.2mandawallthicknessof15mm.Findthedisplacementandmomentactingatapoint0.05mfromtheendcausedby:
1）anedgemomentof7500Nm/m;
2）anedgeshearforceof200KN/m.
k=Et/R2=m3，
22.longcylinder0.04mboreand0.1m.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/Riratioequalto.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200°C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400°C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=,设计温度t=100C，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提高到，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,G=0.8mm,C2=1.5mm,焊接采用有垫板的单面对接焊缝，局部探伤。
3.某储罐设计压力P=2MPa设计温度t=90C,工作介质有强腐蚀性，C2=2mm储罐内径Di=3700mm,焊接接头系数=，
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