過程設(shè)備設(shè)計課后習題答案

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1、習題1.一內(nèi)壓容器，設(shè)計（計算）壓力為0.85MPa，設(shè)計溫度為50℃；圓筒內(nèi)徑Di=1200mm，對接焊縫采用雙面全熔透焊接接頭，并進行局部無損檢測；工作介質(zhì)列毒性，非易燃，但對碳素鋼、低合金鋼有輕微腐蝕，腐蝕速率K≤0.1mm/a，設(shè)計壽命B=20年。試在Q2305-A·F、Q235-A、16MnR三種材料中選用兩種作為圓筒材料，并分別計算圓筒厚度。解：pc=1.85MPa，Di=1000mm，φ=0.85，C2=0.1×20=2mm；鋼板為4.5~16mm時，Q235-A的[σ]t=113MPa，查表4-2，C1=0.8mm；鋼板為6~16mm時，16MnR的[σ]t=

2、170MPa，查表4-2，C1=0.8mm。材料為Q235-A時：材料為16MnR時：2.一頂部裝有安全閥的臥式圓筒形儲存容器，兩端采用標準橢圓形封頭，沒有保冷措施；內(nèi)裝混合液化石油氣，經(jīng)測試其在50℃時的最大飽和蒸氣壓小于1.62MPa（即50℃時丙烷飽和蒸氣壓）；圓筒內(nèi)徑Di=2600mm，筒長L=8000mm；材料為16MnR，腐蝕裕量C2=2mm，焊接接頭系數(shù)φ=1.0，裝量系數(shù)為0.9。試確定：各設(shè)計參數(shù)；該容器屬第幾類壓力容器；圓筒和封頭的厚度（不考慮支座的影響）；水壓試驗時的壓力，并進行應(yīng)力校核。解：p=pc=1.1×1.62=1.782MPa，Di=2600m

3、m，C2=2mm，φ=1.0，鋼板為6~16mm時，16MnR的[σ]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=0.8mm。容積中壓儲存容器，儲存易燃介質(zhì)，且pV=75.689MPa·m3>10MPa·m3，屬三類壓力容器。圓筒的厚度標準橢圓形封頭的厚度水壓試驗壓力應(yīng)力校核1.3.今欲設(shè)計一臺乙烯精餾塔。已知該塔內(nèi)徑Di=600mm，厚度δn=7mm，材料選用16MnR，計算壓力pc=2.2MPa，工作溫度t=-20~-3℃。試分別采用半球形、橢圓形、碟形和平蓋作為封頭計算其厚度，并將各種形式封頭的計算結(jié)果進行分析比較，最后確定該塔的封頭形式與尺寸。解：鋼板為6

4、~16mm時，16MnR的[σ]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=0.8mm，取C2=1.0mm，φ=1.0半球形封頭壁厚標準橢圓形封頭壁厚標準碟形封頭壁厚平蓋封頭厚度從受力狀況和制造成本兩方面綜合考慮，取標準橢圓形封頭和碟形封頭均可。1.一多層包扎式氨合成塔，內(nèi)徑Di=800mm，設(shè)計壓力為31.4MPa，工作溫度小于200℃，內(nèi)筒材料為16MnR，層板材料為16MnR，取C2=1.0mm，試確定圓筒的厚度。解：鋼板為6~16mm時，16MnR的[σi]t=[σ0]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=0.8mm，φi=1.0，φ0=

5、0.9。為安全起見取φ=0.9，按中徑公式計算：2.今需制造一臺分餾塔，塔的內(nèi)徑Di=2000mm，塔身長（指圓筒長+兩端橢圓形封頭直邊高度）L1=6000mm，封頭曲面深度hi=500mm，塔在370℃及真空條件下操作，現(xiàn)庫存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A鋼板，問能否用這三種鋼板制造這臺設(shè)備。解：計算長度查表4-2得：8mm、12mm、14mm鋼板，C1=0.8mm；取C2=1mm。三種厚度板各自對應(yīng)的有效厚度分別為：8-1.8=6.2mm、12-1.8=10.2mm、14-1.8=12.2mm。三種厚度板各自對應(yīng)的外徑分別為：2016mm、2024mm、20

6、28mm8mm塔計算12mm塔計算14mm塔計算1.圖所示為一立式夾套反應(yīng)容器，兩端均采用橢圓形封頭。反應(yīng)器圓筒內(nèi)反應(yīng)液的最高工作壓力pw=3.0MPa，工作溫度Tw=50℃，反應(yīng)液密度ρ=1000kg/m3，頂部設(shè)有爆破片，圓筒內(nèi)徑Di=1000mm，圓筒長度L=4000mm，材料為16MnR，腐蝕裕量C2=2.0mm，對接焊縫采用雙面全熔透焊接接頭，且進行100%無損檢測；夾套內(nèi)為冷卻水，溫度10℃，最高壓力0.4MPa，夾套圓筒內(nèi)徑Di=1100mm，腐蝕裕量C2=1.0mm，焊接接頭系數(shù)φ=0.85，試進行如下設(shè)計：確定各設(shè)計參數(shù)；計算并確定為保證足夠的強度和穩(wěn)定性，

7、內(nèi)筒和夾套的厚度；確定水壓試驗壓力，并校核在水壓試驗時，各殼體的強度和穩(wěn)定性是否滿足要求。解：各設(shè)計參數(shù)：反應(yīng)器圓筒各設(shè)計參數(shù)：按GB150規(guī)定，選擇普通正拱型爆破片，靜載荷情況下，其最低標定爆破壓力查GB150表B3爆破片的制造范圍，當設(shè)計爆破壓力高于3.6MPa時，取精度等級0.5級，其制造范圍上限為3%設(shè)計爆破壓力，下限為1.5%設(shè)計爆破壓力，設(shè)計爆破壓力為按內(nèi)壓設(shè)計時的設(shè)計壓力（并取計算壓力等于設(shè)計壓力）：按外壓設(shè)計時的設(shè)計壓力（并取計算壓力等于設(shè)計壓力）：按外壓設(shè)計時的計算長度：設(shè)計溫度取工作