過程設(shè)備設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案

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1、.習(xí)題1.一內(nèi)壓容器，設(shè)計(jì)（計(jì)算）壓力為0.85MPa，設(shè)計(jì)溫度為50℃；圓筒內(nèi)徑Di=1200mm，對(duì)接焊縫采用雙面全熔透焊接接頭，并進(jìn)行局部無(wú)損檢測(cè)；工作介質(zhì)列毒性，非易燃，但對(duì)碳素鋼、低合金鋼有輕微腐蝕，腐蝕速率K≤0.1mm/a，設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，Q235-A的[σ]t=113MPa，查表4-2，C1=0.8mm；鋼板為6~1

2、6mm時(shí)，16MnR的[σ]t=170MPa，查表4-2，C1=0.8mm。材料為Q235-A時(shí)：材料為16MnR時(shí)：2.一頂部裝有安全閥的臥式圓筒形儲(chǔ)存容器，兩端采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，沒有保冷措施；內(nèi)裝混合液化石油氣，經(jīng)測(cè)試其在50℃時(shí)的最大飽和蒸氣壓小于1.62MPa（即50℃時(shí)丙烷飽和蒸氣壓）；圓筒內(nèi)徑Di=2600mm，筒長(zhǎng)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(jì)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(yàn)時(shí)的壓力，并進(jìn)行應(yīng)力校核。解：

3、p=pc=1.1×1.62=1.782MPa，Di=2600mm，C2=2mm，φ=1.0，鋼板為6~16mm時(shí)，16MnR的[σ]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=0.8mm。容積中壓儲(chǔ)存容器，儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度...水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)力校核1.3.今欲設(shè)計(jì)一臺(tái)乙烯精餾塔。已知該塔內(nèi)徑Di=600mm，厚度δn=7mm，材料選用16MnR，計(jì)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

4、封頭計(jì)算其厚度，并將各種形式封頭的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較，最后確定該塔的封頭形式與尺寸。解：鋼板為6~16mm時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭壁厚標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)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

5、~16mm時(shí)，16MnR的[σi]t=[σ0]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=0.8mm，φi=1.0，φ0=0.9。為安全起見取φ=0.9，按中徑公式計(jì)算：2.今需制造一臺(tái)分餾塔，塔的內(nèi)徑Di=2000mm，塔身長(zhǎng)（指圓筒長(zhǎng)+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(kù)存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A鋼板，問能否用這三種鋼板制造這臺(tái)設(shè)備。解：計(jì)算長(zhǎng)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(duì)

6、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(duì)應(yīng)的外徑分別為：2016mm、2024mm、2028mm8mm塔計(jì)算12mm塔計(jì)算14mm塔計(jì)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(zhǎng)度L=4000mm，材料為16MnR，腐蝕裕量C2=2.0mm，對(duì)接焊縫采用雙面全熔透焊接接頭，且進(jìn)行100%無(wú)損檢測(cè)；夾

7、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(jìn)行如下設(shè)計(jì)：確定各設(shè)計(jì)參數(shù)；計(jì)算并確定為保證足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，內(nèi)筒和夾套的厚度；確定水壓試驗(yàn)壓力，并校核在水壓試驗(yàn)時(shí)，各殼體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是否滿足要求。解：各設(shè)計(jì)參數(shù)：反應(yīng)器圓筒各設(shè)計(jì)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(biāo)定爆破壓力查GB150表B3爆破片的制造范圍，當(dāng)設(shè)計(jì)爆破壓力高于3.6MPa時(shí)，取精度等級(jí)0.5級(jí)，其制造范圍上限為3%設(shè)計(jì)爆破壓力，下限為1.5%設(shè)計(jì)爆破壓力，

8、設(shè)計(jì)爆破壓力為按內(nèi)壓設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)壓力（并取計(jì)算壓力等于設(shè)計(jì)壓力）：按外壓設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)壓力（并取計(jì)算壓力等于設(shè)計(jì)壓力）：按外壓設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算