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.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
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