過程設(shè)備設(shè)計(jì)_各章問答題過程設(shè)備設(shè)計(jì)_各章問答題過程設(shè)備設(shè)計(jì)_各章問答題V:1.0精細(xì)整理，僅供參考過程設(shè)備設(shè)計(jì)_各章問答題日期：20xx年X月《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》習(xí)題1壓力容器導(dǎo)言壓力容器主要由哪幾部分組成分別起什么作用壓力容器主要由筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座及安全附件六大部件組成。各部分的作用分別是：筒體：提供工藝所需的承壓空間封頭：與筒體等部件形成封閉空間密封裝置：保證壓力容器正常、安全運(yùn)行開孔及接管：滿足工藝要求和方便檢修支座：支撐和固定壓力容器安全附件：用于監(jiān)控工作介質(zhì)的參數(shù)，保證壓力容器的安全使用和工藝過程的正常進(jìn)行介質(zhì)的毒性程度和易燃特性對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理有何影響介質(zhì)的毒性程度和易燃特性愈高，壓力容器爆炸、泄露或燃燒的危害性愈嚴(yán)重，對(duì)壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造、使用和管理的要求愈高?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》在確定壓力容器類別時(shí)，為什么不僅要根據(jù)壓力高低，還要視壓力與容積的乘積大小進(jìn)行分類壓力容器設(shè)計(jì)壓力與全容積的乘積愈大，容器破裂時(shí)的爆炸能量愈大，危害性愈大，對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢查、使用和管理的要求就愈高，因而在確定壓力容器類別時(shí)要視的大小進(jìn)行分類?！短胤N設(shè)備安全監(jiān)察條例》、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和GB150《鋼制壓力容器》的適用范圍有何區(qū)別《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》適用于同時(shí)具備下列條件的壓力容器：最高工作壓力大于等于（表壓）；壓力與容積的乘積大于或者等于·L；盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或者最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》適用于同時(shí)具備下列條件的壓力容器：最高工作壓力大于等于（不含液體靜壓力）；內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于，且容積（）大于等于；盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或者最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。GB150《鋼制壓力容器》適用于同時(shí)具備下列條件的壓力容器：設(shè)計(jì)壓力大于等于、小于等于35MPa；設(shè)計(jì)溫度范圍根據(jù)鋼材容許的使用溫度確定，從-196到鋼材的蠕變限用溫度；固定的，承受恒定的載荷。不適用于：直接用火焰加熱的容器；核能裝置中的容器；旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中自成整體或作為部件的受壓器室；真空度低于的容器；內(nèi)直徑小于150mm的容器；要求做疲勞分析的容器等。3壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響壓力容器用鋼有哪些基本要求壓力容器用鋼的基本要求是有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性。影響壓力容器鋼材性能的環(huán)境因素主要有哪些影響壓力容器鋼材性能的環(huán)境因素主要有溫度高低、載荷波動(dòng)、介質(zhì)性質(zhì)、加載速率等。為什么要控制壓力容器用鋼中的硫、磷含量因?yàn)榱蚝土资卿撝凶钪饕挠泻υ亍Ａ蚰艽龠M(jìn)非金屬夾雜物的形成，使塑性和韌性降低。磷能提高鋼的強(qiáng)度，但會(huì)增加鋼的脆性，特別是低溫脆性。將硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即可大大提高鋼材的純凈度，可提高鋼材的韌性、抗中子輻照脆化能力，改善抗應(yīng)變時(shí)效性能、抗回火脆化性能和耐腐蝕性能。為什么說材料性能劣化引起的失效往往具有突發(fā)性工程上可采取哪些措施來預(yù)防這種失效因?yàn)椴牧闲阅芰踊鶈慰客庥^檢查和無損檢測不能有效地發(fā)現(xiàn)，因而由此引起事故往往具有突發(fā)性。工程上在設(shè)計(jì)階段要預(yù)測材料性能是否會(huì)在使用中劣化，并采取有效的防范措施。壓力容器選材應(yīng)考慮哪些因素壓力容器零件材料的選擇，應(yīng)綜合考慮容器的使用條件、相容性、零件的功能和制造工藝、材料性能、材料使用經(jīng)驗(yàn)（歷史）、綜合經(jīng)濟(jì)性和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。4壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器的設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括哪些內(nèi)容壓力容器的設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括設(shè)計(jì)圖樣、技術(shù)條件、設(shè)計(jì)計(jì)算書，必要時(shí)還應(yīng)包括設(shè)計(jì)或安裝、使用說明書。若按分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，還應(yīng)提供應(yīng)力分析報(bào)告。壓力容器設(shè)計(jì)有哪些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則它們和壓力容器失效形式有什么關(guān)系壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則大致可分為強(qiáng)度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和泄漏失效準(zhǔn)則。壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先確定容器最有可能發(fā)生的失效形式，選擇合適的失效判據(jù)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定適用的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，再按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。什么叫設(shè)計(jì)壓力液化氣體儲(chǔ)存壓力容器的設(shè)計(jì)壓力如何確定設(shè)計(jì)壓力是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器的計(jì)算壁厚及其元件尺寸的壓力。對(duì)于儲(chǔ)存液化氣體的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)高于工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度下的液化氣體的飽和蒸汽壓。一容器殼體的內(nèi)壁溫度為，外壁溫度為，通過傳熱計(jì)算得出的元件金屬截面的溫度平均值為，請問設(shè)計(jì)溫度取哪個(gè)選材以哪個(gè)溫度為依據(jù)設(shè)計(jì)溫度取。選材以設(shè)計(jì)溫度為準(zhǔn)。根據(jù)定義，用圖標(biāo)出計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度和最小厚度之間的關(guān)系；在上述厚度中，滿足強(qiáng)度（剛度、穩(wěn)定性）及使用壽命要求的最小厚度是哪一個(gè)為什么計(jì)算厚度計(jì)算厚度設(shè)計(jì)厚度名義厚度腐蝕裕量C2厚度負(fù)偏差C1第一次厚度圓整值最小厚度其中，若計(jì)算厚度小于最小厚度，則計(jì)算厚度取最小厚度值。設(shè)計(jì)厚度。因?yàn)樵O(shè)計(jì)厚度為計(jì)算厚度和腐蝕裕量之和，其中計(jì)算厚度是由強(qiáng)度（剛度）公式確定，而腐蝕裕量由設(shè)計(jì)壽命確定，兩者之和同時(shí)滿足強(qiáng)度和壽命要求。影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有哪些材料設(shè)計(jì)系數(shù)是一個(gè)強(qiáng)度“保險(xiǎn)”系數(shù)，主要是為了保證受壓元件強(qiáng)度有足夠的安全儲(chǔ)備量，其大小與應(yīng)力計(jì)算的精確性、材料性能的均勻性、載荷的確切程度、制造工藝和使用管理的先進(jìn)性以及檢驗(yàn)水平等因素有著密切關(guān)系。壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)法和分析設(shè)計(jì)法有何主要區(qū)別常規(guī)設(shè)計(jì)：將容器承受的“最大載荷”按一次施加的靜載荷處理，不涉及容器的疲勞壽命問題，不考慮熱應(yīng)力。常規(guī)設(shè)計(jì)以材料力學(xué)及彈性力學(xué)中的簡化模型為基礎(chǔ)，確定筒體與部件中平均應(yīng)力的大小，只要此值限制在以彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所確定的許用應(yīng)力范圍之內(nèi)，則認(rèn)為筒體和部件是安全的。常規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定了具體的容器結(jié)構(gòu)形式。分析設(shè)計(jì)：將各種外載荷或變形約束產(chǎn)生的應(yīng)力分別計(jì)算出來,包括交變載荷,熱應(yīng)力,局部應(yīng)力等。進(jìn)行應(yīng)力分類，再按不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來限制，保證容器在使用期內(nèi)不發(fā)生各種形式的失效?？蓱?yīng)用于承受各種載荷、任何結(jié)構(gòu)形式的壓力容器設(shè)計(jì)，克服了常規(guī)設(shè)計(jì)的不足。薄壁圓筒和厚壁圓筒如何劃分其強(qiáng)度設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是什么有何區(qū)別若圓筒外直徑與內(nèi)直徑的比值≤~時(shí)，稱為薄壁圓筒；反之，則稱為厚壁圓筒。薄壁圓筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)以薄膜理論為基礎(chǔ)，采用最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則；厚壁圓筒的強(qiáng)度計(jì)算以拉美公式為基礎(chǔ)，采用塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則或爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)。高壓容器的圓筒有哪些結(jié)構(gòu)形式它們各有什么特點(diǎn)和適用范圍多層包扎式：制造工藝簡單，不需要大型復(fù)雜的加工設(shè)備；與單層式圓筒相比安全可靠性高；對(duì)介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)；但制造工序多、周期長、效率低、鋼板材料利用率低，尤其是筒節(jié)間對(duì)焊的深環(huán)焊縫對(duì)容器的制造質(zhì)量和安全有顯著影響。熱套式：具有包扎式圓筒的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)外，還具有工序少，周期短等優(yōu)點(diǎn)。繞板式：機(jī)械化程度高，制造效率高，材料的利用率也高；但筒節(jié)兩端會(huì)出現(xiàn)明顯的累積間隙，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。整體多層包扎式：是一種錯(cuò)開環(huán)縫合采用液壓夾鉗逐層包扎的圓筒結(jié)構(gòu)，避免圓筒上出現(xiàn)深環(huán)焊縫，可靠性較高。繞帶式：又分型槽繞帶式和扁平鋼帶傾角錯(cuò)繞式。型槽繞帶式結(jié)構(gòu)的圓筒具有較高的安全性，機(jī)械化程度高，材料的損耗少，且由于存在預(yù)緊力，在內(nèi)壓作用下，筒壁應(yīng)力分布比較均勻，但對(duì)鋼帶的技術(shù)要求高。扁平鋼帶傾角錯(cuò)繞式圓筒結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)靈活、制造方便、可靠性高、在線安全監(jiān)控容易等優(yōu)點(diǎn)。高壓容器圓筒的對(duì)接深環(huán)焊縫有什么不足如何避免高壓容器圓筒的對(duì)接深環(huán)焊縫影響容器的制造質(zhì)量和安全：無損檢測困難，無法用超聲檢測，只能依靠射線檢測；焊縫部位存在很大的焊接殘余應(yīng)力，且焊縫晶粒易變得粗大而韌性下降，，因而焊縫質(zhì)量較難保證；環(huán)焊縫的坡口切削工作量大，且焊接復(fù)雜。采用整體多層包扎式或繞帶式等組合式圓筒。對(duì)于內(nèi)壓厚壁圓筒，中徑公式也可按第三強(qiáng)度理論導(dǎo)出，試作推導(dǎo)。在僅受內(nèi)壓作用時(shí)，圓筒內(nèi)壁處三向應(yīng)力分量分別為：；；顯然，，，由第三強(qiáng)度理論得：為什么GB150中規(guī)定內(nèi)壓圓筒厚度計(jì)算公式僅適用于設(shè)計(jì)壓力由圓筒的薄膜應(yīng)力按最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則導(dǎo)出的內(nèi)壓圓筒厚度計(jì)算公式為：（1）按形狀改變比能屈服失效判據(jù)計(jì)算出的內(nèi)壓厚壁筒體初始屈服壓力與實(shí)測值較為吻合，因而與形狀改變比能準(zhǔn)則相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度能較好地反映厚壁筒體的實(shí)際應(yīng)力水平。=與中徑公式相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度比值隨徑比的增大而增大。當(dāng)=時(shí)，此比值為≈這表明內(nèi)壁實(shí)際應(yīng)力強(qiáng)度是按中徑公式計(jì)算的應(yīng)力強(qiáng)度的倍。GB150中取=，在液壓試驗(yàn)（=）時(shí)，筒體內(nèi)表面的實(shí)際應(yīng)力強(qiáng)度最大為許用應(yīng)力的×=<倍，說明筒體內(nèi)表面金屬仍未達(dá)到屈服點(diǎn)，處于彈性狀態(tài)。這說明式（1）的適用厚度可擴(kuò)大到。當(dāng)=時(shí)，==，代入式（1）得：因此，內(nèi)壓圓筒厚度計(jì)算公式（1）僅橢圓形封頭、碟形封頭為何均設(shè)置直邊段直邊段可避免封頭和筒體的連接環(huán)焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，改善焊縫的受力狀況。從受力和制造兩方面比較半球形、橢圓形、碟形、錐殼和平蓋封頭的特點(diǎn)，并說明其主要應(yīng)用場合。半球形封頭在均勻內(nèi)壓作用下，薄壁球形容器的薄膜應(yīng)力為相同直徑圓筒體的一半。但缺點(diǎn)是深度大，直徑小時(shí)，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大。半球形封頭常用在高壓容器上。橢圓形封頭橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。碟形封頭是一不連續(xù)曲面，在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個(gè)曲面連接處，由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應(yīng)力。該邊緣彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加，使該部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它部位，故受力狀況不佳。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度，方便了成型加工，且壓制碟形封頭的鋼模加工簡單，使碟形封頭的應(yīng)用范圍較為廣泛。錐殼結(jié)構(gòu)不連續(xù)，錐殼的應(yīng)力分布并不理想，但其特殊的結(jié)構(gòu)形式有利于固體顆粒和懸浮或粘稠液體的排放，可作為不同直徑圓筒體的中間過渡段，因而在中、低壓容器中使用較為普遍。平蓋平蓋厚度計(jì)算是以圓平板應(yīng)力分析為基礎(chǔ)的，主要用于直徑較小、壓力較高的容器。螺栓法蘭連接密封中，墊片的性能參數(shù)有哪些它們各自的物理意義是什么墊片比壓力形成初始密封條件時(shí)墊片單位面積上所受的最小壓緊力，稱為“墊片比壓力”，用表示，單位為MPa。墊片系數(shù)為保證在操作狀態(tài)時(shí)法蘭的密封性能而必須施加在墊片上的壓應(yīng)力，稱為操作密封比壓。操作密封比壓往往用介質(zhì)計(jì)算壓力的倍表示，這里稱為“墊片系數(shù)”，無因次。法蘭標(biāo)準(zhǔn)化有何意義選擇標(biāo)準(zhǔn)法蘭時(shí)，應(yīng)按哪些因素確定法蘭的公稱壓力為簡化計(jì)算、降低成本、增加互換性，制訂了一系列法蘭標(biāo)準(zhǔn)。法蘭標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)用途分管法蘭和容器法蘭兩套標(biāo)準(zhǔn)。法蘭的公稱壓力應(yīng)取容器或管道的設(shè)計(jì)壓力相近且又稍高一級(jí)的公稱壓力，且不應(yīng)低于法蘭材料在工作溫度下的允許工作壓力。在法蘭強(qiáng)度校核時(shí)，為什么要對(duì)錐頸和法蘭環(huán)的應(yīng)力平均值加以限制當(dāng)法蘭錐頸有少量屈服時(shí)，錐頸部分和法蘭環(huán)所承受的力矩將重新分配，錐頸已屈服部分不能再承受載荷，其中大部分需要法蘭環(huán)來承擔(dān)，這就使法蘭環(huán)的實(shí)際應(yīng)力有可能超過原有的法蘭環(huán)強(qiáng)度條件。因此為使法蘭環(huán)不產(chǎn)生屈服，保證密封可靠，需對(duì)錐頸部分和法蘭環(huán)的平均應(yīng)力加以限制。簡述強(qiáng)制式密封，徑向或軸向自緊式密封的機(jī)理，并以雙錐環(huán)密封為例說明保證自緊密封正常工作的條件。密封機(jī)理：強(qiáng)制式密封：在預(yù)緊和工作狀態(tài)下都完全依靠連接件的作用力強(qiáng)行擠壓密封元件從而達(dá)到密封目的。自緊式密封：主要依靠容器內(nèi)部的介質(zhì)壓力壓緊密封元件實(shí)現(xiàn)密封，介質(zhì)壓力越高，密封越可靠。自緊式密封根據(jù)密封元件的主要變形形式，又可分為軸向自緊式密封和徑向自緊式密封。軸向自緊式密封的密封性能主要依靠密封元件的軸向剛度小于被連接件的軸向剛度來保證；而徑向自緊式密封主要依靠密封元件的徑向剛度小于被連接件的徑向剛度來實(shí)現(xiàn)。雙錐密封是一種保留了主螺栓但屬于有徑向自緊作用的半自緊式密封結(jié)構(gòu)。為保證自緊密封正常工作，應(yīng)：兩錐面上的比壓必須大于軟金屬墊片所需要的操作密封比壓；合理設(shè)計(jì)雙錐環(huán)的尺寸，使雙錐環(huán)有適當(dāng)?shù)膭偠?，保持有適當(dāng)?shù)幕貜椬跃o力。按GB150規(guī)定，在什么情況下殼體上開孔可不另行補(bǔ)強(qiáng)為什么這些孔可不另行補(bǔ)強(qiáng)GB150規(guī)定，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于或等于的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算）大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑小于或等于89mm時(shí)，只要接管最小厚度滿足表1要求，就可不另行補(bǔ)強(qiáng)。表1不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度接管公稱外徑253238454857657689最小厚度壓力容器常常存在各種強(qiáng)度裕量，例如接管和殼體實(shí)際厚度往往大于強(qiáng)度需要的厚度；接管根部有填角焊縫；焊接接頭系數(shù)小于1但開孔位置不在焊縫上。這些因素相當(dāng)于對(duì)殼體進(jìn)行了局部加強(qiáng)，降低了薄膜應(yīng)力從而也降低了開孔處的最大應(yīng)力。因此，對(duì)于滿足一定條件的開孔接管，可以不予補(bǔ)強(qiáng)。采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，GB150對(duì)其使用范圍作了何種限制，其原因是什么補(bǔ)強(qiáng)圈等面積補(bǔ)強(qiáng)法是以無限大平板上開小圓孔的孔邊應(yīng)力分析作為其理論依據(jù)。但實(shí)際的開孔接管是位于殼體而不是平板上，殼體總有一定的曲率，為減小實(shí)際應(yīng)力集中系數(shù)與理論分析結(jié)果之間的差異，GB150對(duì)開孔的尺寸和形狀給予一定的限制：圓筒上開孔的限制，當(dāng)其內(nèi)徑≤1500mm時(shí)，開孔最大直徑≤，且≤520mm；當(dāng)其內(nèi)徑＞1500mm時(shí)，開孔最大直徑≤，且≤1000mm。凸形封頭或球殼上開孔最大直徑≤。錐殼（或錐形封頭）上開孔最大直徑≤，為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。在橢圓形或碟形封頭過渡部分開孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直于封頭表面。比較安全閥和爆破片各自的優(yōu)缺點(diǎn)在什么情況下必須采用爆破片裝置安全閥安全閥的作用是通過閥的自動(dòng)開啟排出氣體來降低容器內(nèi)過高的壓力。其優(yōu)點(diǎn)是僅排放容器內(nèi)高于規(guī)定值的部分壓力，當(dāng)容器內(nèi)的壓力降至稍低于正常操作壓力時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉，避免一旦容器超壓就把全部氣體排出而造成浪費(fèi)和中斷生產(chǎn)；可重復(fù)使用多次，安裝調(diào)整也比較容易。但密封性能較差，閥的開啟有滯后現(xiàn)象，泄壓反應(yīng)較慢。爆破片爆破片是一種斷裂型安全泄放裝置，它利用爆破片在標(biāo)定爆破壓力下即發(fā)生斷裂來達(dá)到泄壓目的，泄壓后爆破片不能繼續(xù)有效使用，容器也被迫停止運(yùn)行。雖然爆破片是一種爆破后不重新閉合的泄放裝置，但與安全閥相比，它有兩個(gè)特點(diǎn)：一是密閉性能好，能做到完全密封；二是破裂速度快，泄壓反應(yīng)迅速。因此，當(dāng)安全閥不能起到有效保護(hù)作用時(shí)，必須使用爆破片或爆破片與安全閥的組合裝置。在以下場合應(yīng)優(yōu)先選用爆破片作為安全泄放裝置：①介質(zhì)為不潔凈氣體的壓力容器；②由于物料的化學(xué)反應(yīng)壓力可能迅速上升的壓力容器；③毒性程度為極度、高度危害的氣體介質(zhì)或盛裝貴重介質(zhì)的壓力容器；④介質(zhì)為強(qiáng)腐蝕性氣體的壓力容器，腐蝕性大的介質(zhì)，用耐腐蝕的貴重材料制造安全閥成本高，而用其制造爆破片，成本非常低廉。壓力試驗(yàn)的目的是什么為什么要盡可能采用液壓試驗(yàn)對(duì)于內(nèi)壓容器，耐壓試驗(yàn)的目的是：在超設(shè)計(jì)壓力下，考核缺陷是否會(huì)發(fā)生快速擴(kuò)展造成破壞或開裂造成滲漏，檢驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的密封性能。對(duì)于外壓容器，在外壓作用下，容器中的缺陷受壓應(yīng)力的作用，不可能發(fā)生開裂，且外壓臨界失穩(wěn)壓力主要與容器的幾何尺寸、制造精度有關(guān)，跟缺陷無關(guān)，一般不用外壓試驗(yàn)來考核其穩(wěn)定性，而以內(nèi)壓試驗(yàn)進(jìn)行“試漏”，檢查是否存在穿透性缺陷。由于在相同壓力和容積下，試驗(yàn)介質(zhì)的壓縮系數(shù)越大，容器所儲(chǔ)存的能量也越大，爆炸也就越危險(xiǎn)，故應(yīng)選用壓縮系數(shù)小的流體作為試驗(yàn)介質(zhì)。常溫時(shí)，水的壓縮系數(shù)比氣體要小得多，且來源豐富，因而是常用的試驗(yàn)介質(zhì)。簡述帶夾套壓力容器的壓力試驗(yàn)步驟，以及內(nèi)筒與夾套的組裝順序。夾套容器是由內(nèi)筒和夾套組成的多腔壓力容器，各腔的設(shè)計(jì)壓力通常是不同的，應(yīng)在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套的試驗(yàn)壓力值。內(nèi)筒根據(jù)實(shí)際情況按外壓容器或內(nèi)壓容器確定試驗(yàn)壓力；夾套按內(nèi)壓容器確定試驗(yàn)壓力。先做內(nèi)筒壓力試驗(yàn)，壓力試驗(yàn)安全后組裝夾套。在確定了夾套試驗(yàn)壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。如不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，則在作夾套的液壓試驗(yàn)時(shí)，必須同時(shí)在內(nèi)筒保持一定的壓力，以確保夾套試壓時(shí)內(nèi)筒的穩(wěn)定性。為什么要對(duì)壓力容器中的應(yīng)力進(jìn)行分類應(yīng)力分類的依據(jù)和原則是什么壓力容器所承受的載荷有多種類型，如機(jī)械載荷（包括壓力、重力、支座反力、風(fēng)載荷及地震載荷等）、熱載荷等。它們可能是施加在整個(gè)容器上（如壓力），也可能是施加在容器的局部部位（如支座反力）。因此，載荷在容器中所產(chǎn)生的應(yīng)力與分布以及對(duì)容器失效的影響也就各不相同。就分布范圍來看，有些應(yīng)力遍布于整個(gè)容器殼體，可能會(huì)造成容器整體范圍內(nèi)的彈性或塑性失效；而有些應(yīng)力只存在于容器的局部部位，只會(huì)造成容器局部彈塑性失效或疲勞失效。從應(yīng)力產(chǎn)生的原因來看，有些應(yīng)力必須滿足與外載荷的靜力平衡關(guān)系，因此隨外載荷的增加而增加，可直接導(dǎo)致容器失效；而有些應(yīng)力則是在載荷作用下由于變形不協(xié)調(diào)引起的，因此具有“自限性”。

因此有必要對(duì)應(yīng)力進(jìn)行分類，再按不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來限制。

壓力容器應(yīng)力分類的依據(jù)是應(yīng)力對(duì)容器強(qiáng)度失效所起作用的大小。這種作用又取決于下列兩個(gè)因素：（1）

應(yīng)力產(chǎn)生的原因。即應(yīng)力是外載荷直接產(chǎn)生的還是在變形協(xié)調(diào)過程中產(chǎn)生的，外載荷是機(jī)械載荷還是熱載荷。（2）應(yīng)力的作用區(qū)域與分布形式。即應(yīng)力的作用是總體范圍還是局部范圍的，沿厚度的分布是均勻的還是線性的或非線性的。一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力的區(qū)別是什么

1.一次應(yīng)力是指平衡外加機(jī)械載荷所必須的應(yīng)力。一次應(yīng)力必須滿足外載荷與內(nèi)力及內(nèi)力矩的靜力平衡關(guān)系，它隨外載荷的增加而增加，不會(huì)因達(dá)到材料的屈服點(diǎn)而自行限制，所以，一次應(yīng)力的基本特征是“非自限性”。另外，當(dāng)一次應(yīng)力超過屈服點(diǎn)時(shí)將引起容器總體范圍內(nèi)的顯著變形或破壞，對(duì)容器的失效影響最大。

2.二次應(yīng)力是指由相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)的自身約束所引起的正應(yīng)力或剪應(yīng)力。二次應(yīng)力不是由外載荷直接產(chǎn)生的，其作用不是為平衡外載荷，而是使結(jié)構(gòu)在受載時(shí)變形協(xié)調(diào)。這種應(yīng)力的基本特征是它具有自限性，也就是當(dāng)局部范圍內(nèi)的材料發(fā)生屈服或小量的塑性流動(dòng)時(shí)，相鄰部分之間的變形約束得到緩解而不再繼續(xù)發(fā)展，應(yīng)力就自動(dòng)地限制在一定范圍內(nèi)。

3.峰值應(yīng)力是由局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)和局部熱應(yīng)力的影響而疊加到一次加二次應(yīng)力之上的應(yīng)力增量，介質(zhì)溫度急劇變化在器壁或管壁中引起的熱應(yīng)力也歸入峰值應(yīng)力。峰值應(yīng)力最主要的特點(diǎn)是高度的局部性，因而不引起任何明顯的變形。其有害性僅是可能引起疲勞破壞或脆性斷裂。分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)劃分了哪五組應(yīng)力強(qiáng)度許用值分別是多少是如何確定的

(1)一次總體薄膜應(yīng)力強(qiáng)度SⅠ

許用值以極限分析原理來確定的。SⅠ<=KSm

(2)一次局部薄膜應(yīng)力強(qiáng)度SⅡ

SⅡ<=

(3)一次薄膜（總體或局部）加一次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度SⅢ

SⅢ<=

(4)一次加二次應(yīng)力強(qiáng)度SⅣ

根據(jù)安定性分析，一次加二次應(yīng)力強(qiáng)度SⅣ許用值為3Sm

(5)峰值應(yīng)力強(qiáng)度SⅤ

按疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，峰值應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)由疲勞設(shè)計(jì)曲線得到的應(yīng)力幅Sa進(jìn)行評(píng)定，即SⅤ<=Sa在疲勞分析中，為什么要考慮平均應(yīng)力的影響如何考慮

疲勞試驗(yàn)曲線或計(jì)算曲線是在平均應(yīng)力為零的對(duì)稱應(yīng)力循環(huán)下繪制的，但壓力容器往往是在非對(duì)稱應(yīng)力循環(huán)下工作的，因此，要將疲勞試驗(yàn)曲線或計(jì)算曲線變?yōu)榭捎糜诠こ虘?yīng)用的設(shè)計(jì)疲勞曲線，除了要取一定的安全系數(shù)外，還必須考慮平均應(yīng)力的影響。

平均應(yīng)力增加時(shí)，在同一循環(huán)次數(shù)下發(fā)生破壞的交變應(yīng)力幅下降，也就是說，在非對(duì)稱循環(huán)的交變應(yīng)力作用下，平均應(yīng)力增加將會(huì)使疲勞壽命下降。關(guān)于同一疲勞壽命下平均應(yīng)力與交變應(yīng)力幅之間相互關(guān)系的描述，有多種形式，最簡單的是Goodman提出的方程（見課本疲勞分析）。第六章?lián)Q熱設(shè)備換熱設(shè)備有哪幾種主要形式？

按換熱設(shè)備熱傳遞原理或傳熱方式進(jìn)行分類，可分為以下幾種主要形式：

1.直接接觸式換熱器

利用冷、熱流體直接接觸，彼此混合進(jìn)行換熱。

2.蓄熱式換熱器

借助于由固體構(gòu)成的蓄熱體與熱流體和冷流體交替接觸，把熱量從熱流體傳遞給冷流體。

3.間壁式換熱器

利用間壁（固體壁面）冷熱兩種流體隔開，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體。

4.中間載熱體式換熱器

載熱體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器之間循環(huán)，在高溫流體換熱器中吸收熱量，在低溫流體換熱器中把熱量釋放給低溫流體。間壁式換熱器有哪幾種主要形式各有什么特點(diǎn)？

1.管式換熱器

按傳熱管的結(jié)構(gòu)形式不同大致可分為蛇管式換熱器、套管式換熱器、纏繞管式換熱器和管殼式換熱器。

在換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性和單位傳熱面積的金屬消耗量等方面不如其它新型換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、易于制造、能承受較高的操作壓力和溫度等優(yōu)點(diǎn)。在高溫、高壓和大型換熱器中，管式換熱器仍占絕對(duì)優(yōu)勢，是目前使用最廣泛的一類換熱器。

2.板面式換熱器

按傳熱板面的結(jié)構(gòu)形式可分為：螺旋板式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板式換熱器。

傳熱性能要比管式換熱器優(yōu)越，由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，使流體能在較低的速度下就達(dá)到湍流狀態(tài)，從而強(qiáng)化了傳熱。板面式換熱器采用板材制作，在大規(guī)模組織生產(chǎn)時(shí)，可降低設(shè)備成本，但其耐壓性能比管式換熱器差。

3.其他一些為滿足工藝特殊要求而設(shè)計(jì)的具有特殊結(jié)構(gòu)的換熱器，如回轉(zhuǎn)式換熱器、熱管換熱器、聚四氟乙烯換熱器和石墨換熱器等。管殼式換熱器主要有哪幾種形式換熱管與管板有哪幾種連接方式各有什么特點(diǎn)？

1固定管板式：結(jié)構(gòu)簡單，承壓高，管程易清潔，可能產(chǎn)生較大熱應(yīng)力；適用殼側(cè)介質(zhì)清潔；管、殼溫差不大或大但殼側(cè)壓力不高。2浮頭式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無熱應(yīng)力、管間和管內(nèi)清洗方便，密封要求高。適用殼側(cè)結(jié)垢及大溫差。3U形管式：結(jié)構(gòu)比較簡單，內(nèi)層管不能更換；適用管內(nèi)清潔、高溫高壓。4填料函式：結(jié)構(gòu)簡單，管間和管內(nèi)清洗方便，填料處易泄漏；適用4MPa以下，溫度受限制。5釜式重沸器：殼體上部設(shè)置一個(gè)蒸發(fā)空間，蒸發(fā)空間的大小由產(chǎn)氣量和所要求的蒸汽品質(zhì)所決定。清洗維修方便，可處理不清潔、易結(jié)垢的介質(zhì)，并能承受高溫、高壓。

1.強(qiáng)度脹（密封與抗拉脫弱，無縫隙）；

2.強(qiáng)度焊（密封與抗拉脫強(qiáng)，有縫隙，存在焊接殘余熱應(yīng)力）；

3.脹焊并用（先焊后脹，至少保證其中之一抗拉脫）。連接方式：①強(qiáng)度脹焊主要適用于設(shè)計(jì)壓力小于等于4Mpa，設(shè)計(jì)溫度小于等于300℃，操作中無劇烈振動(dòng)、無過大溫度波動(dòng)及無明顯應(yīng)力腐蝕等場合。②強(qiáng)度焊除有較大振動(dòng)及有間隙腐蝕的場合，只要材料可焊性好，可用于任何場合。③脹焊并用主要用于密封性能要求高，承受振動(dòng)或疲勞載荷，有間隙腐蝕，需采用復(fù)合管板的場合。換熱器流體誘導(dǎo)振動(dòng)的主要原因有哪些相應(yīng)采取哪些防振措施？

1螺旋脫落2流體彈性擾動(dòng)3湍流顫振4聲振動(dòng)5射流轉(zhuǎn)換防振措施：1改變流速2改變管子固有頻率3增設(shè)消聲板4抑制周期性漩渦5設(shè)置防沖板或?qū)Я魍矒Q熱設(shè)備傳熱強(qiáng)化可采取哪些途徑來實(shí)現(xiàn)？

要使換熱設(shè)備中傳熱過程強(qiáng)化，可通過提高傳熱系數(shù)、增大換熱面積和增大平均傳熱溫差來實(shí)現(xiàn)。

提高對(duì)流傳熱系數(shù)的方法又可分為有功傳熱強(qiáng)化和無功傳熱強(qiáng)化：

1.有功傳熱強(qiáng)化

應(yīng)用外部能量來達(dá)到傳熱強(qiáng)化目的，如攪拌換熱介質(zhì)、使換熱表面或流體振動(dòng)、將電磁場作用于流體以促使換熱表面附近流體的混合等技術(shù)。

2.無功傳熱強(qiáng)化

無需應(yīng)用外部能量來達(dá)到傳熱強(qiáng)化的目的。在換熱器設(shè)計(jì)中，用的最多的無功傳熱強(qiáng)化法是擴(kuò)展表面，它既能增加傳熱面積，又能提高傳熱系數(shù)。

a.如槽管、翅片可增加近壁區(qū)湍流度，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)要注意優(yōu)先增強(qiáng)傳熱系數(shù)小的一側(cè)的湍流度。

b.改變殼程擋