化工机械基础(第二版)第一篇,第三篇课后答案-陈国桓-主编.doc

化工机械基础(第二版)第一篇,第三篇课后答案-陈国桓-主编.doc

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1、化工机械基础课后答案陈国桓第一篇习题参考答案[1][2][3][4]1.2.3.4.5.6.7. 8.9. 不能用虎克定律计算横截面上的正应力,因为此时应力已远远超出弹性范围。10. 故,强度足够。11.    12.  13.14.15.(a)(b) (c)(d) (e)(f) (g)(h) (i)(j) (k)(l) (m)(n)16.17.  18. 19.  所以,强度不够20.21.22.抗剪:抗挤:23.习题参考答案24.销钉所受的的最大剪应力为:  MPa  销钉所受的的最大挤压应力为:  M

2、Pa25.  26.   强度足够27.轴的外径:    强度足够28.   强度足够29.计算主应力和方向的公式为:    将(a)(b)(c)各题带入得: (a)     (b)      (c)     习题参考答案30.主应力为:  MPa  MPa    受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的:  31.A点受弯矩和力的组合作用  其中,, ,    代入上式得:32.本题为拉扭组合最大剪应力在圆轴的外圆周上:  最大的拉应力作用在轴的上下边缘处:  第三强度理论: 33.    第三强度

3、理论: 第四强度理论:34.       所以,千斤顶稳定35.      需用的最大压力为: 第三篇习题1、已知DN2000的内压薄壁圆筒,壁厚δn=22mm,壁厚附加量为C=2mm,承受的最大气体压力P=2MPa,焊接接头系数φ=0.85,试求筒体的最大应力。解:已知Di=2000mm,δn=22mm,C=2mm,P=2MPa,φ=0.85,δe=22-2=20mm。则所以筒体的最大应力为118.82Mpa。提示:此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出,此时[Pw]=2MPa2.某化工厂反应釜,内径为1

4、600mm。工作温度为5℃~105℃,工作压力为1.6MPa,釜体材料用0Crl8Ni9。采用双面对接焊缝,局部无损探伤,凸形封头上装有安全阀,试计算釜体壁厚。解:已知Di=1600mm。查附表6,0Crl8Ni9在105℃时的,其许用应力[σ]105=137MPa。查表10-9,采用双面对接焊缝,局部无损探伤,故取φ=0.85。介质对不锈钢腐蚀极微,取C2=0。因装安全阀,取设计压力P=1.1×1.6=1.76MPa。根据式(10-12)估计δn=8-25mm。查表10-10,取C1=0.8mm。则δn’

5、=δd+C1=12.18+0.8=12.98mm,圆整后取δn=13mm3.材料为20的无缝钢管,规格为φ57×3.5,求在室温和400℃时,各能耐多大的压力,按不考虑壁厚附加量和C=1.5mm两种情况计算。解:已知D0=57mm,δn=3.5mm,则Di=D0-2δn=57-2×3.5=50mm。查附表7,20钢管在室温时[σ]=130MPa,在400℃时的[σ]400=86MPa。无缝钢管φ=1(1)不考虑壁厚附加量室温时400℃时(2)考虑壁厚附加量室温时400℃时4.今欲设计一台反应器,直径为300

6、0mm,采用双面对接焊缝,100%探伤。工作压力为1.8MPa,工作温度450℃,试用20R和16MnR两种材料分别设计反应器的厚度,并作分析比较。解:已知Di=3000mm,t=450℃,Pc=1.1×1.8=1.98MPa,φ=1,C2=2mm(腐蚀很小,取1,腐蚀较严重,取2mm,一般单面腐蚀)(1)采用20R[σ]450℃=61MPa,代入公式得(5分)钢板负偏差取C1=1.2mm,圆整后δn=50mm(2)采用16MnR[σ]450℃=66MPa,代入公式得钢板负偏差取C1=1.2mm,圆整后δn

7、=46mm比较两种材料设计反应器厚度可知,16MnR比20R节省材料。5.乙烯贮罐,内径1600mm,壁厚16mm,设计压力为2.5MPa,工作温度-35℃,材料为16MnR。采用双面对接焊,局部无损探伤,壁厚附加量C=1.5mm,试校核强度。解:已知内径Di=1600mm,δn=16mm。δe=δn-C=16-1.5=14.5mm。P=2.5MPa。16MnR在20℃时的许用应力[σ]20℃=170MPa。取φ=0.85。则设计温度下筒体的计算应力为:φ[σ]20=0.85×170=144.5MPa因σt

8、<φ[σ]20所以,容器的强度是足够的。6.设计容器筒体和封头壁厚。已知内径1200mm,设计压力1.8MPa,设计温度40℃,材质为20R,介质无大腐蚀性。双面对接焊缝,100%探伤。讨论所选封头的形式。解:已知Di=1200mm,P=1.8MPa,20R在40℃时的许用应力[σ]40=133MPa。C2=1mm。φ=1.0(1)设计筒体壁厚取C1=0.8mm。则δn’=δd+C1=9.18+0.8=9.98m

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