2019过程设备设计课后习题答案

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1、过程设备设计课后习题答案　　习题　　1.一内压容器，设计压力为，设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤/a，设计寿命B=20年。试在Q2305-A·F、Q235-A、16MnR三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。解：pc=，Di=1000mm，φ=，C2=×20=2mm；钢板为~16mm时，Q235-A的[σ]t=113MPa，查表4-2，C1=；钢板为6~16mm时，

2、16MnR的[σ]t=170MPa，查表4-2，C1=。材料为Q235-A时：　　pDt2pnC1C22取n14mm材料为16MnR时：　　1000113pDt2pnC1C22取n10mm1000170　　2.一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸气压小于MPa；圆筒内径Di=2600mm，筒长L=8000mm；材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，焊接接头系数φ=，装量系数为。试确定：○1各设计参数；○2该容器属第几类压

3、力容器；○3圆筒和封头的厚度；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。　　1p=pc=×解：○=，Di=2600mm，C2=2mm，φ=，钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=。容积　　V4Di2L438,pVm3　　2中压储存容器，储存易燃介质，且pV=·m>10MPa·m，属三类压力容器。○　　3圆筒的厚度○　　33　　pDt2pnC1C22取n18mm标准椭圆形封头的厚度　　26001701pDt2nC1C22取n18mm26001701　　4水压试

4、验压力○　　pT　　应力校核　　pTDie2600183.Ts345e2183.今欲设计一台乙烯精馏塔。已知该塔内径Di=600mm，厚度δn=7mm，材料选用16MnR。　　计算压力pc=，工作温度t=-20~-3℃。试分别采用半球形、椭圆形、碟形和平盖作为封头计算其厚度，并将各种形式封头的计算结果进行分析比较，最后确定该塔的封头形式与尺寸。　　解：钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=，取C2=，φ=1半球形封头壁厚○　　4pctpcDi600170

5、　　1取n7mm2标准椭圆形封头壁厚○　　2600170　　1取n7mm3标准碟形封头壁厚○　　Ri600540mm,1M34Rirr600102mm1354041025401701取n7mm4平盖封头厚度○　　取表48序号5的结构形式，系数KpDctKpc600查表42钢板厚度34~40时，C1取n40mm从受力状况和制造成本两方面综合考虑，取标准椭圆形封头和碟形封头均可。　　4.一多层包扎式氨合成塔，内径Di=800mm，设计压力为，工作温度小于200℃，内筒材料为16MnR，层板材料为16MnR，取C2=

6、，试确定圆筒的厚度。解：钢板为6~16mm时，16MnR的[σi]t=[σ0]t=170MPa，σs=345MPa，查表4-2，C1=，φi=，φ0=。为安全起见取φ=，按中径公式计算：　　2pctpcDi800170取6mm层板16层，内筒1层，共17层的总壁厚负偏差为171取n110mm5.今需制造一台分馏塔，塔的内径Di=20XXmm，塔身长L1=6000mm，封头曲面深度hi=500mm，塔在370℃及真空条件下操作，现库存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A钢板，问能否用这三种钢板制造这台设备

7、。解：计算长度　　2hi2500LL16000　　33查表4-2得：8mm、12mm、14mm钢板，C1=；取C2=1mm。三种厚度板各自对应的　　有效厚度分别为：=、=、=。三种厚度板各自对应的外径分别为：20XXmm、2024mm、2028mm18mm塔计算○　　D0e20,LD0查图4-6得：A;查图4-7得：E105MPa2AE2105pD0e3钢板不能制造这台设备212mm塔计算○　　D0e20,LD0查图4-6得：A;查图4-7得：E105MPa2AE2105pD0e3钢板不能制造这台设备314mm

8、塔计算○　　D0e20,LD0查图4-6得：A;查图4-7得：E105MPa2AE2105pD0e3钢板能制造这台设备6.图所示为一立式夹套反应容器，两端均采用椭圆形封头。反应器圆筒内反应液的最高工作压力pw=，工作温度Tw=50℃，反应液密度ρ=1000kg/m3，顶部设有爆破片，圆筒　　内径Di=1000mm，圆筒长度L=4000mm，材料为16MnR，腐蚀裕量C2=，对接焊缝采用