化工机械基础考试题答案

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1、浙江海洋学院2007-2008学年第一学期《机械设计基础》课程期末考试卷（适用班级A05储运qB卷）q考试时间：分钟一二三四五六七八九十总分注意：考试所需查表数据如下：表1焊接接头系数φ焊接接头形式无损检测的长度比例100%局部双面焊对接接头1.00.85单面焊对接接头0.90.8表2钢板负偏差C1（mm）钢板厚度22.22.52.8~3.03.2~3.53.8~4.04.5~5.5负偏差0.180.190.20.220.250.30.5钢板厚度6~78~2526~3032~3436~4042~5052~60负偏差

2、0.60.80.911.11.21.3表3腐蚀裕量C2（mm）腐蚀速率单面腐蚀双面腐蚀≤0.05mm/a12＞0.05mm/a241、有一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，大齿轮已经损坏，现急需修复使用，今测得中心距a=276mm，小齿轮齿顶圆直径da1=70mm，且数得其齿数Z1=33，试求大齿轮的齿数Z2。（10分）解：由于这是一对一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，所以各项参数都取标准值。根据a=1/2（Z1+Z2）m（1）da1=（Z1+2）m（2）把da1=70mm，Z1=33代入（2）式，得m=2mm把

3、a=276mm，Z1=33，m=2mm代入（1）式，得Z2=243所以，大齿轮的齿数Z2为243个。2、某化工厂反应釜，尺寸为DN1900，工作温度为5~200℃，工作压力为1.6MPa，釜体材料用0Cr18Ni9，采用双面对接焊缝，100%探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度。（200℃下0Cr18Ni9的[σ]=130MPa）（15分）解：已知Di=1900mm，设计温度t=200℃，设计压力Pc=1.1×1.6=1.76MPa，材料许用应力[σ]200℃=130MPa，焊接

4、接头系数φ=1，腐蚀裕量C2=0。根据计算厚度公式：则∴计算厚度：δc=12.95mm设计厚度：δd=δc+C2=12.95+0=12.95mm考虑到钢板负偏差圆整后，C1=0.8mm名义厚度：δn=δd+C1+Δ=12.95+0.8+Δ=14mm有效厚度：δe=δn-C1-C2=14-0.8-0=13.2mm3、有一长期不用的反应釜，该釜内径为800mm，最小壁厚为12mm，材料为20R，具体焊接方式不清楚，做过局部探伤，今欲利用该釜在380℃下合成酸性物质，求该釜所能承受的最大内压力。（350℃下20R的[σ]=9

5、2MPa，400℃下20R的[σ]=86MPa）（10分）解：已知Di=800mm，δn=12mm，设计温度t=380℃，材料许用应力[σ]380℃=88.4MPa，焊接接头系数φ=0.8，钢板负偏差C1=0.8mm，腐蚀裕量C2=2mm。根据圆筒最大允许工作压力公式：代入数据，得∴反应釜所能承受的最大内压力为1.61MPa4、今欲设计一高压气瓶，直径为450mm，采用双面对接焊缝，全部探伤，工作压力为10.8MPa，可耐最高温度为130℃，试用16MnR材料设计气瓶的厚度。（15分）材料厚度/mm在下列温度下材料的许

6、用应力/MPa≤20℃100℃150℃16MnR6~1617017017016~36163163163解：已知Di=450mm，设计温度t=130℃，设计压力Pc=1.1×10.8=11.88MPa，厚度为6~16mm时材料许用应力[σ]130℃=170MPa，焊接接头系数φ=1，腐蚀裕量C2=2mm。根据设计厚度计算公式：把数据代入公式，得经检查，δd已经超出了材料许用应力范围，所以需要选用厚度更厚钢板。厚度为16~36mm时材料许用应力[σ]130℃=163MPa，代入公式，得考虑到钢板负偏差圆整后，C1=0.8m

7、m最后得δn=20mm5、一乙烯储罐，内径1600mm，壁厚16mm，工作压力为2.5MPa，工作温度为-35℃，材料为16MnR，采用双面对接焊缝，100%探伤，壁厚附加量C=1.5mm，试校核强度。（≤20℃以下16MnR的[σ]=170MPa）（10分）解：已知Di=1600mm，设计温度t=-35℃，设计压力Pc=1.1×2.5=2.75MPa，壁厚δn=16mm，材料许用应力[σ]-35℃=170MPa，焊接接头系数φ=1，壁厚附加量C=1.5mm。根据内压圆筒强度校核公式：代入数据，得∴该乙烯罐可以安全使用

8、6、某化工厂欲设计一台石油分离工程中的乙烯精馏塔，塔体内径Di=600mm，材质为16MnR，工作压力Pw=2MPa，工作温度t=-3~20℃，采用整体冲压标准椭圆形封头，计算封头壁厚。（≤20℃以下16MnR的[σ]=170MPa）（10分）解：已知Di=600mm，设计温度t=20℃，设计压力Pc=1.1×2=2.2MPa，材