2022 过程设备设计(南昌大学)1467124732 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2022-03-02到2022-06-30

【作业】第一章：压力容器导言 第一章 作业

1、 问题:TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》对压力容器采用了所谓的综合分类方法。该分类方法在进行压力容器分类时，综合考虑了哪三方面的主要因素？为什么？
评分规则: 【 答题要点：一、压力容器综合分类方法对压力容器进行分类时，综合考虑了下面三个方面的因素：1、介质性能：包括介质的毒性危害程度和介质的爆炸危险性程度两个方面；根据介质的毒性和爆炸危险性程度，通常把介质分为第一组介质和第二组介质；2、设计压力：容器设计压力的高低直接影响到容器的安全性；3、容积：容器的容积也直接影响到容器的安全性；有时，还需要综合考虑容器设计压力与容积的乘积大小，及PV值；PV值代表容器爆炸时的能量；
二、容器的安全性不是简单地用容器的单一参数来决定的，如仅根据容器的单一参数，如设计压力的高低、容器在生产过程中的作用以及安装方式对容器进行分类均是片面的，不能真实全面反映个参数对容器安全性能的影响。容器的综合分类方法较好地解决了这一问题。
】

2、 问题:请对GB150《压力容器》与JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》两个设计标准从设计思想、适用范围以及相互关系等方面做一个简要的比较。
评分规则: 【 答题要点一：1、两个标准的设计思想不同：GB150是基于常规设计思想的设计规范，而JB4732是基于应力分析设计思想的设计规范；2、两个标准的适用的范围是不同的：GB150具有明确的适用范围，如设计压力不能大于35MPa，对容器结构尺寸，如开孔尺寸等也都有一定的限制；一般情况下，也不适用与疲劳载荷设计的容器；而JB4732则没有明确的设计压力限制，更没有对结构尺寸的限制和载荷的限制；后者的适用面更广；3、压力容器设计人员可根据容器产品的要求，在两个标准中确定选用其一。两者是不能混用的。
】

第一章：压力容器导言 单元测验第5小题练习

1、 问题:（多选题）为了确保对特种设备实施全过程的安全监察，我国先后建立了从法律、行政法规、部门规章、安全技术规范及引用标准五个层次的法规法律体系构架。其中引用标准是压力容器产品设计、制造的重要依据。下面（     ）标准属于压力容器产品设计与制造的引用标准；
选项：
A:JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》
B:TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》
C:GB150《压力容器》
D:HG/T20592-20635《钢制管法兰、垫片和紧固件》
答案: 【JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》;
GB150《压力容器》;
HG/T20592-20635《钢制管法兰、垫片和紧固件》】

第一章：压力容器导言 第一章 单元测验

1、 问题:（单选题）根据《固定式压力容器安全技术监察规程》的有关规定，下列容器中，_____是反应容器。
选项：
A:烘缸；
B:聚合釜；
C:干燥塔；
D:液化石油气储罐；
答案: 【聚合釜；】

2、 问题:（单选题）《固定式压力容器安全技术监察规程》规定：压力容器的介质为混合介质时，应以介质组分并按HG20660规范中毒性程度或易燃介质的划分原则，由_____提供介质毒性程度是否属于毒性或易燃介质的依据，无法提供依据时，则需按毒性危害程度或爆炸危险督促最高的介质确定。
选项：
A:压力容器设计单位的工艺设计技术部门；
B:压力容器使用单位的生产技术部门；
C:压力容器的检验单位；
D:压力容器设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门；
答案: 【压力容器设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门；】

3、 问题:（单选题）根据《固定式压力容器安全技术监察规程》的有关规定，对于多腔压力容器，下列说法那个是错误的？
选项：
A:按照类别高的压力腔确定的类别作为该容器的类别，并且按该类别对容器进行使用管理；
B:在按最高类别对容器进行使用管理的同时，按照容器每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求；
C:多腔容器中的各腔均应按确定的最高类别提出设计、制造技术要求；
D:对各压力腔进行类别划分时，设计压力及容积均应取本压力腔的相关参数；
答案: 【多腔容器中的各腔均应按确定的最高类别提出设计、制造技术要求；】

4、 问题:（多选题）介质的危害性是压力容器综合分类中的一个重要依据。介质的危害性主要采用（    ）指标来表示。
选项：
A:介质的毒性危害程度；
B:介质的腐蚀性；
C:介质的爆炸危害程度；
D:介质的工作压力高低；
答案: 【介质的毒性危害程度；;
介质的爆炸危害程度；】

5、 问题:（多选题）为了确保对特种设备实施全过程的安全监察，我国先后建立了从法律、行政法规、部门规章、安全技术规范及引用标准五个层次的法规法律体系构架。其中引用标准是压力容器产品的设计、制造的重要依据。下面（     ）标准属于压力容器产品设计与制造的引用标准；
选项：
A:JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》
B:TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》
C:GB150《压力容器》
D:HG/T20592-20635《钢制管法兰、垫片和紧固件》
答案: 【JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》;
GB150《压力容器》;
HG/T20592-20635《钢制管法兰、垫片和紧固件》】

6、 问题:（多选题）GB150《压力容器》与JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》是我国压力容器产品的两个设计标准，下面哪种说法是正确的（  ）；
选项：
A:JB4732的基本设计思想与ASMEⅧ-2基本相同，为分析设计标准；
B:GB150《压力容器》的设计思想与ASMEⅧ-1大致相同，为常规设计标准；
C:与GB150相比，JB4732允许采用较高的设计应力强度，在相同的设计条件下，设计的容器厚度可以显著减薄，且对材料、制造、检验及验收的要求与GB150基本不变，因而，JB4732是一个更为先进的设计规范；
D:设计者可以根据容器的设计要求，在GB150和JB4732中进行选择，但两者不可混用；
答案: 【JB4732的基本设计思想与ASMEⅧ-2基本相同，为分析设计标准；;
GB150《压力容器》的设计思想与ASMEⅧ-1大致相同，为常规设计标准；;
设计者可以根据容器的设计要求，在GB150和JB4732中进行选择，但两者不可混用；】

第二章 压力容器应力分析（Part 3） 第二章 Part3 单元测验

1、 问题:
选项：
A:
B:
C:
D:
答案: 【;
】

2、 问题:（多选题）关于轴对称均布载荷薄圆平板的受力特性及应力分布规律，下面（）描述是正确的。
选项：
A:圆平板的受力状态主要为二向应力状态，其层间应力及板内剪应力均忽略不计； 
B:板内二向正应力沿板厚方向呈线性分布，在板的上下表面有最大值；在板的半径方向的应力分布则与周边支承方式有关；    
C:
D:工程实际中的圆平板与筒体的连接尽可能采用全焊透结构，是因为全焊透结构既可保证焊接质量，又可使平板的周边支承条件尽量接近固支支承条件，以提高其刚度和强度；
答案: 【圆平板的受力状态主要为二向应力状态，其层间应力及板内剪应力均忽略不计； ;
板内二向正应力沿板厚方向呈线性分布，在板的上下表面有最大值；在板的半径方向的应力分布则与周边支承方式有关；    ;
;
工程实际中的圆平板与筒体的连接尽可能采用全焊透结构，是因为全焊透结构既可保证焊接质量，又可使平板的周边支承条件尽量接近固支支承条件，以提高其刚度和强度；】

3、 问题:（多选题）外压壳体的结构特征不同，其屈曲（失稳）特征也不同。下列哪些特征符合受均布外压短圆筒的结构与屈曲失效特征（）。
选项：
A:
B:
C:
D:
答案: 【;
】

4、 问题:（多选题）根据壳体结构及受载特点，选择合适的开孔位置（或方位）也是降低容器局部应力的有效措施之一。以下对壳体的开孔方式及其应力集中的影响，（）是正确的描述。
选项：
A:对拟开椭圆孔的圆筒体，若椭圆孔的长轴方向与筒体轴线平行时，所产生的应力集中系数最小；
B:对拟开椭圆孔的圆筒体，若椭圆孔的长轴方向与筒体轴线垂直时，所产生的应力集中系数最小；
C:若在球体上开椭圆孔，不管椭圆孔的长轴平行还是垂直于球体轴线，所产生的应力集中系数均相同；
D:锥形壳体常在锥顶开孔，是因为锥顶的应力水平最低，同时也便于物料的进出；
答案: 【对拟开椭圆孔的圆筒体，若椭圆孔的长轴方向与筒体轴线垂直时，所产生的应力集中系数最小；;
若在球体上开椭圆孔，不管椭圆孔的长轴平行还是垂直于球体轴线，所产生的应力集中系数均相同；;
锥形壳体常在锥顶开孔，是因为锥顶的应力水平最低，同时也便于物料的进出；】

【作业】第二章 压力容器应力分析（Part 2） 第二章 Part2 单元作业

1、 问题:单层厚壁圆筒承受内压时，其应力分析有哪些特征？若承受的内压很高时，能否仅用增加壁厚来提高圆筒的承载能力？为什么？
评分规则: 【 由单层厚壁圆筒的应力分析可知，在内压力作用下，筒壁内应力分布是不均匀的，内壁处应力最大，外壁处应力最小，随着壁厚或径比K值的增大，内外壁应力差值也增大。如按内壁最大应力作为强度设计的控制条件，那么除内壁外，其它点处，特别是外层材料，均处于远低于控制条件允许的应力水平，致使大部分筒壁材料没有充分发挥它的承受压力载荷的能力。
随壁厚的增加，K值亦相应增加，但应力计算式分子和分母值都要增加，因此，当径比大到一定程度后，用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不明显。
】

2、 问题:预应力发提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么？试以具体的预应力法圆筒实例说明之。
评分规则: 【 通过压缩预应力，使内层材料受到压缩而外层材料受到拉伸。当厚壁圆筒承受工作压力时，筒壁内的应力分布由按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成，内壁处的总应力有所下降，外壁处的总压力有所上升，均化沿筒壁厚度方向的应力分布，从而提高圆筒的初始屈服压力。
热预应力自增强厚壁圆筒
】

3、 问题:
评分规则: 【

】

第二章 压力容器应力分析（Part 2） 第二章 Part2 单元测验

1、 问题:（多选题）对于受内压作用下的厚壁圆筒，其筒壁弹性应力分布规律，下面（ ）描述是正确的。
选项：
A:
B:
C:
D:
答案: 【;
;
】

2、 问题:（多选题）下列有关热应力的说法正确的有（  ）。
选项：
A:热应力随约束程度的增大而增大，同样条件下，三维约束与一维约束所产生的约束要大得多；
B:热应力与零外载相平衡，它是由热变形受约束引起的自平衡应力。
C:厚壁圆筒径向温度不均匀引起热应力时，在温度较高处产生拉伸应力，温度低处产生压缩应力。
D:热应力具有自限性，屈服流动和高温蠕变可使热应力降低。
答案: 【热应力随约束程度的增大而增大，同样条件下，三维约束与一维约束所产生的约束要大得多；;
热应力与零外载相平衡，它是由热变形受约束引起的自平衡应力。;
热应力具有自限性，屈服流动和高温蠕变可使热应力降低。】

3、 问题:根据厚壁圆筒的筒壁应力分布特征，工程上有多种方法提高圆筒的屈服承载能力，下面哪些说法是正确的。（  ）
选项：
A:内压作用下的厚壁圆筒，通过增加筒壁厚度可显著地提高筒壁强度，即使在压力很高的时候，也不失为一种有效的方法；
B:采用多层结构的高压厚壁圆筒，既可实现高压条件下所需较大的筒壁厚度，又可以有效地改善厚壁圆筒筒壁中的预应力分布；
C:通过对圆筒进行超工作压力下的自增强处理，可显著提高圆筒的屈服承载能力；
D:目前工程上尚未充分考虑多层结构中的预应力对筒壁应力分布的有利影响，是因为其预应力影响因素太多，难以精确计算，因此设计时仅将其作为前度储备之用。
答案: 【采用多层结构的高压厚壁圆筒，既可实现高压条件下所需较大的筒壁厚度，又可以有效地改善厚壁圆筒筒壁中的预应力分布；;
通过对圆筒进行超工作压力下的自增强处理，可显著提高圆筒的屈服承载能力；;
目前工程上尚未充分考虑多层结构中的预应力对筒壁应力分布的有利影响，是因为其预应力影响因素太多，难以精确计算，因此设计时仅将其作为前度储备之用。】

【作业】第二章 压力容器应力分析（Part 1） 第二章 Part1 作业

1、 问题:
评分规则: 【 与壳体正交的圆锥面
为了求得任意纬线上的经向应力，必须以该纬线为锥底作一圆锥面，其顶点在壳体轴线上，圆锥面的母线长度即是回转壳体曲面在该纬线上的第二曲率半径。
如果采用垂直于轴线的横截面，而不是与壳体正交的横截面，那么建立的平衡方程的内力与此截面正交，而不是与正交壳体表面的平面正交，在该截面上存在正应力和剪应力，而不是只有正应力，使问题复杂化。 
】

2、 问题:（简答题）边缘应力产生的根本原因及其基本特性是什么？
评分规则: 【 几何形状不连续、材料不连续、载荷不连续 
局限性和自限性
】

3、 问题:
评分规则: 【

不相同，锥形封头的最大薄膜应力在锥体大端的纵截面内，标准椭圆形封头的最大拉伸薄膜应力在顶点的纵截面内，最大压缩薄膜应力在赤道处的纵截面内椭圆形封头：由计算可知，椭圆形封头边缘处应力为负值，封头有向内收缩的趋势，而圆筒体的应力为正值，有向外扩展的趋势，内力作用下，各自产生变形不一致，产生不连续应力。锥形封头：应力值都为正值有向外扩展的趋势。