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过程设备设计复习题及答案 一、单选题 储存设备 5.1设计卧式储存罐双鞍座支承时，两支座的状态应采用：（C） A.两个都固定 B.两者均可移动 C.一个固定，一个移动 D.以上均可 5.2低温球罐的支柱与球壳连接处最好采用：（ C） A.接连接结构形式 B.加托板结构 C.U型柱结构形式 D.支柱翻边结构 5.3卧式储罐发生扁塌现象的根本原因是：（A ） A.支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩 B.圆筒上不设置加强圈 C.支座的设置位置不适合 D.设计压力过高 5.4随着石油业的发展，在大型球罐上最常采用的罐体组合方式是：（ C ） A.纯桔瓣罐体 B.足球瓣式罐体 C.混合式罐体 D.两个半球组成的罐体 换热设备 6.1根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（ B ） A.固定管板式换热器 B.蓄热式换热器 C.浮头式换热器 D.U形管式换热器 6.2常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（C ） A.直接接触式换热器 B.蓄热式换热器 C.间壁式换热器 D.中间载热体式换热器 6.3下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B ） A.蛇管式换热器 B.套管式换热器 C.管壳式换热器 D.缠绕管式换热器 6.4下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（C ） A.在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使 用最广泛的一类换热器。 B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组 成，按需要弯曲成所需的形状。 C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为 容易。 D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面 积不大的场合。 6.5下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A） A.增加壳程数量或降低横流速度。 B.改变管子的固有频率。 C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。 D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。 二、多选题 6换热设备 6.1 按照换热设备热传递原理或传递方式进行分类可以分为以下几种主 要形式：（ABC） A. 直接接触式换热器 B. 蓄热式换热器 C. 间壁式换热器 D. 管式换热器 6.2 下面属于管壳式换热器结构的有：（ABCD） A. 换热管 B. 管板 C. 管箱 D. 壳体 6.3 引起流体诱导振动的原因有：（ACD） A. 卡曼漩涡 B. 流体密度过大 C. 流体弹性扰动 D. 流体流速过快 6.4 传热强化的措施有：（BCD） A. 提高流量 B. 增加平均传热温差 C. 扩大传热面积 D. 提高传热系数 6.5 下列关于管壳式换热器的描述中，错误的是：（CD） A.管壳式换热器结构简单、紧凑、能承受较高的压力。 B.管壳式换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行清洗的场合。 C.管壳式换热器适用于管、壳程两侧温差较大或者壳侧压力较高的场 合。 D.在管壳式换热器中，当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差不 大时，壳体和管束中将产生较大的热应力 三、判断题 5储存设备 (对)5.1 储罐的形式主要有卧式，立式和球形储罐，储存介质的性质是选 择储罐形式和储存系统的一个 重要因素。 (错)5.2 鞍座包角越小，鞍角重量越轻，且储罐支座系统的中心降 低。 (对)5.3 工程上可以将双鞍座卧式储存罐简化为均布载荷的外伸简支 梁。 (错)5.4 球罐支座中裙式支座用得最为广泛。 (对)5.5 柱式支座的主要缺点是球罐的重心高，稳定性差。 (对)5.6 需要开检查孔时，由于特殊原因而不能开设时，应相应缩短检 查周期，或者对全部纵向环向焊缝作100%无损检测。 (对)5.7 球罐接管除工艺特殊要求外，应尽量集中在上下极板上。 (对)5.8 在用水压测试容器壁厚时，校合压力一般取1.25P. (对)5.9 按形状改变比能屈服失效判剧计算出的内壁初始屈服压力和实 际测量值最为接近。 6换热设备 (对)6.1 套管式换热器具有结构简单，工作适应范围大，传热面积增减 方便的特点 (错)6.2 通过增加管程流量或增加横流速度可以改变卡曼漩涡频率，从 而消除散热器的振动。 (对)6.3 余热锅炉是在工业中用来回收余热的一种锅炉，它的基本结构和 一般锅炉相似。 (错)6.4 余热锅炉的使用会增加对环境的污染 (对)6.5 使用余热锅炉能够提高热能总利用率，节约一次能源消耗。 (错)6.6 在换热设备中，采用大直径的换热管可以增大传热面积。 (错)6.7 在换热设备中，换热管的管径愈小，耐压愈高。 (对)6.8 管内翅片虽然增加了传热面积，但是也改变了流体在管内的流 动形势和阻力分布，泵功率的损失也会相应增加。 (错)6.9 管子的固有频率可以通过精确的计算获得。 (对)6.10 板式换热器可用于处理从水到高黏度的液体的加热、冷却、冷 凝、蒸发等过程，适用于经常需要清洗，工作环境要求十分紧凑的场 合。 四、思考题00 5储存设备 5.1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定？试说明 理由。 根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器 外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A0.207L时，双支座跨距中 间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等，使两个截面保持等 强度。考虑到除弯距以外的载荷，所以常取外圆筒的弯距较小。所以取 A小于等于0.2L。 当A满足小于等于0.2L时，最好使A小于等于0.5Rm（Rm为圆筒的平均 半径）。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作 用。 5.2 双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同， 试用剪力图和弯距图比较。 （图见课本） 外伸梁的剪力和弯矩图与此图类似，只是在两端没有剪力和弯矩作用， 两端的剪力和弯矩均为零 5.3 “扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？ 由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯距，在周向弯距的作用下， 导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓“扁塌”现象。 可以设置加强圈，或者使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加 强作用。 5.4 双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力？如何产生的？ 圆筒上的轴向应力。由轴向弯矩引起。 支座截面处圆筒和封头上的切向切应力和封头的附加拉伸应力。由 横向剪力引起。 支座截面处圆筒的周向弯曲应力。由截面上切向切应力引起。 支座截面处圆筒的周向压缩应力。通过鞍座作用于圆筒上的载荷所 导致的。 5.5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？ 鞍座包角的大小不仅影响鞍座处圆筒截面上的应力分布，而且也影响 卧式储罐的稳定性和储罐支座系统的重心高低。包角小，鞍座重量 轻，但重心高，且鞍座处圆筒上的应力较大。 5.6 在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强？ 如卧式储罐支座因结构原因不能设置在靠近封头处（A0.5Ri），且圆 筒不足以承受周向弯距时，就需在支座截面处的圆筒上设置加强圈，以 便与圆筒一起承载。 5.7 球形储罐有哪些特点？设计球罐时应考虑那些载荷？各种罐体型 式有何特点？ 球形储罐应力分布均匀。 设计时要考虑压力载荷、重量载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷和环 境温度变化引起的载荷。 纯桔瓣式的特点是球壳拼装焊缝较规则，施焊组装比较容易，加快组 装进度并可对其实施自动焊。但是球瓣在各带位置尺寸大小不一，只能 在本带内或上，下对称的带间互换；下料成型复杂，板材利用率低，板 材较小，不易设计人孔和接管。且不易错开焊缝。 足球瓣式，由于每块的尺寸相同，下料规格化，材料利用率好，互换 性好，组装焊缝短。但是焊缝排布比较困难，组装困难，且此类罐的适 用容积较小。 混合式罐体基本结合了前面两种的有点，现在的应用比较广泛。 5.8 球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则？ 支柱在球壳赤道带等距离布置，支柱中心线和球壳相切或相割而焊接 起来。若相割，支柱中心线和球壳交点同球心连线与赤道平面的夹角为 1020。为了能承受风载荷和地震载荷，保证稳定性，还必须在支柱 间设置连接拉杆。 5.9 液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响？ 不仅要考虑环境温度、风载荷、雪载荷和地震载荷，还要注意液化气体 的膨胀性和压缩性。 6换热设备 6.1换热设备有哪几种主要形式？ 按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，可分为以下几种主要形 式： 1.直接接触式换热器 利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热。 2.蓄热式换热器 借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接 触，把热量从热流体传递给冷流体。 3.间壁式换热器 利用间壁（固体壁面）冷热两种流体隔开，热量由热 流体通过间壁传递给冷流体。 4.中间载热体式换热器 载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之 间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释 放给低温流体。 6.2间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？ 1.管式换热器 按传热管的结构形式不同大致可分为蛇管式换热器、套 管式换热器、缠绕管式换热器和管壳式换热器。 在换热效率、结构紧凑性和单位传热面积的金属消耗量等方面不如其 它新型换热器，但它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承 受较高的操作压力和温度等优点。在高温、高压和大型换热器中，管式 换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。 2.板面式换热器 按传热板面的结构形式可分为：螺旋板式换热器、板 式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。 传热性能要比管式换热器优越，由于其结构上的特点，使流体能在较 低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。板面式换热器采用板材 制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换 热器差。 3.其他一些为满足工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器，如 回转式换热器、热管换热器、聚四氟乙烯换热器和石墨换热器等。 6.3管壳式换热器主要有哪几种形式？ 1.固定管板式：结构简单，承压高，管程易清洁，可能产生较大热应 力；适用壳侧介质清洁；管、壳温差不大或大但壳侧压力不高。 2.浮头式：结构复杂，无热应力、管间和管内清洗方便，密封要求 高。适用壳侧结垢及大温差。 3.U形管式：结构比较简单，内层管不能更换；适用管内清洁、高温高 压。 4.填料函式：结构简单，管间和管内清洗方便，填料处易泄漏；适用 4MPa以下，温度受限制。 6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些？相应采取哪些防震措施？ 1.强度胀（密封与抗拉脱弱，无缝隙）； 2.强度焊（密封与抗拉脱强，有缝隙，存在焊接残余热应力）； 3.胀焊并用（先焊后胀，至少保证其中之一抗拉脱）。 6.5换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？ 横向流诱导振动的主要原因有：卡曼漩涡、流体弹性扰动、湍流颤 振、声振动、射流转换。 在横流速度较低时，容易产生周期性的卡曼 漩涡，这时在换热器中既可能产生管子的振动，也可能产生声振动。当 横流速度较高时，管子的振动一般情况下是由流体弹性不稳定性激发振 动，但不会产生声振动。只有当横流速度很高，才会出现射流转换而引 起管子的振动。为了避免出现共振，要使激振频率远离固有频率。可通 过改变流速、改变管子固有频率、增设消声板、抑制周期性漩涡、设置 防冲板或导流筒等途径来实现。 6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？ 要使换热设备中传热过程强化，可通过提高传热系数、增大换热面 积和增大平均传热温差来实现。 提高对流传热系数的方法又可分为有功传热强化和无功传热强化： 1.有功传热强化 应用外部能量来达到传热强化目的，如搅拌换热介 质、使换热表面或流体振动、将电磁场作用于流体以促使换热表面附近 流体的混合等技术。 2.无功传热强化 无需应用外部能量来达到传热强化的目的。在换热 器设计中，用的最多的无功传热强化法是扩展表面，它既能增加传热面 积，又能提高传热系数。 a.如槽管、翅片可增加近壁区湍流度，设计结构时要注意优先增强 传热系数小的一侧的湍流度。 b.改变壳程挡板结构（多弓形折流板、异形孔板、网状整圆形 板），减少死区。改变管束支撑结构（杆式支撑），减少死区。 7塔设备 7.1塔设备由那几部分组成？各部分的作用是什么？ 无论是填料塔还是板式塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人 孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。 （具体作用参考课本） 7.2填料塔中液体分布器的作用是什么？ 液体分布器安装于填料上部，它将液相加料及回流液均匀地分布到填 料的表面上，形成液体的初始分布。 7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷？ 1.质量载荷 塔体、裙座、塔内件、塔附件、操作平台及扶梯质量、偏心载荷（再 沸器、冷凝器等附属设备）； 操作时物料质量； 水压试验时充水质量； 2.偏心载荷（弯矩） 3.风载荷 4.地震载荷（垂直与水平） 5.内压或外压 6.其他 塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷是上述各种 载荷的组合，请读者自己思考。 7.4简述塔设备设计的基本步骤。 根据内压计算塔体厚度后，对正常操作、停工检修及压力试验工况分 别进行轴向最大拉伸应力与最大压缩应力的校核。如不满足要求，则需 调整塔体厚度，重新进行应力校核。 如何确定筒体轴向应力？（思路） 内压或外压引起 重力引起 垂直地震力 最大弯矩（风载、水平地震力、偏心弯矩） 7.5塔设备振动的原因有哪些？如何预防振动？ 安装于室外的塔设备，在风力的作用下，将产生两个方向的振动。一 种是顺风向的振动，即振动方向沿着风的方向；另一种是横向振动，即 振动方向沿着风的垂直方向，又称横向振动或风的诱导振动。 为了防止塔的共振，塔在操作时激振力的频率(即升力作用的频率或旋 涡脱落的频率)fv不得在塔体第一振型固有频率的0.851.3倍范围内。可 采取以下措施达到这一目的：1.增大塔的固有频率。2.采用扰流装置。 3.增大塔的阻尼。 7.6塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性？ 1.裙座底部截面及孔中心横截面是危险截面。 2.筒体与群座连接处的横截面。 8反应设备 8.1反应设备有哪几种分类方法？简述几种常见的反应设备的特点。 反应设备可分为化学反应器和生物反应器。前者是指在其中实现一个 或几个化学反应，并使反应物通过化学反应转变为反应产物的设备；后 者是指为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到细胞生长代谢和进行反应 的设备。（具体分类见课本8.1反应器分类） 8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？ 搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。搅拌容器包括筒体、 换热元件及内构件。搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为 搅拌机。 8.3搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？ 常用的换热元件有夹套和内盘管。当夹套的换热面积能满足传热要求 时，应优先采用夹套，这样可减少容器内构件，便于清洗，不占用有效 容积。 夹套的主要结构型式有：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套 等。 （具体结构特征请参照课本） 8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种？对于搅拌机顶插式中心安装 的情况，其流型有什么特点？ 对于搅拌机顶插式中心安装的立式圆筒，有三种基本流型：径向流， 轴向流，切向流。 除中心安装的搅拌机外，还有偏心式、底插式、侧插式、斜插式、卧 式等安装方式。 8.5常见的搅拌器有哪几种？简述各自特点。 1.浆式搅拌器用于低粘度，转速较高，小容积； 2.推进式搅拌器用于低粘度，转速高，循环能力强，可用于大容积搅 拌； 3.涡轮式用于中粘度达50Pa.s，范围较广，转速较高，中容积； 4.锚式用于高粘最高达100Pa.s，转速较低。 8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？ 涡轮式搅拌器是应用较广的一种搅拌器，能有效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度范围很广的流体。涡轮式搅拌器可分为开式和盘 式二类。涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散得很细，适 用于低粘度到中等粘度流体的混合、液液分散、液固悬浮，以及促 进良好的传热、传质和化学反应。平直叶剪切作用较大，属剪切型搅拌 器。弯叶是指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率消耗，适用于含有易 碎固体颗粒的流体搅拌。 平直叶、后弯叶为径向流型。在有挡板时以桨叶为界形成上下两个循 环流。折叶的还有轴向分流，近于轴流型 8.7 生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素？ 生物反应器中常常采用机械搅拌式反应器。发酵罐所处理的对象是微 生物，它的繁殖、生长，与化学反应过程有很大的区别，在设计中还要 充分考虑以下因素： (1)生物反应器都是在多相体系中进行的，发酵液粘度是变化的，生物 颗粒具有生命活力，其形态可能随着加工过程的进行而变化。 (2)大多数生物颗粒对剪切力非常敏感 剪切作用可能影响细胞的生成速 率和组成比例，因此对搅拌产生的剪切力要控制在一定的范围内。 (3)大多数微生物发酵需要氧气 氧气对需氧菌的培养至关重要，只要短 暂缺氧，就会导致菌体的失活或死亡。而氧在水中溶解度极低，因此氧 气的供应就成为十分突出的问题。 8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？ 设计搅拌轴时，应考虑以下四个因素： 扭转变形； 临界转速； 扭矩和弯矩联合作用下的强度； 轴封处允许的径向位移。 8.9搅拌轴的密封装置有几种？各有什么特点？ 用于机械搅拌反应器的轴封主要有两种：填料密封和机械密封。 1.填料密封结构简单，制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、 密封要求不高、并允许定期维护的搅拌设备。 2.机械密封是把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个 端面的相互贴合，并作相对运动达到密封的装置，又称端面密封。机械 密封的泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用寿命长，在搅拌反应器 中得到广泛地应用。 五、计算题 一、判断题（判断对或者错，错的请简要说明理由，每题2 分，共16分） 脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴 向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎 片。 （错误，断口应与最大主应力 方向平行） 有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量 （错，有效厚度为名义厚度减去 腐蚀裕量和钢材负偏差） 钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强 度和可焊性增加。 （错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热 影响区出现裂纹） 压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组 成。 （错，缺密封装置） 盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应 进行100%射线或超声检测。（对） 承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都 发生在支承处。 （错 周边简支发生在中心处） 筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的 制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。（错，也可以用锻造筒 节、绕带筒体等） 检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀 等缺陷产生，所有压力容器必须开设检查孔。 (错，在一定条 件下，可以不开检查孔) 2、 选择题（答案有可能多余于一个，每题2分,共16分） 1 容规适用于同时具备下列哪些条件的压力容器 （ABCD） A 最高工作压力大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； B 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m； C 容积（V）大于等于0.025m3； D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的 液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 （AD） A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有 （ BCD ） A 单层厚壁圆筒同时承受内压Pi和外压Po时，可用压差简化成仅受内 压的厚壁圆筒。 B 承受内压作用的厚壁圆筒，内加热时可以改善圆筒内表面的应力 状态。 C 减少两连接件的刚度差，可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程，在弹塑性应力 分析中 仍然适用。 4下列关于压力容器的分类错误的 是 （AC） A 内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。 B 低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。 C 真空容器属低压容器。 D 高压容器都是第三类压力容器。 5下列对GB150，JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中，正确的 有 （CEF） A 当承受内压时，JB4732规定的设计压力范围为. B GB150采用弹性失效设计准则，而TB/T4735采用塑性失效设计 准则。 C GB150采用基于最大主应力的设计准则，而JB4732采用第三强 度理论。 D 需做疲劳分析的压力容器设计，在这三个标准中，只能选用 GB150. E GB150的技术内容与ASME VIII1大致相当，为常规设计标准；而 JB4732基本思路与ASME VIII2相同，为分析设计标准。 F 按GB150的规定，低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数 分别大于等于1.6和3.0。 6 下列关于椭圆形封头说法中正确的 有 （ABD） A 封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀 B 封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型 C 椭圆形封头常用在高压容器上 D 直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突 变，以改善焊缝的受力状况。 7 下列关于二次应力说法中错误的 有 (ABD) A 二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 B 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 C 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应 力或切应力。 D 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加到一次 应力之上的应力增量。 8下列说法中，错误的有 （ C ） A 相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。 B 设计寿命为10年、操作周期为2小时的压力容器应按分析设计标 准设计。 C 校核一次加二次应力强度的目的是防止压力容器发生过度弹性变 形。 D 压缩应力不需要进行应力分类限制。 3、 简答题（每题5分，共40分） 1 简述爆破片的作用，并与安全阀相对比，简述其特点 答：爆破片是一种断裂型安全泄放装置，它个爆破片在标定爆破压力下 即发生断裂来达到泄压目的，泄压后爆破片不能继续有效使用，容 器也就被迫停止运行。与安全阀相比，它有两个特点：一是密闭性 能好，能作到完全密封；二是破裂速度快，泄压反应迅速。 压力容器设计时为什么必须要考虑开孔的补强问题？压力容器接管 补强结构主要有哪几种形式？试画图说明。 答：（1）开孔以后，除削弱器壁的强度外，在壳体和接管的连接处，因结构 的连续性被破坏，会产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来 隐患。 （2）补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强。 补强圈补强 厚壁接管补强 整锻件补强 简述短期静载下温度对钢材力学性能的影响。 答：高温下，低碳钢的弹性模量和屈服点随温度升高而降低，而抗拉强 度先随温度升高而升高，但当温度达到一定值时反而很快下降。低 温下，随着温度降低，碳素钢和低合金钢的强度提高，而韧性降 低。但并不是所有金属都会低温变脆。一般说来，具有体心立方晶 格的金属，都会低温变脆，而面心立方晶格材料不会。 对于外压圆筒，只要设置加强圈就可提高其临界压力。对否，为什 么？采用的加强圈愈多，圆筒所需厚度就愈薄，故经济上愈合理。对 否，为什么？ 答：对于承受外压的圆筒，短圆筒的临界压力比长圆筒的高，且短圆筒 的临界压力与其长度成反比。故可通过设置合适间距的加强圈，使 加强圈和筒体一起承受外压载荷，并使长圆筒变为短圆筒（加强圈 之间或加强圈与筒体封头的间距LLcr），或使短圆筒的长度进一步 降低，从而提高圆筒的临界压力。若设置的加强圈不能使长圆筒变 为短圆筒（LLcr）,则所设置的加强圈并不能提高圆筒的临界压力。 设置加强圈将增加制造成本；而且，当很小时，短圆筒可能变 为刚性圆筒，此时圆筒的失效形式已不是失稳而是压缩强度破 坏，此时再设置额外的加强圈已无济于事。因此，加强圈的数 量并不是越多