化工機械設備課后題答案-資料下載頁

　　

【正文】 ②管板孔端開60186。坡口； ③管子頭部不突出管板； ④孔四周開溝槽。8． 換熱管采用脹焊結合方法固定于管板上有何優點？主要方法有哪些？答：脹焊結合方法的優點：由于焊接連接產生應力腐蝕及間隙腐蝕，尤其在高溫高壓下，連接接頭在反復的熱沖擊、熱變形、熱腐蝕及介質壓力作用下，工作環境極其苛刻，容易發生破壞，無論采用脹接或焊接均難以滿足要求。而脹焊結合法能提高連接處的抗疲勞性能，消除應力腐蝕和間隙腐蝕，提高使用壽命。 主要方法有：先強度焊后貼脹、先強度焊后強度脹、先強度脹后密封焊等多種。9． 管子在管板上排列的標準形式有哪些？各適用于什么場合？答：排列的標準形式有：①正三角形和轉角正三角形排列，適用于殼程介質污垢少，且不需要進行機械清洗的場合。 ②正方形和轉角正方形排列，一般可用于管束可抽出清洗管間的場合。10．《鋼制管殼式換熱器設計規定》中換熱器管板設計方法的基本思想是什么？ 答：其基本思想是：將管束當作彈性支承，而管板則作為放置于這一彈性基礎上的圓平板，然后根據載荷大小、管束的剛度及周邊支撐情況來確定管板的彎曲應力。由于它比較全面地考慮了管束的支承和溫差的影響，因而計算比較精確。但計算公式較多，計算過程也較繁雜。但應用計算機進行設計計算，是一種有效的設計方法。11． 換熱管分程原因是什么？一般有幾種分程方法？應滿足什么條件？其相應兩側的管箱隔板形式如何？答：分程原因：當換熱器所需的換熱面積較大，而管子做得太長時，就得增大殼體直徑，排列較多的管子。此時為了增加管程流速，提高傳熱效果，須將管束分程，使流體依次流過各程管子。分程方法：為了把換熱器做成多管程，可在流道室（管箱）中安裝與管子中心線相平行的分程隔板。管程數一般有1，2，4，6，8，10，12等七種。滿足條件：①各程換熱管數應大致相等；②相鄰程間平均壁溫差一般不應超過28℃；③各程間的密封長度應最短；④分程隔板的形式應簡單。管箱隔板形式有：單層和雙層兩種。12．折流板的作用如何？常用有哪些形式？如何定位？ 答：在對流傳熱的換熱器中，為了提高殼程內流體的流速和加強湍流強度，以提高傳熱效率，在殼程內裝置折流板。折流板還起支撐換熱管的作用。 常用形式有：弓形、圓盤圓環形和帶扇形切口三種。 折流板的固定是通過拉桿和定距管來實現的。拉桿是一根兩端皆有螺紋的長桿，一端擰入管板，折流板就穿在拉桿上，各板之間則以套在拉桿上的定距管來保持板間距離。最后一塊折流板可用螺母擰在拉桿上予以緊固。13．固定管板式換熱器中溫差應力是如何產生的？有哪些補償溫差應力的措施？ 答：當操作時，殼體和管子溫度都升高，若管壁溫度高于殼壁溫度，則管子自由伸長量比殼體自由伸長量大，但由于管子與殼體是剛性連接，所以管子和殼體的實際伸長量必須相等，因此就出現殼體被拉伸，產生拉應力；管子被壓縮，產生壓應力。此拉、壓應力就是溫差應力，也稱熱應力。 補償溫差應力的措施有：解決殼體與管束膨脹的不一致性；或是消除殼體與管子間剛性約束，使殼體和管子都自由膨脹和收縮。 ①減少殼體與管束間的溫度差； ②裝設僥性構件；③使殼體和管束自由熱膨脹；④雙套管溫度補償。14．何謂管子拉脫力？如何定義？產生原因是什么？ 答：換熱器在操作中，承受流體壓力和管殼壁的溫度應力的聯合作用，這兩個力在管子與管板的連接接頭處產生了一個拉脫力，使管子與管板有脫離的傾向。 拉脫力的定義：管子每平方米脹接周邊上所受到的力，單位為帕。15．殼程接管擋板的作用是什么？主要有哪些結構形式？ 答：在換熱器進口處設置擋板（常稱為導流筒），它可使加熱蒸汽或流體導致靠近管板處才進入管束間，更充分的利用換熱面積，目前常用這種結構來提高換熱器的換熱能力。三、試驗算固定管板式換熱器的拉脫力已知條件如下：項 目管 子殼 體操作壓力MPa操作溫度℃材質線膨脹系數1/℃彈性模數MPa許用應力MPa尺寸mm管子根數排列方式管間距mm管子與管板連接結構： 脹接長度mm許用拉脫力MPa20010106106113￠252000562正三角形a=32開槽脹接l =30[q]=410016MnR106106173￠10008解：在操作壓力下，每平方米脹接周邊產生的力: 其中： 在溫差應力作用下，管子每平方米脹接周邊所產生的力: 其中： 又與作用方向相同，則： ，故管子拉脫力在許用范圍內。《化工設備機械基礎》習題解答 第八章 塔設備的機械設計二、填空題A組：1．自支撐式塔設備設計時，除了考慮操作壓力以外，還必須考慮（ 自重載荷 ）、（ 風載荷 ）、（ 地震載荷 ）、（ 偏心載荷 ）等載荷。2．內壓操作的塔設備，最大組合軸向壓應力出現在（ 停車 ）時的（ 背 ）風面，其最大組合軸向壓應力為 ()。3. 外壓操作的塔設備，最大組合軸向拉應力出現在（ 非操作 ）時的（ 迎 ）風面，其最大組合軸向拉應力為（）。4．當地震烈度≥（ 7 ）度時，設計塔設備必須考慮地震載荷。5．內壓操作的塔設備，最大組合軸向壓應力的穩定條件是：≤ 中較小值。6．外壓操作塔設備，最大組合軸向拉應力的強度條件是：≤。7．裙式支座基底截面水壓試驗時最大組合軸向壓應力滿足的強度與穩定條件是：≤ 中的較小值。8．裙式支座人孔或較大管線引出孔處，水壓試驗時，最大組合軸向壓應力應滿足的強度與穩定條件是：≤ 中的較小值。，如采用對接焊縫，則（ 只需 ）驗算焊縫強度；如采用搭接焊縫，則焊縫同時承受（ 載荷 ）和（ 剪力 ）作用，所以操作或水壓試驗時，焊縫承受復合剪切應力作用，其驗算的強度條件為：τ≤（） ≤() B組：1．塔設備質量載荷包括：（1）（塔設備殼體(包括裙座)質量）； （2）（塔設備內件質量）； （3）（塔設備保溫材料質量）； （4）（平臺、扶梯質量）； （5）（操作時塔內物料質量）； （6）（人孔、法蘭、接管等附屬件質量）；（7）（液壓試驗時，塔器內充液質量）；2．內壓操作的塔設備，最大組合軸向拉應力出現在（ 正常操作 ）時的（ 迎 ）風面，其最大組合軸向拉應力。3．外壓操作的塔設備，最大組合軸向壓應力出現在（ 正常操作 ）時的（ 背 ）風面，其最大組合軸向壓應力。4．塔體各種載荷引起的軸向應力包括：（1）設計壓力引起的軸向應力（內壓或外壓）： （2）操作質量引起的軸向應力：（3）最大彎矩引起的軸向應力：其中最大彎矩取計算截面上的（）或（）+（25）%（）中的較大值。5．內壓操作的塔設備，最大組合軸向壓應力的強度條件是：≤。6．外壓操作的塔設備，最大組合軸向壓應力的強度與穩定條件是： ≤ 中較小值。7．塔設備水壓試驗時，應滿足：軸向壓應力強度條件：≤；軸向拉應力強度與穩定條件：≤中較小值。 8． 裙式支座基底截面操作時，最大組合軸向壓應力應滿足的強度與穩定條件是： ≤ 中較小值。9． 裙式支座人孔或較大管線引出孔處，操作時最大組合軸向壓應力滿足的強度與穩定條件是：≤ 中較小值。10．當塔設備作用在基礎面上的最小應力時（即壓應力），設備穩定，地腳螺栓只起（ 固定設備位置 ）的作用；當時（即拉應力），設備可能翻倒，此時地腳螺栓必須有（ 足夠數量 ）和一定的（ 直徑 ）。地腳螺栓的數目必須是（ 4 ）的倍數。三、畫出下列情況下危險截面組合應力分布圖1．內壓操作塔設備的最大組合軸向壓應力。（如圖857） 圖 8572．內壓操作塔設備的最大組合軸向拉應力。（如圖858） 圖 8583. 外壓操作塔設備的最大組合軸向壓應力。（如圖859） 圖 8594．外壓操作塔設備的最大組合軸向拉應力。（如圖860） 圖 8605．裙式支座基底截面，操作時最大組合軸向壓應力。（如圖861） 圖 8616．裙式支座基底截面，水壓試驗時最大組合軸向壓應力。（如圖862） 圖 862，操作時最大組合軸向壓應力。（如圖863） 圖 8638．裙式支座人孔或較大管線引出孔處，水壓試驗時最大組合軸向壓應力。（如圖864） 圖 86430