【正文】 面積)A2+(焊縫金屬截面積)A3。6 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的圓形人孔公稱直徑有DN(400)mm, DN(450)mm, DN(500)mm, DN(600)mm等四種。8 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)手孔的公稱直徑有DN(150mm)和DN(250mm)兩種。()2 在法蘭設(shè)計(jì)中，如欲減薄法蘭的厚度t，則應(yīng)加大法蘭盤外徑D0,加大法蘭長(zhǎng)徑部分尺寸和加大臂長(zhǎng)度。(√)4 法蘭連接中，預(yù)緊密封比壓大，則工作時(shí)可有較大的工作密封比壓，有利于保證密封。()5 正壓操作的盛裝氣體（在設(shè)計(jì)溫度下不冷凝）的圓筒形處貯罐，采用雙鞍式支座支承時(shí)，可以不必驗(yàn)算其軸向的拉應(yīng)力。已知條件為：塔體內(nèi)徑800mm,接管公稱直徑100mm，操作溫度300℃，,材質(zhì)Q 235AR。【解】 （1） 塔節(jié)與封頭的聯(lián)接法蘭——容器法蘭根據(jù)該塔的工藝條件：溫度、壓力及塔徑，塔節(jié)與封頭聯(lián)接的法蘭應(yīng)該選用甲型平焊法蘭。由附錄十四表32查得法蘭各部尺寸，并繪注于圖1中。聯(lián)接螺栓為Ｍ20，共24個(gè)，材料由表66查得為35。（2）出料口接管法蘭——管法蘭根據(jù)計(jì)算壓力、法蘭材質(zhì)和工作溫度查附錄十五表34， MPa；根據(jù)公稱壓力、公稱直徑按表610確定法蘭類型和密封面型式為突面板式平焊管法蘭，法蘭標(biāo)記：HG20592 法蘭 RF Q235A。由表36得法蘭各部尺寸及螺栓、螺柱規(guī)格，并繪于圖2中。【解】每個(gè)支座上的載荷根據(jù)承受載荷與公稱直徑查附錄十六，應(yīng)選用輕型（A型）120176。JB/471292 鞍座 A3000FJB/471292 鞍座 A3000S鞍座材料 Q235AF 墊板材料16MnR 允許載荷Q=786KN鞍座高度： 腹板:底版： 筋板： 墊板：9．有一Ф896的接管，焊接于內(nèi)徑為1400mm，壁厚為16mm的筒體上，接管材質(zhì)為10號(hào)無(wú)縫鋼管，筒體材料16MnR，設(shè)計(jì)溫度為250℃，腐蝕裕量2mm，開孔未與筒體焊縫相交，接管周圍20mm內(nèi)無(wú)其他接管，試確定此開孔是否需要補(bǔ)強(qiáng)？如需要，其補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度應(yīng)為多少？畫出補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)圖。另加補(bǔ)強(qiáng)面積：用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同為16MnR，厚度與筒體壁厚相同為16mm。2． 列管式換熱器主要有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：如下表1所示： 表 1列管式換熱器種類優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)固定管板式結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，相對(duì)其它列管式換熱器其管板最薄。浮頭式一端管板固定，另一端管板可在殼體內(nèi)移動(dòng)；管殼間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可抽出，便于清洗。填料函式管束一端可自由膨脹；造價(jià)比浮頭式低；檢修、清洗容易；填函處泄漏能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。U型管式只有一個(gè)管板；管程至少為兩程；管束可以抽出清洗；管子可自由膨脹。3． 列管式換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？答：①殼體直徑的決定和殼體壁厚的計(jì)算；②換熱器封頭選擇，壓力容器法蘭選擇；③管板尺寸確定；④管子拉脫力的計(jì)算；⑤折流板的選擇與計(jì)算；⑥溫差應(yīng)力計(jì)算。4． 我國(guó)常用于列管式換熱器的無(wú)縫鋼管規(guī)格有哪些？通常規(guī)定換熱管的長(zhǎng)度有哪些？答：我國(guó)管殼式換熱器常用無(wú)縫鋼管規(guī)格（外徑壁厚），如下表2所示。換熱器的換熱管長(zhǎng)度與公稱直徑之比，一般在4~25之間，常用的為6~10。表 2 換 熱 管 規(guī) 格（mm）碳鋼低合金鋼￠192￠25￠323￠383不 銹 鋼￠192￠252￠32￠385． 換熱管在管板上有哪幾種固定方式？各適用范圍如何？答：固定方式有三種：脹接、焊接、脹焊結(jié)合。焊接：一般用在溫度壓強(qiáng)都較高的情況下，并且對(duì)管板孔加工要求不高時(shí)。6． 換熱管脹接于管板上時(shí)應(yīng)注意什么？脹接長(zhǎng)度如何確定？答：采用脹接時(shí)，管板硬度應(yīng)比管端硬度高，以保證脹接質(zhì)量。如達(dá)不到這個(gè)要求時(shí)，可將管端進(jìn)行退火處理，降低硬度后再進(jìn)行脹接。表 3 線 膨 脹 系 數(shù) 和 溫 度10%≤△α/α≤30%△t≤155℃30%≤△α/α≤50%△t≤128℃△α/α＞50%△t≤72℃表中：α=1/2（α1+α2），α1，α2分別為管板與換熱管材料的線膨脹系數(shù)，1/℃。 △t等于操作溫度減去室溫（20℃）。 焊接連接的缺點(diǎn)是：由于在焊接接頭處產(chǎn)生的熱應(yīng)力可能造成應(yīng)力腐蝕和破裂；同時(shí)管子與管板間存在間隙，這些間隙內(nèi)的流體不流動(dòng)，很容易造成“間隙腐蝕”。坡口； ③管子頭部不突出管板； ④孔四周開溝槽。而脹焊結(jié)合法能提高連接處的抗疲勞性能，消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕，提高使用壽命。9． 管子在管板上排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有哪些？各適用于什么場(chǎng)合？答：排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有：①正三角形和轉(zhuǎn)角正三角形排列，適用于殼程介質(zhì)污垢少，且不需要進(jìn)行機(jī)械清洗的場(chǎng)合。10．《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》中換熱器管板設(shè)計(jì)方法的基本思想是什么？ 答：其基本思想是：將管束當(dāng)作彈性支承，而管板則作為放置于這一彈性基礎(chǔ)上的圓平板，然后根據(jù)載荷大小、管束的剛度及周邊支撐情況來(lái)確定管板的彎曲應(yīng)力。但計(jì)算公式較多，計(jì)算過程也較繁雜。11． 換熱管分程原因是什么？一般有幾種分程方法？應(yīng)滿足什么條件？其相應(yīng)兩側(cè)的管箱隔板形式如何？答：分程原因：當(dāng)換熱器所需的換熱面積較大，而管子做得太長(zhǎng)時(shí)，就得增大殼體直徑，排列較多的管子。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。滿足條件：①各程換熱管數(shù)應(yīng)大致相等；②相鄰程間平均壁溫差一般不應(yīng)超過28℃；③各程間的密封長(zhǎng)度應(yīng)最短；④分程隔板的形式應(yīng)簡(jiǎn)單。12．折流板的作用如何？常用有哪些形式？如何定位？ 答：在對(duì)流傳熱的換熱器中，為了提高殼程內(nèi)流體的流速和加強(qiáng)湍流強(qiáng)度，以提高傳熱效率，在殼程內(nèi)裝置折流板。 常用形式有：弓形、圓盤圓環(huán)形和帶扇形切口三種。拉桿是一根兩端皆有螺紋的長(zhǎng)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(lái)保持板間距離。13．固定管板式換熱器中溫差應(yīng)力是如何產(chǎn)生的？有哪些補(bǔ)償溫差應(yīng)力的措施？ 答：當(dāng)操作時(shí)，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(zhǎng)量比殼體自由伸長(zhǎng)量大，但由于管子與殼體是剛性連接，所以管子和殼體的實(shí)際伸長(zhǎng)量必須相等，因此就出現(xiàn)殼體被拉伸，產(chǎn)生拉應(yīng)力；管子被壓縮，產(chǎn)生壓應(yīng)力。 補(bǔ)償溫差應(yīng)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。14．何謂管子拉脫力？如何定義？產(chǎn)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(yīng)力的聯(lián)合作用，這兩個(gè)力在管子與管板的連接接頭處產(chǎn)生了一個(gè)拉脫力，使管子與管板有脫離的傾向。15．殼程接管擋板的作用是什么？主要有哪些結(jié)構(gòu)形式？ 答：在換熱器進(jìn)口處設(shè)置擋板（常稱為導(dǎo)流筒），它可使加熱蒸汽或流體導(dǎo)致靠近管板處才進(jìn)入管束間，更充分的利用換熱面積，目前常用這種結(jié)構(gòu)來(lái)提高換熱器的換熱能力?！痘ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第八章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)二、填空題A組：1．自支撐式塔設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮操作壓力以外，還必須考慮（ 自重載荷 ）、（ 風(fēng)載荷 ）、（ 地震載荷 ）、（ 偏心載荷 ）等載荷。3. 外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在（ 非操作 ）時(shí)的（ 迎 ）風(fēng)面，其最大組合軸向拉應(yīng)力為（）。5．內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力的穩(wěn)定條件是：≤ 中較小值。7．裙式支座基底截面水壓試驗(yàn)時(shí)最大組合軸向壓應(yīng)力滿足的強(qiáng)度與穩(wěn)定條件是：≤ 中的較小值。，如采用對(duì)接焊縫，則（ 只需 ）驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度；如采用搭接焊縫，則焊縫同時(shí)承受（ 載荷 ）和（ 剪力 ）作用，所以操作或水壓試驗(yàn)時(shí)，焊縫承受復(fù)合剪切應(yīng)力作用，其驗(yàn)算的強(qiáng)度條件為：τ≤（） ≤() B組：1．塔設(shè)備質(zhì)量載荷包括：（1）（塔設(shè)備殼體(包括裙座)質(zhì)量）； （2）（塔設(shè)備內(nèi)件質(zhì)量）； （3）（塔設(shè)備保溫材料質(zhì)量）； （4）（平臺(tái)、扶梯質(zhì)量）； （5）（操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量）； （6）（人孔、法蘭、接管等附屬件質(zhì)量）；（7）（液壓試驗(yàn)時(shí)，塔器內(nèi)充液質(zhì)量）；2．內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在（ 正常操作 ）時(shí)的（ 迎 ）風(fēng)面，其最大組合軸向拉應(yīng)力。4．塔體各種載荷引起的軸向應(yīng)力包括：（1）設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力（內(nèi)壓或外壓）： （2）操作質(zhì)量引起的軸向應(yīng)力：（3）最大彎矩引起的軸向應(yīng)力：其中最大彎矩取計(jì)算截面上的（）或（）+（25）%（）中的較大值。6．外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力的強(qiáng)度與穩(wěn)定條件是： ≤ 中較小值。 8． 裙式支座基底截面操作時(shí)，最大組合軸向壓應(yīng)力應(yīng)滿足的強(qiáng)度與穩(wěn)定條件是： ≤ 中較小值。10．當(dāng)塔設(shè)備作用在基礎(chǔ)面上的最小應(yīng)力時(shí)（即壓應(yīng)力），設(shè)備穩(wěn)定，地腳螺栓只起（ 固定設(shè)備位置 ）的作用；當(dāng)時(shí)（即拉應(yīng)力），設(shè)備可能翻倒，此時(shí)地腳螺栓必須有（ 足夠數(shù)量 ）和一定的（ 直徑 ）。三、畫出下列情況下危險(xiǎn)截面組合應(yīng)力分布圖1．內(nèi)壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖858） 圖 8583. 外壓操作塔設(shè)備的最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖860） 圖 8605．裙式支座基底截面，操作時(shí)最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖862） 圖 862，操作時(shí)最大組合軸向壓應(yīng)力。（如圖864） 圖 8641. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無(wú)反顧，勇往直前，輕松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些時(shí)間，總會(huì)看清一些事。有時(shí)候覺得自己像個(gè)神經(jīng)病。努力過后，才知道許多事情，堅(jiān)持堅(jiān)持，就過來(lái)了。歲月是有情的，假如你奉獻(xiàn)給她的是一些色彩，它奉獻(xiàn)給你的也是一些色彩。只有你自己才能把歲月描畫成一幅難以忘懷的人生