单元过程设备思考题与答案

一、热交换器的种类及各自优缺点和应用场合 1． 直接接触式：

当工业过程可以允许两种流体混合时，可使冷、热两种流体直接进行接触，在混合过程中进行的热交换称为直接混合式换热。这种换热方式方便有效，其设备结构也简单，常用于气体、液体的冷却和蒸汽的冷凝等。

（优点：结构简单、制造容易；缺点：流体混合） 2． 蓄热式

当要求两种流体不能完全混合时，可使冷、热两种流体交替地通过充填耐火砖等填料的蓄热室，利用填料将热量储存起来由热流体传给冷流体，这种方式设备简单、耐高温，缺点是体积大，且两流体难免存在混合，通常用于高温气体换热。

（优点：结构简单、制造容易；缺点：流体混合） 3．间壁式

3.1板式换热器

板式、螺旋板式、板壳式等 优点：设备紧凑（材耗

低）；传热面积大、传热系数

高（热损失小） 缺点：承压能力低、处理量较小；制造加工复杂（成本高） 3.2 管式换热器 蛇管、套管、列管（列管式换热器主要作为加热器、冷却器、蒸发器、再沸

器、冷凝器使用P54～56） 优点：结构简单、加工制造容易；结构坚固；性能

可靠；适用面广 缺点：传热性能和设备紧凑性不及板式换热器

二、流程安排的原则：

(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管程，因管清洗方便；

(2) 腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀，且清洗、检修方便； (3) 有毒流体宜走管程，使泄漏机会减少；

(4) 压强高的流体宜走管程，以免壳体同时受压；

(5) 被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果；

(6) 饱和蒸汽宜走壳程，便于排出冷凝液和不凝气，且蒸汽洁净不污染；

(7) 流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re ＞100)下即可达到湍流，但也可在管采用多管程

(8) 若两流体温差较大，宜使α大的流体走壳程，使管壁和壳壁温差减小。

在具体选择时，上述原则经常不能同时兼顾，会互相矛盾，这时要根据实际情况，抓住主要问题，作为选择的依据。

????

?

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???

??

??

????????????

???

?????????

??热管换热器聚四氟乙烯换热器石墨换热器其它型式换热器伞板式板壳式板翅式

板式螺旋板式板面式换热器缠绕管式管壳式套管式

蛇管式管式换热器间壁式换热器

三、管束分程的原则：

1）管程数目不能太多，否则会使管箱结构复杂，给制造带来困难，同时流体阻力也会增大。 2）管程数目一般为偶数程（单程除外），这样可以使管程的进出口设置在同一端管箱上，便于制造、操作和维修。

3）尽可能使各程换热管数目大致相等，以减小流体阻力。 4）相邻管程流体间温度差不宜过大（不超过20℃），以避免产生过大热应力。

四、折流板的布置原则 1、折流板一般应等距布置

靠近管板的第一块和最后一块折流板尽量靠近壳程进出口接管。 2、折流板间距B ：

最佳间距Di/B=3；最小间距应不小于壳体直径的1/5，且不小于50mm ；最大间距应不大于壳体直径;必须圆整50mm, 100mm, 200mm,300mm,450mm,600mm 。 3、切口尺寸h ：弓形折流板缺口弦高一般取 h=（0.20~0.45）Di ，通常取0.25Di 。

4、折流板管孔与换热管间隙、折流板与壳体壁间隙不能太大或太小。

5、支持板形状与尺寸 按折流板设计。

五、旁路挡板的设置原则

1、卧式、左右缺口折流板换热器，壳程物料旁路短路的可能性大，需设置旁路挡板。

2、只有当壳程物料的给热系数起控制作用时，安装旁路对比才能显著提高总传热系数K 。

3、在小型换热器（<400mm ）中安装旁路挡板比在大型换热器在更加有效。

4、旁路挡板超过一定数量后，可提高K 的作用下降，对压力降的影响增大。

六、换热器强化传热的主要途径和措施 传热方程式

1、增大传热面积（翅片）

2、加大平均温差（逆流）

3、提高传热系数（材料、分程、除垢、结构）

七、习题 1、一单程固定管板式换热器，设计压力为0.9 MPa ，壳体直径D i =1000mm 。管程工作压力0.70 MPa ，壳程工作压力0.68 MPa ，操作时管壁温度为300℃，壳壁温度为250℃， [σ]250=110 MPa ，[σ]300=101 MPa 。换热管采用φ25mm ×2.5mm 无缝钢管，长度L=3000mm ，腐蚀裕量

C 2=3mm ，要求换热面积为151.5m 2

。 （1）计算所需换热管根数60 （2）计算换热器壳体壁厚

2、在管为φ180mm ×10mm 的套管换热器中，将流量为3500kg/h 的某液态烃从100℃冷却到60℃，其平均比热为2.38kJ/kg.K ，环隙走冷却水，其进出口温度分别为40℃和50℃,平均

比热为4.174kJ./ （kg.℃）, 基于传热外面积的总传热系数K=2000w/m 2

.K ，且保持不变.设热损失可以忽略。试求:

Q K F T

=???

(1) 冷却水用量；

(2) 计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及管长。

3、某化工厂欲设计一台压力容器。工艺参数为：壳体径Di=600mm,计算压力p c =2.2MPa,工作温度t=-3~-20℃。试选择壳体材料并确定塔体厚度。（物料对壳体方式性不大。） 解：（1）选材

由于物料对钢材的腐蚀不大，温度在-3~-20℃，压力为中压，故选用16MnR 。 （2）确定参数

c P =2.2MPa ；i D =600mm;[]t σ=170MPa ;φ=0.8(采用带垫板的单面焊对接接头，局部无

损探伤)； 取2C =1mm . (3)计算厚度

2.2600

4.92[]21700.8 2.2

c i t

c p D S mm p σφ?=

==-??- 2 4.91 5.9d S S C mm =+=+=

根据 5.9d S mm =查表4-9得10.25C mm =

1 5.90.25 6.15d S C mm +=+=

圆整后取厚度为7n S mm =， 10C =，该塔体可用6mm 或7mm 厚16MnR 钢板制作。 (4)校核水压试验强度 根据式（4-18）： ()

0.92T i e T s e

p D S S σφσ+=

≤

式中 1.25 1.25 2.2 2.75()T p p MPa ==?=

t <200℃;[]

[]

1≈t

σσ ；

MPa p p c 2.2==

mm C S S n e 60.17=-=-=

MPa s 170.345=σ

345170s MPa σ=

则 2.75(6006)

138.926

T MPa σ?+=

=?

而 0.90.90.8345248.4s MPa φσ=??=

可见0.9T s σφσ<，所以水压试验强度足够。

4、一列管换热器，管外用2.0×105

Pa 的饱和水蒸汽加热空气，使空气温度从20℃加热到80℃，流量为20000kg/h ，现因生产任务变化，如空气流量增加50%，进、出口温度仍维持不变，问在原换热器中采用什么方法可完成新的生产任务？

完成新任务。

汽压力至所以可通过调节饱和蒸查的饱和水蒸气压力为空气的进出口温度不变

《饱和水蒸气温度为：解：空‘空空气空kPa kPa C

T T T t C

t Q Q t

KS Q K

K t S K Q ks t KS Q K C t C

T kPa m m

m

m m m 3.234,

3.23457.125)

80/()20ln(/604.715.138.138.15.17.657.65)802.120/()202.120ln(/)802.120()202.120(2.1202000''''

''

'

'

8.0''

''00=--=?∴=?∴=?====?=∴=?==∴=-----=?=ΘΘααααα

5、在一单管程列管式换热器中，将2000kg/h 的空气从20℃加热到80℃，空气在钢质列管作湍流流动，管外用饱和水蒸汽加热。列管总数为200根，长度为6m ，管子规格为φ38×3mm 。现因生产要求需要设计一台新换热器，其空气处理量保持不变，但管数改为400根，管子规格改为φ19×1.5mm ，操作条件不变，试求此新换热器的管子长度为多少米？

m

L d d n n L t d nL K t S K Q t d L n K t S K Q d L n S d nL S K K d d u u d u nd nd u u K t KS Q Q Q i i m

i i m i m i i m i i i

i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i m

3)/()/(2/1222/2

)16/32()16400/(32200(/)/()/(/)

/(/''''

'

''''''''2.08.022'2

.0'8.0''2

.08.02'2'0'=???=?=?=?=?====∴==???=?=∴?∝==∴>>?==ππππαααααααααα总‘总

‘总

总总据题意解：ΘΘΘ

6、有一立式单管程列管换热器，其规格如下：管径φ25×2.5mm ，管长3m ，管数30根。现用该换热器冷凝冷却CS 2饱和蒸汽，从饱和温度46℃冷却到10℃。CS 2走管外，其流量为

250kg/h ，冷凝潜热为356kJ/kg ，液体CS 2的比热为1.05kJ/(kg ·℃)。水走管与CS 2呈逆流流动，冷却谁进出温度分别为5℃和30℃。已知CS 2冷凝和冷却时传热系数（以外表面积计）分别为和。问此换热器是否合用？

解：()[]

()[]Q W r C T T h p s =+-=

+?-=2250

3600

35610546102735.. kJ/s 设换热器上部为蒸汽冷凝段,以下标“1”表示,下部为冷却段,以“2”表示

则 ()

Q 125036003562472=?=. kJ/s T 1=46℃

()

Q 22503600105

36263=??=..kJ/s t 2=30℃ Q 1 Q 2 T 2=10℃ 设冷水C p 为常量，则上下两段分界处t 3： t 3 t 1=5℃

()

()

Q Q t

t t

t 1

2

32

1=

--

即 ()

()24722735303053

..=

--t ∴t 3

= 7.4℃

于是：A Q K t m 11

11

324721023263074

46744630414==

??

---?? ???=?,...ln ..m 2

()()A Q K t m 22

22

326310116846741054674105137==

??

-----?? ??

?=?,...ln ..m 2

∴A = A 1＋A 2 = 4.14＋1.37 = 5.51m 2(以外表面积计) 现有换热器A ＇= n d 0L = 300.025 3 = 7.07 m 2＞ A 故能适用。

7、现有两台规格完全一样的列管换热器，其中一台每小时可以将一定量气体自80℃冷却到60℃，冷却水温度自20℃升到30℃，气体在管与冷却水呈逆流流动，已知总传热系数（以表面积为基准）K i 为40 W/(m ·℃)。现将两台换热器并联使用，忽略管壁热阻、垢层热阻、热损失及因空气出口温度变化所引起的物性变化。试求：①并联使用时总传热系数；②并联使用时每个换热器的气体出口温度；③若两换热器串联使用，其气体出口温度又为多少（冷却水进出每个换热器的温度不变）？

解：单台：W h

C ph (T 1－T 2) = W c C pc (t 2－t 1)

∴

W C W C t t T T h ph c pc

??=

--=--=21123020

8060

05.

W h C ph (T 1－T 2) = K i A i

t m ，?t m =

-=5040

5040

448ln .℃ ∴

W C A K t T T h ph

i

i m ?=

?-=?-=?1240448

8060

896..

二台并联：K i i i '≈'==?=αα05054022970808.....W/(m

2

℃)

W C K A T T T t T t T t

T t h ph i i ?'?-'

=-'-'--''-212122112

21

()()()ln 即896222971958080208020

122222

2..().()()()ln

??-'=?-'

=-'-'

--''

-T T T t T t T ……①

又

W C W C t T h ph c pc

??==

'

--'0520

8022

. …………………………………………② 由①、②式联立，解得 T 2

= 57.6℃，t 2

= 31.2℃

二台串联：W C K A T T T t T t T t T t h ph

i i

??-'

=-'-'

--''-212122112

21

()()()

ln

即: 896240801128080208020

22222

2.().()()()ln

??-'=?-'

=-'-'

--''

-T T t T t T ………③

又：

W C W C t T h ph c pc

??==

'

--'0520

8022

. ……………………………………………④ ③、④式联立，解得：T 2

=48.2℃ ， t 2

= 35.9℃

其他问答题

1、换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？110

2、换热管拉脱力产生的原因是什么？

3、用增加壳体壁厚的方法来承受壳体中较大的温差应力可行吗？为什么？

4、折流杆和折流板相比有哪些优点？

5、管程数不能太多，且为偶数程，为什么？

GB151中规定，管程数是指介质沿换热管长度方向往、返的次数。一般有1、2、4、6、8、10、12等七种。主要是为了加工制造方便，比如管板设计制造、封头管箱的垫片等，因为其它管程数的换热器结构复杂，如果是3管程要把管箱分三等份，管板的布管、分程隔板的设计就要比2管程、4管程要复杂得多，且制造加工困难，更别说5、7、9、11管程的要如何设计，技术上能不能实现都是个问题。

换热器的换热面积较大而管子又不很长时，就得排列较多的管子。为了提高流体在管的流速，增大管传热膜系数，就须将管束分程，分程可采用不同的组合方法，但每程中的管数应该大致相同，分程隔板应尽量简单，密封长度应短。管程数一般有 1.2.4.6.8.10.12等七种。偶数管程的换热器无论对制造、检修或是操作都比较方便，所以用得最多。除单程外，奇数管程一般少用，程数不能分得太多，不然隔板要占去相当大的布管面积。

6、现行管板设计基本假设主要有哪几种？我国换热器设计标准采用哪一种？

7、常见的开孔补强结构形式有哪些？

补强结构

局部补强（补强圈补强；厚壁接管补强；整锻件补强）、整体补强

（1）补强圈补强

结构：补强圈贴焊在壳体与接管连接处，见（a）图。

优点：结构简单，制造方便，使用经验丰富；

缺点：a.与壳体金属之间不能完全贴合，传热效果差，在中温以上使用时，存在较大热膨胀差，在补强局部区域产生较大的热应力；b.与壳体采用搭接连接，难以与壳体形成整体，抗疲劳性能差。

应用：中低压容器应用最多的补强结构，一般使用在静载、常温、中低压、材料的标准抗拉强度低于540MPa、补强圈厚度小于或等于1.5δn、壳体名义厚度δn不大38mm 的场合。

标准：HG21506-92《补强圈》，JB/T4736-95《补强圈》

（2）厚壁接管补强

结构：在开孔处焊上一段厚壁接管，见（b）图。

特点：补强处于最大应力区域，能更有效地降低应力集中系数。接管补强结构简单，焊缝少，焊接质量容易检验，补强效果较好。

应用：高强度低合金钢制压力容器由于材料缺口敏感性较高，一般都采用该结构，但必须保证焊缝全熔透。

（3）整锻件补强

结构：将接管和部分壳体连同补强部分做成整体锻件，再与壳体和接管焊接，见（c）图。

优点：补强金属集中于开孔应力最大部位，能最有效地降低应力集中系数；可采用对接焊缝，并使焊缝及其热影响区离开最大应力点，抗疲劳性能好，疲劳寿命只降低10～15%。

缺点：锻件供应困难，制造成本较高。

应用：重要压力容器，如核容器、材料屈服点在500MPa以上的容器开孔及受低温、高温、疲劳载荷容器的大直径开孔容器等。

开孔补强设计准则

开孔补强设计：指采取适当增加壳体或接管厚度的方法将应力集中系数减小到某一允许数值。

开孔补强设计准则:弹性失效设计准则——等面积补强法;塑性失效准则—极限分析法

【例4-1】有一套管换热器，由Φ57×3.5mm与Φ89×4.5mm的钢管组成。甲醇在管流动，流量为5000kg/h，由60℃冷却到30℃，甲醇侧的对流传热系数α

2.℃)。冷却水在环隙中流动，其入口温度为20℃，出口温度拟定为

2=1512W/(m

35℃。忽略热损失、管壁及污垢热阻，且已知甲醇的平均比热为 2.6kJ/(kg.℃)，在定性温度下水的粘度为0.84cP、导热系数为0.61 W/( m2.℃)、比热为 4.174 kJ/(kg.℃)。试求：

（1）冷却水的用量；

（2）所需套管长度；

（3）若将套管换热器的管改为Φ48×3mm的钢管，其它条件不变，求此时所需

的套管长度。

解：（1）冷却水的用量q m2可由热量衡算式求得，由题给的c p1与c p2单位相同，不必换算，q m1的单位必须由kg/h换算成kg/s，故有：

kg/s

（2）题目没有指明用什么面积为基准，在这种情况下均当作是以传热管的外表面积为基准，对套管换热器而言就是以管外表面积为基准，即A=πd1L

??? 得: （a）

建议分别先求出Q、K、Δt m的值后再代入式（a）求L不易错。Q的SI制单位为W，必须将q m1的单位化为kg/s、c p1的单位化为J/(kg.℃)再求Q，即:

W 求Δt m必须先确定是逆流还是并流，题目没有明确说明流向，但由已知条件

可知：t2=35℃＞T2=30℃，只有逆流才可能出现这种情况，故可断定本题必为逆流，于是

℃

由于管壁及污垢热阻可略去，以传热管外表面积为基准的K为

式中甲醇在管侧的α2已知，冷却水在环隙侧的α1未知。求α1必须先求冷

却水在环隙流动的Re，求Re要先求冷却水的流速u：

环隙当量直径：m

冷却水在环隙的流速：

m/s ＞104为湍流

注意：求Re及Pr时必须将μ、c p、λ等物性数据化为SI制方可代入运算。在解题时要特别注意物理量的单位问题。则冷却水在环隙流动的对流传热系数α1为：

==3271?W/(m2.℃)

=W/(m2.℃)

m

一般将多段套管换热器串联安装，使管长为39.1m或略长一点，以满足传热要求。

（3）当管改为Φ48×3mm后，管及环隙的流通截面积均发生变化，引起α1、α2均发生变化。应设法先求出变化后的α及K值，然后再求L。

对管的流体甲醇，根据:

可知管改小后，d2减小，其它条件不变则Re增大，原来甲醇为湍流，现在肯定仍为湍流，

得：

所以：?W/( m2.℃)

对环隙的流体冷却水，根据，有：

从上式可知，d1小其它条件不变将使环隙Re增大，原来冷却水为湍流，现在肯定仍为湍流，

所以：W/( m2.℃)

?W/(m2.℃) m

塑料成型工艺学思考题答案)

序言及第一章 1.为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植、改造和创新三个时期？(P2)第一段 2.移植期、改造期和创新期的塑料成型加工技术各有什么特点? 答：移植时期用移植技术制造的塑料制品性能较差，只能成型加工形状与结构简单的制品．而且制品的生产效率也比较低。这段时问虽然已经出现了几种改性纤维素类热塑性塑料，但其使用性远不如酚醛和脲醛等热固性塑料料，从而使压缩模塑等特别适合成型热固性塑料的制品生产技术；其一是塑料的成型加工技术更加多样化，从前一时期仅有的几种技术发展到数十种技术，借助这几十种技术可将粉状、粒状、纤维状、碎屑状、糊状和溶液状的各种塑料原材料制成多种多样形状与结构的制品，如带有金属嵌件的模制品、中空的软制品和用织物增强的层压制品等；其二是塑料制品的质量普遍改善和生产效率明显提高，成型过程的监测控制和机械化与自动化的生产已经实现，全机械化的塑料制品自动生产线也已出现；其三是由于这一时期新开发的塑料品种主要是热塑性塑料，加之热塑性塑料有远比热固性塑料良好的成型工艺性，因此，这一时期塑料成型加工技术的发展，从以成型热固性塑料的技术为重点转变到以成型热塑性塑料的技术为主; 进入创新时期的塑料加工技术与前一时期相比，在可成型加工塑料材料的范围、可成型加工制品的范围和制品质量控制等方面均有重大突破。采用创新的成型技术，不仅使以往难以成型的热敏性和高熔体粘度的她料可方便地成型为制品，而且也使以往较少采用的长纤维增强塑料、片状馍型料和团状模塑料也可大量用作高效成型技术的原材料。 3.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。 答：一次成型技术,二次成型技术,二次加工技术

过程设备设计课后习题答案

过程设备设计（第二版） 1.压力容器导言 思考题 1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？ 答：介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。 3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？ 答：因为pV乘积值越大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同？为什么？

过程设备设计

1压力容器主要由哪几部分组成分别起什么作用 压力容器由筒体，封头密封装置，开孔接管，支座，安全附件六大部件组成。筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用：保证承压容器不泄漏开孔接管的作用：满足工艺要求和检验需要支座的作用：支撑并把压力容器固定在基础上安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量，控制工作介质的参数 2固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类： 压力容器所蓄能量与其内部介质压力和介质体积密切相关：体积越大，压力越高，则储存的能量越大，发生爆破是产生的危害也就越大。而《固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时是依据整体危害水平进行分类的，所以要这样划分. 3压力容器用钢的基本要求 较好的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性 4为什么要控制压力容器用钢的硫磷含量 硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低，磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性，将硫磷等有害元素控制在较低的水平，就能大大提高钢材的纯净度，可以提高钢材的韧性，抗辐射脆化能力，改善抗应变时效性能，抗回火脆性和耐腐蚀性能 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照哪些原则确定试说明理由。 答：根据JB473规定，取A小于等于，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，使两个截面保持等强度。考虑到除弯矩以外的载荷，所以常区外圆筒的弯矩较小。所以取A小于等于。 当A满足小于等于时，最好使A小于等于。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。

成型设备思考题有答案

曲柄压力机 1、曲柄压力机由哪几部分组成？各部分的功能如何？ 工作机构传动系统操作机构能源部分支撑部分辅助系统 2、按滑块数量，曲柄压力机如何分类？ 单动压力机、双动压力机 3、何谓曲柄压力机的公称压力、公称压力角及公称压力行程？ 标称压力：是指滑块距下死点某一特定距离时滑块上所容许承受的最大作用力。标称压力角：与标称压力行程对应的曲柄转角定义为标称压力角。标称压力行程：滑块距离下死点的某一特定距离。 4、何谓曲柄压力机的标称压力、滑块行程、滑块行程次数、封闭高度、装模高度？ 标称压力：是指滑块距下死点某一特定距离时滑块上所容许承受的最大作用力。滑块行程：是指滑块从上死点到下死点所经过的距离，其值是曲柄半径的两倍，它一般随设备标称压力值的增加而增加。滑块行程次数：指在连续工作方式下滑块每分钟能往返的次数，与曲柄转速对应。封闭高度：是指滑块处于下死点时，滑块下表面与压力机工作台上表面的距离。装模高度：是指滑块在下死点时滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。 5、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的？与冲压工艺的联系如何？s=R[(1-cosa)+人/4(1-cos2a)] v=wR(sina+人/2sin2a) a=-w^2R(cosa+人cos2a) 不同的成形工艺和成形材料常要求不同的成形速度和加速度 6、分析曲柄滑块机构的受力，说明压力机许用负荷图的准确含义。 （许用负荷曲线表明的是滑块在不同位置时的承载能力：在标称压力点前承载能力达不到标称压力数值，离标称压力点越远数值下降越多，准确的数值可根据设备许用负荷曲线查出，预选设备时可根据经验，最低不小于标称压力值的一半，即可以认为滑块在下行时任意时刻，均可承受Fg /2的工作力；过标称压力点后可承载Fg值；安全区的面积并非压力机工作时对工件的做功值。）看图 7、曲柄滑块机构有几种形式？各有什么特点？ 曲轴式滑块在导轨的约束下上下运动，上下位置之差值为2R，应用于较大行程的中小压力机上。 偏心式应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负荷分配合，加工制造也方便，但偏心轴直径较大，有一定磨损功耗。 8、封闭高度（或装模高度）为什么要求能进行调节？怎样调节？装模高度的调节方式 有哪些？各自有何特点？ （为了适应不同闭合高度的模具，压力机的装模高度必须是可调的。调节连杆长度：通过螺纹。调节滑块高度：主销式连杆转动蜗杆调节蜗轮。调节工作台高度。） 9、开式机身和闭式机身各有何特点？应用于何种场合？ 开式：三面敞开，便于模具安装调整和成型操作，但机身刚度较差，受力变形后影响制件精度和降低模具寿命，适用于小型压力机。 闭式：对称封闭结构，机身受力变形后产生的垂直变形可以用模具闭合高度调节量消除。对制件精度和模具运行精度不产生影响，适用于中大型曲柄压力机。

过程设备设计试题(附答案)

一. 填空题 1. 储罐的结构有卧式圆柱形.立式平地圆筒形. 球形 2. 球形储罐罐体按其组合方式常分为纯桔瓣式 足球瓣式 混合式三种 3. 球罐的支座分为柱式 裙式两大类 4. 双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是A《0.2L条件下 A《0.5R 5. 卧式储罐的设计载荷包括长期载荷 短期载荷 附加载荷 6. 换热设备可分为直接接触式 蓄热式 间壁式 中间载热体式四种主要形式 7. 管壳式换热器根据结构特点可分为固定管板式 浮头式 U型管式 填料函式 釜式 重沸器 8. 薄管板主要有平面形 椭圆形 碟形 球形 挠性薄管板等形式 9. 换热管与管板的连接方式主要有强度胀接 强度焊 胀焊并用 10. 防短路结构主要有旁路挡板 挡管 中间挡板 11. 膨胀节的作用是补偿轴向变形 12. 散装填料根据其形状可分为环形填料 鞍形填料 环鞍形填料 13. 板式塔按塔板结构分泡罩塔 浮阀塔 筛板塔 舌形塔 14. 降液管的形式可分为圆形 弓形 15. 为了防止塔的共振 操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1 Fv 1.3Fc1内 16. 搅拌反应器由搅拌容器 搅拌机两大部分组成 17. 常用的换热元件有夹套 内盘管 18. 夹套的主要结构形式有整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等 19. 搅拌机的三种基本流型分别是径向流 轴向流 切向流其中径向流和轴向流对混合起 主要作用 切向流应加以抑制

20. 常用的搅拌器有桨式搅拌器 推进式搅拌器 涡轮式搅拌器 锚式搅拌器_ 21. 用于机械搅拌反应器的轴封主要有填料密封 机械密封两种 22. 常用的减速机有摆线针轮行星减速机 齿轮减速机 三角皮带减速机 圆柱蜗杆减速机 23. 大尺寸拉西环用整砌方式装填 小尺寸拉西环多用乱堆方式装填 二. 问答题 1. 试对对称分布的双鞍座卧式储罐所受外力的载荷分析 并画出受力图及剪力弯矩图。 2. 进行塔设备选型时分别叙述选用填料塔和板式塔的情况。 答 填料塔 1分离程度要求高 2 热敏性物料的蒸馏分离 3具有腐蚀性的物料 4 容易发泡的物料 板式塔 1塔内液体滞液量较大 要求塔的操作负荷变化范围较宽 对物料浓度要 求变化要求不敏感要求操作易于稳定 2 液相负荷小 3 含固体颗粒 容易结垢 有结晶的物料 4 在操作中伴随有放热或需要加热的物料 需要在塔内设置内部换热组件 5 较高的操作压力 3. 比较四种常用减速机的基本特性。 摆线针轮行星减速机 传动效率高 传动比大 结构紧凑 拆装方便 寿命长 重量轻 体积小 承载能力高 工作平稳 对过载和冲击载荷有较强的承 受能力 允许正反转 可用于防爆要求齿轮减速机 在相同传动比范围内具有体积小

快速成型技术激光快速成型机软件的操作

第3章激光快速成型机软件的操作 3.1概述 快速成型制作流程如图3-1所示，在利用快速成型机制做原型以前，必须先将用户所需的零件设计出CAD 模型，再将CAD 模型转换成快速成型机能够使用的数据格式，最终通过控制软件控制设备的加工运行。设计可以利用现在广泛应用在设计领域的三维CAD 设计软件，如Pro/E 、UG 、CATIA 、SolidWorks 、SolidEdge 、Inventor 、CAXA 、AutoCAD 等生成，在此不再叙述。如果已有设计好的油泥模型或有零件需要仿制，可以通过反求工程扫描完成CAD 模型（见反求章节）。 图3-1快速成型的制作流程图 快速成型机可直接根据用户提供的STL 文件进行制造。用户可使用能输出STL 文件的CAD 设计系统（如Pro/E 、UG 、CATIA 、SolidWorks 、Ideas 等）进行CAD 三维实体造型，其输出的STL 面片文件可作为快速成型机软件的输入文件。从上面流程图可见，数据处理软件接受STL 文件后，进行零件制作大小、方向的确定，对STL 文件分层、支撑设计、生成SPS 系列激光快速成型机的加工数据文件，激光快速成型机控制软件根据此文件进行加工制作。本章主要讲从以有三维CAD 开始介绍如何将其转换为快速成型机能够使用的数据格式并详细的说明激光快速成型机的控制软件的造作。介绍RPdata10.0数据处理软件、由数据处理软件实现用户设计目标 CAD 三维实体造 导出STL 格式数据 加载STL 格式数据 确定造型方向或制作布局 自动生成支撑 自动分层处理 SLC/HDI 格式数据输出 选择成型机型号 对应成型机数据加载、制作 RP 原型

过程设备设计试题及答案

浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院：材化学院任课教师：郑津洋 姓名：专业：学号：考试时间：分钟 １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） ２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） ３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） ４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） ５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） ６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） ７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） ８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) 二、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 ）

塑料成型工艺学思考题答案

塑料成型工艺学思考题答 案 The pony was revised in January 2021

序言及第一章 1.为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植、改造和创新三个时期( P2)第一段 2.移植期、改造期和创新期的塑料成型加工技术各有什么特点 答：移植时期用移植技术制造的塑料制品性能较差，只能成型加工形状与结构简单的制品．而且制品的生产效率也比较低。这段时问虽然已经出现了几种改性纤维素类热塑性塑料，但其使用性远不如酚醛和脲醛等热固性塑料料，从而使压缩模塑等特别适合成型热固性塑料的制品生产技术；其一是塑料的成型加工技术更加多样化，从前一时期仅有的几种技术发展到数十种技术，借助这几十种技术可将粉状、粒状、纤维状、碎屑状、糊状和溶液状的各种塑料原材料制成多种多样形状与结构的制品，如带有金属嵌件的模制品、中空的软制品和用织物增强的层压制品等；其二是塑料制品的质量普遍改善和生产效率明显提高，成型过程的监测控制和机械化与自动化的生产已经实现，全机械化的塑料制品自动生产线也已出现；其三是由于这一时期新开发的塑料品种主要是热塑性塑料，加之热塑性塑料有远比热固性塑料良好的成型工艺性，因此，这一时期塑料成型加工技术的发展，从以成型热固性塑料的技术为重点转变到以成型热塑性塑料的技术为主; 进入创新时期的塑料加工技术与前一时期相比，在可成型加工塑料材料的范围、可成型加工制品的范围和制品质量控制等方面均有重大突破。采用创新的成型技术，不仅使以往难以成型的热敏性和

高熔体粘度的她料可方便地成型为制品，而且也使以往较少采用的长纤维增强塑料、片状馍型料和团状模塑料也可大量用作高效成型技术的原材料。 3.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。 答：一次成型技术,二次成型技术,二次加工技术 一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。 目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。 二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数几种二次成型技术。 这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各种工艺操作方法。也称作“后加工技术”。 大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。 4.成型工厂对生产设备的布置有几种类型？ 1、过程集中制生产设备集中；宜于品种多、产量小、变化快的制品；衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连续化。

智慧树知到《过程设备设计》章节测试答案

智慧树知到《过程设备设计》章节测试答案 绪论 1、下列说法哪个是正确的？ A:一类容器最危险，要求最高； B:二类容器最危险，要求最高； C:三类容器最危险，要求最高； D:四类容器最危险，要求最高。 正确答案：三类容器最危险，要求最高； 2、下列说法哪个是正确的？ A:有压力的容器就是压力容器 B:盛装气体和液体的容器就是压力容器 C:体积大于1 L的容器就是压力容器 D:压力与体积的乘积大于或者等于2.5 MPa·L的容器才是压力容器 正确答案：压力与体积的乘积大于或者等于2.5 MPa·L的容器才是压力容器 3、外压容器中，当容器中的内压力小于一个绝对大气压（约0.1MPa）时称为真空容器。A:对 B:错 正确答案：对 4、换热压力容器代号为S。 A:对 B:错 正确答案：错

5、中国《固定式压力容器安全技术监察规程》不根据因素进行压力容器分类。A:介质 B:设计压力 C:容积 D:温度 正确答案：温度 第一章 1、由于边缘应力出现在不连续处，因此它的危险性远远大于薄膜应力。 A:对 B:错 正确答案：错 2、内压作用下，端部封闭的厚壁圆筒最大应力是位于外壁的周向应力。 A:对 B:错 正确答案：错 3、半锥角为α的圆锥形封头，在半径为R处的第一、第二主曲率半径分别为 A:∞、R B:R、∞ C:R、R/cosα D:∞、R/cosα 正确答案：∞、R/cosα 4、第一曲率半径与（）有关。

A:与母线曲率半径有关 B:与第二曲率半径的形状有关 C:与旋转的方向有关 D:与母线到回转轴的距离有关 正确答案：与母线曲率半径有关 5、承受外压的容器可以发生失稳，而承受内压的容器则不会发生失稳。 A:对 B:错 正确答案：错 第二章 1、用图算法设计受外压半球形封头时，其系数A的含义是失稳时的周向应变。（）A:对 B:错 正确答案：错 2、无缝钢管做筒体时，公称直径是指它们的外径。 A:对 B:错 正确答案：错 3、加强圈只能设置在壳体的外部。 A:对 B:错 正确答案：错

过程设备设计试题及答案

过程设备设计试题及答案 浙江大学2003 —2004 学年第 2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院: 材化学院任课教师: 郑津洋姓名: 专业: 学号: 考试时间: 分钟题序一二三四五六 ? 总分评阅人 得分 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) 二、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; 3C 容积(V)大于等于0.025m; 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P和外压P时，可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 io 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。

过程设备设计_多选题

多选题 第1章压力容器导言 1.1介质危害性 介质危害性有多种，其中影响压力容器分类的是：（） A. 毒性 B. 腐蚀性 C. 氧化性 D. 易燃性 1.2压力容器分类 下列属于第三类压力容器的是：（ c ） A .毒性程度为极度和高度危险介质的低压容器； B .毒性程度为极度和高度危险介质且PV大于等于0.2MPa.m3的低压容器； C .易燃或毒性程度为为中度危险介PV大于等于10MPa.m3的中压储存容器； D. 中压管壳式余热锅炉； E .高压容器 1.3《容规》 《容规》适用于具备下列哪些条件的压力容器：（ ABCD ） A. 最高工作压力（Pw）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。 1.4 过程设备 过程设备在生产技术领域中应用十分广泛，是化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必须的关键设备。下列属于过程设备在实际生产中应用的是：（） A . 加氢反应器 B . 超高压食品杀菌釜 C . 核反应堆 D .压缩机

1.5压力容器分类 凡属于下列情况之一者为一类压力容器（）；凡属于下列情况之一者为二类压力容器（）；凡属于下列情况之一者为三类压力容器（）； A .压力0.1MPa≤p＜1.6MPa 的容器； B .压力 0.1MPa＜p≤1.6MPa的容器； C .压力 1.6MPa＜p≤10.0MPa的容器； D .压力1.6MPa≤p＜10.0MPa 的容器； E .高压容器； F .极度毒性和高度危险介质的中压容器； G .极度毒性和高度危险介质的低压容器； H .真空容器。 1.6压力容器分类 下列关于压力容器的分类错误的是：（） 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。 1.7无力矩理论 下列哪些是无力矩理论的应用条件：（） A .壳体的厚度、中面曲率和载荷连续，没有突变； B.构成壳体的材料的物理性能相同； C.壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩的作用； D.壳体的边界处的约束沿经线的切线方向，不得限制边界处的转角与饶度。 1.8《压力容器安全技术监察规程》 《压力容器安全技术监察规程》适用于同时具备下类条件的压力容器：（） A .最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（含液体静压力）； B .最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； C .内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（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。 1.9设计标准

机械振动复习思考题(含答案)

机械振动复习思考题 1 心O 距离为l ?? sin 0mgl J -= ??≈sin 00=+?? mgl J T J mgl n n 0 2,== ω2 2 04n T mgl J = 2 0ml J J c -= 2 半径为r 、质量为 的固有频率。 解： ?? r r R v c =-=)(?? r r R -= 222121? J mv T c c +=cos 1)((r R h --=(2 1R mg mgh V ==2 2ref 2 max )(4 3,)(2 1m m r R m T r R mg V ??-= -= ) (32ref max r R g T V n -= = ω 3 举例说明振动现象、振动的危害以及如何有效的利用振动。

答：1）振动现象： 心脏的搏动、耳膜和声带的振动等；汽车、火车、飞机及机械设备的振动；家用电器、钟表的振动；地震以及声、电、磁、光的波动等等。 2）振动的危害 轻则影响乘坐的舒适性；降低机器及仪表的精度，重则危害人体健康，引起机械设备及土木结构的破坏。 3）振动的利用 琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等；振动检测；振动压路机、振动给料机和振动成型机等。 4何为机械振动及研究目的? 答：机械振动：机械或结构在平衡位置附近的往复运动。研究目的：利用振动为人类造福；减少振动的危害。 5 何为振动系统的自由度？请举例说明。 答：自由度就是确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置所需独立坐标的数目。刚体在空间有6个自由度：三个方向的移动和绕三个方向的转动，如飞机、轮船；质点在空间有3个自由度：三个方向的移动，如高尔夫球；质点在平面有2个自由度：两个方向的移动，加上约束则成为单自由度。 6 如何对机械振动进行分类？ 答：1）按振动系统的自由度数分类 单自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置只需要一个独立坐标的振动； 多自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要多个独立坐标的振动； 连续系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要无穷多个独立坐标的振动。 2）按振动系统所受的激励类型分类 自由振动——系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动； 强迫振动——系统在外激励力作用下产生的振动； 自激振动——系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充而产生的振动。 3）按系统的响应（振动规律）分类 简谐振动——能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动； 周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律，而只能用统计方法表示系统响应的振动。 4）按描述系统的微分方程分类 线性振动——能用常系数线性微分方程描述的振动； 非线性振动——只能用非线性微分方程描述的振动。 7 简述构成机械振动系统的基本元素 答：构成机械振动系统的基本元素有惯性、恢复性和阻尼。惯性就是能使物体当前运动持续

过程设备设计第三版课后答案及重点

过程设备设计题解 1.压力容器导言 习题 1. 试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由 20R （ MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR （ MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 解：○ 1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式： δ σσθ φ z p R R - =+ 2 1 φσππ φsin 220 t r dr rp F k r z k =-=? 圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2 t pR pr t pR k 2sin 2== = φδσσφθ ○ 2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm ，厚度t=10mm ，测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？ 解：○ 1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm 。在x=0处的应力式为： MPa a bt p bt pa 1500250 102222 2 =???== = θθσσ ○ 2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。 3. 有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 。内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa ，液氨密度为640kg/m 3 ，球罐沿平行圆A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。 解：○ 1球壳的气态氨部分壳体内应力分布： R 1=R 2=R ，p z =-p MPa t pR t pR pr t pR k 10020 210000 4.022sin 2=??===? = = = +θφφθφσσφδσσσ φ0 h

聚合物成型机械习题及答案

三、名词解释题（每题 2 分，共12 分） 1、挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化，最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。 4、接触角——即辊筒断面中心线的水平线和物料在辊筒上接触点与辊筒断面圆心连线的交角，以 表示。 5、聚合物成型机械——所有能对高聚物原料进行加工和成型制品的机械设备。 6、螺杆的压缩比A——指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比。 7、注射量——是指注射机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。 8、锁模力——是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。 9、空循环时间——是指在没有塑化、注射保压、冷却与取出制品等动作的情况下，完成一次动作循环所需的时间。 11、吹胀比——吹胀后膜管的直径与环形口模直径之比。 12、牵伸比——牵引辊的牵引速度和机头口模处物料的挤出速度之比。 13、移模力——注射机合模系统在启、闭模时，对动模板的推动力。 14、胀模力——注射机在注射时，因模腔内熔料压力作用而产生的欲使模具撑开的力。 17、螺杆长径比——指螺杆工作部分长度L（螺杆上有螺纹部分长度，即由加料口后壁至螺纹末端之间的长度）与螺杆外径D之比，用L/D表示。 21、渐变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完 成的。 22、突变型螺杆——是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。 23、机头和口模——机头是口模与料筒的过渡连接部分，口模——是制品的成型部件。 24、共挤复合——是使用两台或两台以上的挤出机，共同使用一个模头，从而生产出多层的复合薄膜或片 材等的工艺方法。 27、“泵比”x——挤出机的第二均化段螺槽深度hⅡ与第一均化段螺槽深度hⅠ之比。 28、注射压力——指注射时为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等处时的流动阻力，螺杆(或柱塞)端面处 对熔料所必须施加的压力。 29、注射速率——是指在注射时单位时间内从喷嘴射出的熔料体积流率。 30、注射速度——是指螺杆或柱塞在注射时移动速度的计算值。 31、注射时间——是指螺杆或柱塞完成一次最大注射行程所用的最短时间。 32、合模装置——是为保证成型模具可靠闭紧、实现模具启闭动作及顶出制品的机械部件。 33、合模力——合模终结时，模板对模具形成的锁紧力。 35、变形力——在锁紧模具过程中，机构由于变形而产生的内力。 37、模板最大开距——表示注射机所能加工制品最大高度的特征参数，即指动模开启后，动模板与定模板之间包括调模行程在内所能达到的最大距离。 38、动模板行程——是指动模板能够移动的最大距离。 39、模具最大厚度与最小厚度(δmax、δmin)——是指动模板闭合后，达到规定合模力时，动模板与前定模板之间所达到的最大（或最小）距离。 40、空循环时间——是指在没有塑化、注射保压、冷却与取出制品等动作的情况下，完成一次动作循环所需的时间。 41、机械顶出——利用固定在后模板或其他非移动件上的顶杆，在开模过程中与移动件形成相对运动，从 而推动模具的顶板，使制品顶出的工艺过程。 42、气动顶出——是利用压缩空气，通过模具上的微小气孔，直接把制品从型腔内吹出的工艺过程。 43、压延成型——是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展的作用，成为具有一定厚度和宽度的高聚物薄膜和片材制品的生产方法。

熔融沉积快速成型设备操作与原型制作

实训项目三熔融沉积快速成型设备操作与原型制作专业：数控技术班级： 09数控一班姓名：万美伶学号： 095305106 工作小组： 1 日期：2011.11.1 成绩： 一、工作任务 使用熔融沉积快速成型设备完成原型的制作 二、工作方法 将模型的数据文件*.STL（二进制）导入Aurora软件，进行成型工艺、形状阶段的的处理，得到理想的曲面模型。 三、工作所需的设备、仪器、工具或材料 1. MEM-300-II 快速成型机 2. Aurora分层软件 3. 电脑 4. ABS丝材、铲子、锉子、砂纸等 四、工作步骤及要求 （一）三维模型的分层处理。 1）打开Aurora数据处理软件，将成型模型的*.STL文件导入。 2）对模型进行工艺处理。根据模型的具体情况，进行模型的分割、定向、排样合并等处理。

4）设置分层参数，模型的分层，并输出分层数据文件*.CLI

（二）分层制造，堆积成型。造型步骤如下： 1）启动计算机 2）接通MEM-300-II FDM快速成型机总电源按钮，按下照明，温控、数控、散热等按钮3）启动控制软件Cark，打开要成型的*.CLI 文件 4）初始化系统，启动温度控制系统， 5）待成型材料到达指定的温度（270℃）后，打开喷头按钮，选择菜单“造型→控制面板”，弹出控制面板对话框后，在喷头区域按下“喷丝”按钮，观察喷头出丝的情况。 6）工作台清理，调整工作台和喷头相对位置。用普通纸不断测量喷头和台面的距离，当纸可以插入喷头和台面之间，并有一定的阻力时，标明高度比较合适，间隙大约为0.1 毫米。7）造型。设定造型的工艺参数，待成型室温度达到指定的温度（55℃）后，选择菜单“造型→造型……”，单击“Start” （三）后处理。 将设备降温、原型用从工作台上取出，去除支撑，打磨表面。

材料成型设备(王卫卫)部分课后习题答案

第二章 2-1、曲柄压力机由那几部分组成？各部分的功能如何？ 答：曲柄压力机由以下几部分组成：1、工作机构。由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转换成往复直线运动。2、传动系统。由带传动和齿轮传动组成，将电动机的能量传输至工作机构。3、操作机构。主要由离合器、制动器和相应电器系统组成，控制工作机构的运行状态，使其能够间歇或连续工作。4、能源部分。由电动机和飞轮组成，电动机提供能源，飞轮储存和释放能量。5、支撑部分。由机身、工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。 6、辅助系统。包括气路系统、润滑系统、过载保护装置、气垫、快换模、打料装置、监控装置等。提高压力机的安全性和操作方便性。 2-2、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的？它们与冲压工艺的联系如何？ 答：速度的变化规律为正弦曲线，加速度的变化规律为余弦曲线，位移的变化规律为 2-3、分析曲柄滑块机构的受力，说明压力机许用负荷图的准确含义答：曲柄压力机工作时，曲柄滑块机构要承受全部的工艺力，是主要的受力机构之一 理想状态下滑块上受到的作用力有：工件成形工艺力F、连杆对滑块的作用力FAB、导轨对滑块的反作用力FQ，实际上，曲柄滑块机构各运动副之间是有摩擦存在的，考察摩擦的影响以后，各环节的受力方向及大小发生了变化，加大了曲轴上的扭矩。曲柄压力机曲轴所受的扭矩Mq除与滑块所承受的工艺力F成正比外，还与曲柄转角a有关，在较大的曲柄转角下工作时，曲轴上所受扭矩较大。 通过对曲柄滑块的受力分析，结合实际情况得出的许用负荷图用以方便用户正确选择设备。 2-5装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？ 三种调节方法有：1、调节连杆长度。该方法结构紧凑，可降低压力机的高度，但连杆与滑块的铰接处为球头，且球头和支撑座加工比较困难，需专用设备。螺杆的抗弯性能亦不强。2、调节滑块高度。柱销式连杆采用此种结构，与球头式连杆相比，柱销式连杆的抗弯强度提高了，铰接柱销的加工也更为方便，较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。3、调节工作台高度。多用于小型压力机。 2-6、比较压塌块过载保护装置和液压式过载保护装置。 压塌式过载保护装置结构简单，制造方便，但在设计时无法考虑它的疲劳极限，可能引起提前的剪切破坏，或者使压力只能工作在小于标称压力的情况下，降低设备使用效率。同时压塌式过载保护装置只能用于单点压力机，用于多点压力机时会因偏载引起某个压塌块先行剪切断裂。 液压式过载保护装置多运用于多点和大型压力机，其特点是过载临界点可以准确地设定，且过载后设备恢复容易。

过程设备设计答案(简答题和计算题) - 副本

1.筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封 头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密 封装置的作用：保证承压容器不泄漏。开孔接管的作用：满足工艺要求和检 修需要。支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。安全附件的作用： 保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用 安全和工艺过程的正常进行。 2.试述承受均布外压的回转壳破坏的形式，并与承受均布内压的回转壳相比有 何异同？答：承受均布外压的回转壳的破坏形式主要是失稳，当壳体壁厚较大 时也有可能出现强度失效；承受均布内压的回转壳的破坏形式主要是强度失 效，某些回转壳体，如椭圆形壳体和碟形壳体，在其深度较小，出现在赤道上 有较大压应力时，也会出现失稳失效。 3.影响承受均布外压圆柱壳的临界压力的因素有：壳体材料的弹性模量与泊松 比、长度、直径、壁厚、圆柱壳的不圆度、局部区域的折皱、鼓胀或凹陷。 提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，采用高强度材料不正确，因为高强度材料的 弹性模量与低强度材料的弹性模量相差较小，而价格相差往往较大，从经济角 度不合适。但高强度材料的弹性模量比低强度材料的弹性模量还量要高一些， 不计成本的话，是可以提高圆柱壳弹性失稳的临界压力的。 4.求解内压壳体与接管连接处的局部应力有：应力集中系数法、数值解法、实 验测试法、经验公式法。 5.圆柱壳除受到压力作用外，还有通过接管或附件传递过来的局部载荷，如设 备自重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的约束反力、温度变化引起的 载荷等。 10.压力容器选材应综合考虑压力容器的使用条件、零件的功能和制造工艺、 材料性能、材料使用经验、材料价格和规范标准。 11.为保证安全，压力容器设计时应综合考虑：材料、结构、许用应力、强度、 刚度、制造、检验等环节。压力容器设计的具体要求：压力容器设计就是根据 给定的工艺设计条件，遵循现行的规范标准规定，确保安全的前提下，经济、 正确地选择材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。结构设计主要是确定 合理、经济的结构形式，并满足制造、检验、装配、运输和维修等要求；强（刚） 度设计的内容主要是确定结构尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求；密封设计 主要是选择合适的密封结构和材料，保证密封性能良好。 14.○1当满足δ/D≤0.1或K≤1.2属薄壁圆筒，否则属厚壁圆筒。○2强度设计 的理论基础是弹性失效设计准则。弹性失效设计准则是以危险点的应力强度达 到许用应力为依据的。○3。对于各处应力相等的构件，如内压薄壁圆筒，这种 设计准则是正确的。但是对于应力分布不均匀的构件，如内压厚壁圆筒，由于 材料韧性较好，当危险点（内壁）发生屈服时，其余各点仍处于弹性状态，故 不会导致整个截面的屈服，因而构件仍能继续承载。在这种情况下，弹性失效 (一点强度)设计准则就显得有些保守。 15.椭圆形封头、碟形封头为何均设置短圆筒？答：短圆筒的作用是避免封头 和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。 16.从受力情况排序依次是半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头，由好变 差；从制造情况顺序正好相反。半球形封头是从受力分析角度，最理想的结构 形式，但缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼 焊工作量较大。半球形封头常用在高压容器上。椭圆形封头的椭球部分经线曲 率变化平滑连续，应力分布比较均匀，且椭圆形封头深度较半球形封头小得多， 易于冲压成型，是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。 17.压力试验的目的：在超设计压力下，考核缺陷是否会发生快速扩展造成破 坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。对外压容器，在外压作用下， 容器中的缺陷受压应力的作用，不可能发生开裂，且外压临界失稳压力主要与 容器的几何尺寸、制造精度有关，与缺陷无关，一般不用外压试验来考核其稳 定性，而以内压试验进行“试漏”，检查是否存在穿透性缺陷。 由于在相同压力和容积下，试验介质的压缩系数越大，容器所储存的能量也越 大，爆炸也就越危险，故应用压缩系数小的流体作为试验介质。气体的压缩系 数比液体的大，因此选择液体作为试验介质，进行液压试验。 18.压力容器分类的原则：满足外载荷与内力及内力矩平衡的应力，即“非自 限性”的应力；相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的应力，在材料为塑 性材料时具有“自限性”的应力；局部结构不连续和局部热应力的影响而叠加 在上述两原则下的应力之上的应力增量，具有高度的“局部性”。 1