化工机械基础(第二版)_第一篇_第三篇_课后答案-陈国桓-主编.docx

第一篇2Fii.sin60o-=0%=Fg=578KNFAi=IOKN2.Fjucos15o-Fkcos450+P)=0FQcos750-FicCoS450=0FQ=233KNF=1035/7/FJ1.=283KN31Fcos30o-G=0P-Fcos600三0P7.32KN1,R=PM1.P1.MH2+PiFJCoSa-M=Q号=15Mr=40MPaAfF=qHG=g+玛6F/cosa-Fh-P(-)cos=0F=50N耳=45(W'（八）1-1F=P=IQKN2-2F三0三0三«40JMPaA2P=SOMPaA=«40MPaA=40MPaA(b) 1-1PaPfOKN2-2F=2P=20W(c) 1-1F=P=IOKN2-2F=P=IOKN三-三203×10uE=40MPa3-3F=20KN=SOMPa不使用虎克定博i1.打根祖面上的正应力.闪为此时威力已远近也出井性公用.H1.OoMAJ<6故,强度足幡.11.12. P-%sin=OFK=44：JKNIMj2%卬MMFMW=24Ft-FtcCoSa=OFjus=20KNAja=14311j11?2Aic-894mm3a三30mm33MPa<A=0.25mA=4aa=25Qmmb=IOQOmm9qa,<j>JMffki221r三1.I+2(+iH)-148.4KNM-Fa(x-a-H)-IgXaMX=200KNj11。吟yJ=4.8MPaM(Tny-63MPa>M_=P1.=4KNmI'N-G=1134W4cos300工d'-3.3x10'MM=NO.15=1.73KNMG=1.31MPa>N=5G=H64KN4cos3007=工d，=3.3x10”64M=No.15=1.73KNMa=131MPa>MBerbhi八十.二百所以.IBE不好20MBe=Ho.68-0.08)=4.8KNb=40mmh=120mm54q1.i3MEI48FqP1.i24EI6EIq1.iPii24EI.16EIbm7Amm0jt=0.0234=0.00023耳=二-=90MPapp4%,=-=141Pa抗剪：4抗挤：4GdF2=MP=57KN2(T=-=8.3MPa<Qy-×228<r24.销灯所受的的我大为应力为：P1.2P1.218×1032fto*ua74314×001624-°.p<M精打所爻的的堵火挤垢应力为:18×1°3=I4QII0.016×0008MP"(KN5%=9550×=9550×=1193.75wr20-wSw3851x1.0"vd-第五-5775NMr=9550×-729550x-=458.4w150Wo=(D4-44)=14492.475加苏。16Z)T=二=31.63才得<r1.=50MPaWn1.jP27.强收足曳；仙的外符.d-89-2×10-69w«%=9550X=9550×三1432.52w«40JF=（三）4-,y*)=88424.2ww3pf,DT竺已62MPa<r1.-5f)MPa%强度足第Mr=9550×=9550×23；<31%=5348Tmrn5Wp三0.2rf3-84375W-63AMPa>r1.-6QMPa处度足舔计以主应力和方向的公式为IG=+%)+j(qp+4%=；(%+,)MPJ+%将（八）(b)(c)各题带入得I=2。MPa2=-30MPa%=O(b)1=100MPa2=-50MPa00-O(c>1=2099MPa2=-6099MPa4-225,30 .主应力为:1=1(r+z)+1y(pt-,)i+4x2=1(-20+30)+-i(-20-30)3+4×202=37MPaC1,、1o2-(oy+0-MPHa,)。?-1(-20+30)-1(-20-30)2+4x202-2722=19314-2x14-2×20°。=/K=/20三3受主用力作用的单元体如下图中的荷色线:31 .A点变力处和力的州合作用mx=-+1=100ff,aW4附ZA-d2三1964ww2CJF,=785.5wwj其中.4.材-%z32代入上式乱F75.5232 .本Iji为依扭纲合H大剪电力在.IW轴的外M周匕1.殳.Mr-PR.Wp02di-02×30,-5400wWP火火的拉应力作用在柏的上下边燎处：-.-P×4002三200z-2651.wWj32第:加嫡!电,=2+4<80MPaP-795r34-9550×-三9550×-三120.2wTn715Mr-TR,T-与1202/125O962KN=377=346.2州加_j3Mz-"6284"»?Z32叵H豆-5&3峥<同第三强度理讹IwZJM网第四囱度理论IWZ14u1.4×2×300rufr三304-1.1.22'-丁=-32-0=304-1122=220MPaPtr=a×A22Q×d2=IKKNPer177,-36>«P50所以.千斤顶也定,4“4×1×3000r.“332.27.454%d200三332.2-1454三245MPaPera×A245×-（三）2-2)=4926RKN4需用的城大压力为：F一2-4926.7/6821KN第三篇1、巳如DK20的内压IUHhr*摩6n=22jKMNttoAAC=2.承受的景大气体压力P=2MP%»按按头*敷*R85,试点K体的大亶力.*：,.!D1.=2000u.6r=22三.C=2m,P=2UPa.=0.8S,S.=22-2=20m.2x().85x20c=+e)=2.姆士20)=u882M%所以KJ体的小上应力为HB.B2Ntxu提示：此5S亦可以依据"大许可永质计算公式得出.此时P.=2MPa.=同=半山=1用2 .某化工厂反应釜.内径为IeOo-:空作为sr,同压力为.a三,筌体材料用OcrIeN就双面时按饵,局,无一探伤，凸M头上HT-,K计算肇体摩.解：已知Di=IMOnt.杳附表6.OCrI8Ni9在105。时的.共详用应力<"137MPa.ft10-9.梁纳双面对接饵Sh局SJ无损探伤故取4,-0.BS.介而对不锈弱腐蚀极微，取C2=Q,闪装平安网.取设计压力P=1.X1.6=1.76MPa.依据太(10T2)PDI.76×16(X)2×137×0.85-1.76+0=12.18nntfiitn=8-25<.直表IO-10.取C1.=Q.8三.则n'-8<JC.=12.18H>.8-12.9Sm.WI整后取8n=1.3nn3 .材M为20的无«（曾牌格为*67X3.5.求在玄柔400C>t,各IM多大的压力,按不考加日101.6»黄笄状况计.IV：已知IV5711m6n=3.50mHIDi-M>-2n7-2×3.5-50m.我出我7,20钢管在室温时o=130MI,在4OTC时的。MoOW6W.无缝锵泞巾=I里温时1pj=a½D,+。2×13()×1x3.5910小=17,a50+3.553.5,100Ie时IPJ=2(am=2x86x1.x3.5=6O2=11.2<Vf1.>50+3.553.5(2)室温时优J=鬻=殳翳詈=*°MPa400C时匕=*产姐上幽C=把/MA50+252，今欲设计一台反Jfi,宣径为308iXWRBMttJMK.100%提仿.工作压力为1.8MPa.工作度450t.R20R*usm材料分JNift计反应的厚度，并作分析比较.解：已知D-3011n,t=450r,P-I.1×1.8-1.9KMI¾,-1.,O2(tM14'.»1.mMt<t.(1)采纳20Ro"c=n<Ra.代入公式得(5分)钢板负娴差取CT.2m,战婺后6.-"nnPD,_1.8×3OOOC=；J+C2=+2=46.93WM2-P,.2×61.×1.-1.8采纳16MnR帆板负炮整取G=1.2m,卡*Wabo=+C=+2=43.47""1.-P1.,2×66×1-1.8Bm后6g比救网种材料设计反应戏厚度可知.IfiMnR比20R节约材料.5.乙时,内径1600m,*16a,设计压力为2.5MPa,工作ft-35C,材料为IaWI.果第双面对捱饵，局。无IR探仿，*W1D*C-1.6h.解：已知内径IM=Ie<(1.n.n1.m.e=n-C=16-1.5=1J.5m.P=2.SMPa.IEMiR在2(C时的许用应力。1ac=1.70MPo,取OM).85«则设计於度下简体的计弊应力为：Bf=C(D1.)=.空幽口纭)=403625=392Mpa温2x14.529°'=0.85×17O=1VJ.SWaMo<o'所以.容器的强度是足够的.已知D产12。OnI,P"1.8Va.20R在40"C时的许用血力。"=13：。C.-En.-1.<>设计简体型原*P1D11.8×I2OO1.e.HC,=+1=9.18""“2,-p-2×I33×1-1.8取Oo.所m则/-4G=9.18H).8=9.9Srm.IWffiJR.=Iftm(2)设计M头型吃迭扑椭反形封头,材H。探作条件均与解体相同.3而给K128x12(X)+1=915nwn2×I33×1.-0.5×1.8取CH).Sm(估计取厚1311>,B1.整后取&产但,与简体同.设it容JS©体和势头壁肛.己切内存I200m,设计压力1.&*a.设计31度40寸.材质为20R,介质无人腐域性，双面对接蝗Sb1.og探伤.探讨所送封头形式，<15分)<20R在401：下0=1.3Mn>.W>c1.faD,=120C11.t=40.P.=1.8MPa.owt=133tfa.=1.C1.1111.(2分)(1)设计容SS倚体里双t=-÷1+2¢-P1.8x12002×133×1.-1.8+1=9.1Smni（1分）楙板负脩整取CR.8*m园型后B,=1.1设计H8封头箜Wt从工艺操”要求考虑,对封头形态无特别要求，球冠形封头.平板封头都存在较大的边绛应力.柔纳平板的头IV度较大.故不宜果纳.理论上应对各种凸形均头进行计算'比较后.再碇定”头型式.OniI定性分析可知：半球形对头受力最好.跑序最薄、*最轻.但深咬大.制造校推.中、低压小设备不直采陋；碎形封头的深度可通过过法半径，加以词整，适合于加工，但由于底形封头母废曲率不连桂.存在H然应力，故受力不如椭冏形封头I惊准惟板形封头制造比较俭的,受力状况比此杉封头好.故M采纳标准精Iff1.形封头.（3分）依如标准机I网形封头壁掌公式：X=P<D；d2-0.5pe2«分）杷攻抵代入公式M+1.0-9.15n(2分)1.8x12002×133×1-().5×1.8考忠钢板以度负偏堵.取C=0.8un.网整后用5=1.0u"7.斜21D=700m.n=1211.O2m.6«=n-C=IOm.P=2MPa.20R在183C时的许用应力。IF26.6»Ipa,648（熔体内径小,只能板H饵）,设计温收旧塔体的计算应力为I=71MPa*(Di+)2×(T(X)+10)142()"三三三三三三"三""三三=212×K2o"u=O.8×J26.6=)01.SMPa因。'VOoim所以,塔体的强度是足妙的.水乐试验时的试依什”Pr=.25P1.,J1,=1.25×2×-=2.63PaT1.1."1.u126.6水压试的时的应力为,=旦*1.263x(700+K)=93.4MA2×1()20R的。SMP部0.9s-0.9×0.K×2'1!>-1.76.IMPa,因。TVO.9Gos收水压试5强度足婚.熨习内拈法:k1.w=(,50+(xo-,s°)×180-150200-150132+(123-132)×180-150200-150=I32+9×O.6=126.6【鑫号题】某化匚厂脱水塔塔体内径为D-7<X>n>.P=2MPa.材料为OcrI8虹9.塔体采纳手工电孤埋.ISO。以下o=137Jfa.在20<rC下。=130Mh1.壁夙为&畔12的，工作温也为=180C,工作压力为At郃探物.试找幡塔体水田试抬强!¢.（0Cr1.8Ni9在W就投下。s=2KMIPa）解:已知DGOOm,设计阻度t=1.80C,设计压力R=1.1X2=2.2St/8 .=I2m材料许用亶力。J-J1.32MPa.焊接接头忝救小加.8,铜板负债是CM,8m1«蚀格MCE1.m.依据水JK试的质力公式Pr=125Ppy137P1=1.25×2.2X=2.SMPa132.8&e=8n-C>-C>=12-0.8-0=1),2代入倒位幽±M=889WP.2x11.20.90s=0.9×08X21.(h1.72.8NP«O<0.9s水田试4时疏意强收要求.&解：已知D,=1.200w.,=IOni.=O.85.I：.IX1.=1.1.MPa,o"=105MPa.C：=0.%C1=O.8«.=1-C1-c：-1.0-0.即9.211n.设计两度F反应釜的计算应力为:，=Wa)=3+9Z=723Wa2x9.2o,M.85×1059.MPa囚。'Vo所以,该釜强度是星够的，住在此条件下运用的.9 .第，已知外佐D=15Wnn.1.=7DMnn.<1.,n=）1.m.改计湍收t=200r.说计温度下材料的弹性根W=1.17x1.580x庐亚10.2229226mnH-1.SiCHXIMI>.1.,C1=O.Him.C.,则釜体疗效尸度5e=Sn-CT1.-0.8-<>-1.0.2m依据临界长收公式I1.ir=IA1.Dtt闪为1.<1.所以此聚合釜为妞国曾辆板制造,釜体先套内径为12<Xhm.用<K35Y钢板制造，读釜起先是常压操作,然后抽低IX空，雉之抽高乩空.果终j0.5NPa的烈4V翁内物料i5低于275X?.夫食内较热体被大垢力为0.3MPa.整个釜体叼夹套均果纳带3板的取向手工对接炸St同潴探伤.介培无属蚀性.试确定釜体和衣套蟹厚.（20分）依据短战算的标界压力公式许用外压:w=259140(X)X喘需=0.3579“0.357=().1.19WP«【鑫学法】设计台能米袋，金体内I?为100Omi,就4扁废为70Qm,用M废为Mn.7r111.9m的。CC8,i9（0Cr1.8Ni9ft250CTo=122三,a,在300C下1.，=H4W,niQ23S-A在250X!下。=<MMI,在300C下6MPa）W：1）设计翁体理度已知O.=100Qrn.1.=7O>.t=275t.P.=0.3Wa,=0.8.材料为OCr1.8Ni9tH板6.分别为Swm7uSkn.它t11的钢板负韵龙C分别为0.5nn、0.611n.O.«m.IWtitfiff1.G-Om.一钢板有效厚度6.分别为4.5m.6.4m和8.211n(1)当6.=5M时1.I)o=700/(IoaI*2X5)=0.69资图得,A=6,0×10,.再查图存,Ik>.=1010/4.5=224.41AU1.所在点落在材料淞境戌的右方,故B=53WPJ=B8Ito=53224.41=0.24XPaVP.(2)当5.=7画时IJhO=700/(1000+2X7)-0.69Ik>101.1.6.t=158.11作图得，A=1.1.×10再查图一,A所在点常在材料汨度然的右方,故B=63MPa(P=8Tk>=631.S8.44=0.10MI>P.(3)369mM1./吐700/(100o2X9)R.69Do/6.=1018/8.2=124.】5SraW.=1.5X10'.西奇图和.A箱所在点落在村科湖收线的右方,故B=67MPa1.,J-B.t)o-712't.15-<1.MMI>P.所以可以采热7rn便的0Cr1.8i9钢板制造这台瑞聚釜。打外.须要对8.=7M的缩爽法进行内Hi强度校校.eDD1.=1.00n.K=I.1.×0.S=0.S5M,1.=2750(0=118MPa(fti),=0.8.6.W.kn则6'=.(R+4)=°$5X(1000+64)=4324wp'=o,8×118=94.4½2<>2×6.4nj所以,这台端俄至可以采纳7««风的(ICrI8NW网板刎造2)设计夹套咤度已知D,=1.2QQm.P.1.,1×0.3=0.33MI.t=275X;.。卜90MPa内插法3中=0.8.G=Qm（2分）3苔3C,=。&里+0-2.76."2J-C290×0.8-0.33取G=0.2211m,M8J,G.r311t1.所以，央套期度3nn12.酬：21D=640m.=.1.,f1.,1.=MOOnn.t=200r.P=0.1.«*a.E.=1.86×O,MJ,a.C.=0.311.C,=211.200fTQ2M-A(含碱!B<O.22%)的弗性模fit为1.86X】。'训力，6.-6.C1.CC1.-0.32=1.7Im=1.17x648×=1480212”1.">.故该容器为短网霞行,户/,7/心4mP,=2.59E牛1.=2.59×18610×±"1.=O.O22MPa“1.D,500ty648P11O.O22=0.0073MPninI1.rF1.H<,.客等不便承受o.nf1.如外压,所以须要和加强箭,2.59E,D1.,(jDfys2.59×1.86×10'648x(1.7/648/5人1.=3()O.o2?mp3×0.1n5000366.82-1=12.63=13个所以应当In13个加强粉，U1.WidtaP=1.2W,a.Di=450m.假设画J6T611n.16»InR在35(TC时的许川联力。广=134»%.6=0.9.1.2x4502×134×0.9-1.2+2=4.25nun取CTh5<m.也取n-5<m必隔形封头.整体冲压取Cr-2m.2=211.,-O,5+J=2×J×I-a51.,2+2=3考虑钢板仇僚差,并考虑处按便利，取6.&m与肾体同.M.琳，由于半顶的u>30.所以锥体大地采纳帝折边的结构.折边内半径rR.15",r=120Ink瞥个时头双同月度，怪体用度按卜.式计算心=-0.5P1.+C2（2分）Bd=KPR2f-O.5P.（2分）ft表得0.645,1.,-1.6MI,D-MIQm.1.oJ-I1.M'n,M1.0(乘聊R面对接艰也全部无投探饬)，CMm,代入公式得0.6451.6x8004|=836w?>（2分）113×1.-0.5×1.6（2分）黄求用K=Q.8181,代入公式得C0.8181×1.6×8(X)13().+1-5.65",2×113-0.5×1.6比较后取6,=K3fm钢板负IU整取C=OXe>.IW整后S1.1.otn