2-3 试分析标准椭圆封头采用长短轴之比a/b=2的原因。
半椭圆形端盖的应力情况不如半球形端盖均匀，但比碟形端盖要好。对于长短轴之比为2的椭圆形端盖，从薄膜应力分析来看，沿经线各点的应力是有变化的，顶点处应力最大，在赤道上出现周向应力，但整个端盖的应力分布仍然比较均匀。与壁厚相等的筒体联接，椭圆形端盖可以达到与筒体等强度，边缘附近的应力不比薄膜应力大很多，这样的联接一般也不必考虑它的不连续应力。对于长短半轴之比为2的椭圆形端盖，制造也容易，因此被广泛采用，称为标准椭圆盖。 2-4 何谓回转壳的不连续效应？不连续应力有那些重要特征，其中β与(Rt)平方根两个参数量的物理意义是什么？
由于壳体的总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的的应力增大现象，称为“不连续效应”。不连续应力具有局部性和自限性两种特性。
2-5 单层厚壁圆筒承受内压时，其应力分布有那些特征？当承受的内压很高时，能否仅用增加壁厚来提高承载能力，为什么？ （应力分布特征见课本2.3厚壁圆筒应力分析）
由单层厚壁圆筒的应力分析可知，在内压力作用下，筒壁内应力分布是不均匀的，内壁处应力最大，外 壁处应力最小，随着壁厚或径比K值的增大，内外壁应力差值也增大。如按内壁最大应力作为强度设计的控制条件，那么除内壁外，其它点处，特别是外层材料，均处于远低于控制条件允许的应力水平，致使大部分筒壁材料没有充分发挥它的承受压力载荷的能力。 同时，随壁厚的增加，K值亦相应增加，但应力计算式分子和分母值都要增加，因此，当径比大到一定程度后，用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不明显。
2-7 单层厚壁圆筒承受内压时，其应力分布有那些特征？当承受的内压很高时，能否仅用增加壁厚来提高承载能力，为什么？
（应力分布特征见课本2.3厚壁圆筒应力分析）
由单层厚壁圆筒的应力分析可知，在内压力作用下，筒壁内应力分布是不均匀的，内壁处应力最大，外壁处应力最小，随着壁厚或径比K值的增大，内外壁应力差值也增大。如按内壁最大应力作为强度设计的控制条件，那么除内壁外，其它点处，特别是外层材料，均处于远低于控制条件允许的应力水平，致使大部分筒壁材料没有充分发挥它的承受压力载荷的能力。
同时，随壁厚的增加，K值亦相应增加，但应力计算式分子和分母值都要增加，因此，当
径比大到一定程度后，用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不明显。
2-11预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么？
通过压缩预应力，使内层材料受到压缩而外层材料受到拉伸。当厚壁圆筒承受工作压力时，筒壁内的应力分布由按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成，内壁处的总应力有所下降，外壁处的总压力有所上升，均化沿筒壁厚度方向的应力分布，从而提高圆筒的初始屈服压力。
（选择）2-12承受横向均布载荷的圆形薄板，其力学特征是什么？其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是什么？
①．壳体的厚度、曲率及载荷连续，没有突变，构成壳体的材料的物理性能相同。壳体的厚度发生突变处，曲率突变及开孔处和垂直于壳面的集中载荷作用区域附近，无力矩理论是不适用的。
②．壳体的边界处不受法向力和力矩作用。
③．壳体的边界处约束的支承反力必须作用在经线的切线方向，边界处的变形，转角与挠度不受到限制。
（选择）2-13试比较承受横向均布载荷作用的圆形薄板，在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。
.
周边简支板的最大挠度远大于周边固支板的挠度。②.周边简支板的最大正应力大于周边固支板的应力。
周边固支σr max=3
4p R2
t2
边缘最大
σθmax=3
8p R2
大庆教育论坛
t2
（1+μ）中心最大
w f max=pR4
64D`
最大挠度在板中心
周边简支σr max=3(3+μ)中国人民解放军档案馆
8p R2
t2
中心最大
σθmax=3(3+μ)
8p R2
t2
中心最大
w s max=5+μ
1+μpR4
64D`
中心最大
2-14 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作比较，它们有何异同？
1.在内压作用下，这些壳体将产生应力和变形，当此应力超过材料的屈服点，壳体将产生
显著变形，直至断裂。
2.壳体在承受均布外压作用时，壳壁中产生压缩薄膜应力，其大小与受相等内压时的拉伸薄膜应力相同。但此时壳体有两种可能的失效形式：一种是因强度不足，发生压缩屈服失效；另一种是因刚度不足，发生失稳破坏。
（选择）2-15 试述影响承受均布外压圆柱壳的临界压力因素有哪些？为提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，应采用高强材料。对否，为什么？
对于给定外直径Do和壳壁厚度t的圆柱壳，波纹数和临界压力主要决定于，圆柱壳端部边缘或周向上约束形式和这些约束处之间的距离，即临界压力与圆柱壳端部约束之间距离和圆柱壳上两个刚性元件之间距离L有关。临界压力还随着壳体材料的弹性模量E、泊松比μ的增大而增加。非弹性失稳的临界压力，还与材料的屈服点有关。
弹性失稳的临界压力与材料强度无关，故采用高强度材料不能提高圆柱壳弹性失稳的临界压力。
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A＝0.207L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。
5-3 “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？
①圆筒上的轴向应力。由轴向弯矩引起。
②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。
三界演义③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。
④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。
(理解)6-1.换热设备有哪几种主要形式？
答：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。
（理解）2.间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？
可分为蛇管式换热武器，套管式换热器，缠绕管式换热器，管壳式换热器
（理解）6-3管壳式换热器主要有哪几种形式？换热管与管板连接有哪些方式？
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。
聚乙二醇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。
方式有 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）。
（理解）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？答：其振动分为纵向流诱振和横向流诱振，但一般纵向流诱振往往忽略
横向流诱振的主要原因：a漩涡脱离b流体弹性扰动c湍流颤振d声振动e射流转换横流速度低时易发生周期卡曼漩涡，这即可能产生管子振动又可产生声振动；横流速较高时，管子振动由流体弹性引起，不产生声振动，横流速高时，会出现射流转换引起的振动
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）
7-3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。
7-6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.筒体与座连接处的横截面。
北大投毒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）
8-7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：
①扭转变形；
②临界转速；我的择业观
③扭矩和弯矩联合作用下的强度；
④轴封处允许的径向位移。
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