過程設備設計(復習) (1)考試復習二民院

1、過程設備設計課程復習概要北方民族大學化工學院2015年6月o 說明：o 過程設備設計屬于專業(yè)主干課，通過考試檢驗同學們的學習效果。o 通過期末系統(tǒng)復習把有關內容消化，為今后畢業(yè)設計奠定基礎。o 以下只是學完該課程后需要同學們應該掌握的重點部分，如果有精力，盡量系統(tǒng)復習。第一章 、壓力容器導言：o （一）、基本概念（一）、基本概念o 1、過程設備的特點：過程設備的特點：o （1 1）功能原理多種多樣；）功能原理多種多樣；o （2 2）化機電一體化）化機電一體化o （3 3）外殼一般為壓力容器）外殼一般為壓力容器o 2、過程設備的要求：過程設備的要求：安全可靠安全可靠；滿足過程要求（主要指功能要求

2、和壽命要求）滿足過程要求（主要指功能要求和壽命要求）；綜合經濟性好；綜合經濟性好；易于操作、維護和控制o 3、 過程設備更新?lián)Q代的途徑：o （1）改變工作原理；o （2）改進制造工藝、結構和材料以提高其綜合技術性能；o （3）加強輔助功能使其更適應使用者o 4、過程裝備的內涵：o 單元過程設備和單元過程機器二者統(tǒng)稱為過程裝備。o 5、壓力容器的基本組成：o 壓力容器通常是由板、殼組成的焊接結構。過程過程設備設備=內件內件+外殼，外殼， 外殼一般包括外殼一般包括筒體、封頭、筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座和安全附件密封裝置、開孔接管、支座和安全附件，其功能，其功能是提供能承受一定溫度和壓力的

3、密閉空間是提供能承受一定溫度和壓力的密閉空間o 6、壓力容器的焊接接頭型式有哪些？o 對接、搭接、角接o 7、壓力容器按照承壓高低分為四個等級:o 低壓低壓(代號代號L)容器容器 0.1 MPap1.6 MPa;o 中壓中壓(代號代號M)容器容器 1.6 MPap10.0 MPa;o 高壓高壓(代號代號H)容器容器 10 MPap100 MPa;o 超高壓超高壓(代號代號U)容器容器 p100MPa。o 8、固定式壓力容器應具備的條件：、固定式壓力容器應具備的條件：o （1）最高工作壓力大于或者等于）最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（不含液體靜（不含液體靜壓力）；壓力）；o （2）工作壓力

4、與容積的乘積大于或者等于）工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa.L；o （3）盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等）盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標準沸點的液體于標準沸點的液體o （二）判斷題o 1、判斷下列容器屬一、二、三類容器的哪判斷下列容器屬一、二、三類容器的哪一類？一類？1 1）2000mm2000mm長度為長度為6000mm6000mm的液氨儲罐的液氨儲罐; ;2 2）p p為為4MPa4MPa的劇毒介質容器的劇毒介質容器; ;3 3）p p為為10MPa10MPa，V V為為800L800L的乙烯儲罐。的乙烯儲罐。4 4） 公路上汽油罐車公路上汽油罐

5、車5 5）設計壓力為）設計壓力為2.5Mpa2.5Mpa的空氣儲罐。的空氣儲罐。6 6）設計壓力為）設計壓力為1.5 Mpa1.5 Mpa的二氧化硫吸收塔。的二氧化硫吸收塔。第一章 、壓力容器導言：第一章 、壓力容器導言：o 2、按承載方式分類，壓力容器可分為：按承載方式分類，壓力容器可分為：（）A.A.內壓容器內壓容器B.B.外壓容器外壓容器C.C.反應壓力容器反應壓力容器D.D.真空容器真空容器第一章 、壓力容器導言：o 3、介質危害性有多種，其中影響壓力容器介質危害性有多種，其中影響壓力容器分類的是：（分類的是：（）A.A.毒性毒性B.B.腐蝕性腐蝕性C.C.氧化性氧化性D.D.易燃性易

6、燃性第二章 壓力容器應力分析o （一）、基本概念o 1、薄壁圓柱殼或薄壁圓筒劃分：薄壁圓柱殼或薄壁圓筒劃分：o 外直徑與內直徑的比外直徑與內直徑的比(D(Do o/D/Di i) )maxmax1.11.11.21.2；外直徑與內直徑的比值外直徑與內直徑的比值(D(Do o /D/Di i) )maxmax1.11.11.2 1.2 。o 2 2、無力距理論的適用條件假設：、無力距理論的適用條件假設：o 殼體材料連續(xù)、均勻、各向同性；殼體材料連續(xù)、均勻、各向同性；o 受載后的變形是彈性小變形；受載后的變形是彈性小變形；o 殼壁各層纖維在變形后互不擠壓；殼壁各層纖維在變形后互不擠壓；o 3、內壓

7、作用下的薄壁容器其筒體上任一點的應力情況：o 第二章 壓力容器應力分析內壓內壓pB點點軸向：經向應力或軸向應力軸向：經向應力或軸向應力圓周的切線方向：周向應力或環(huán)向應力圓周的切線方向：周向應力或環(huán)向應力壁厚方向：徑向應力壁厚方向：徑向應力r r三向應力狀態(tài)三向應力狀態(tài)、二向應力狀態(tài)二向應力狀態(tài)ro 4、不連續(xù)應力（邊緣應力）的特點;o 局部性、自限性o 5、厚壁圓筒熱應力的特點：o 第二章 壓力容器應力分析a.熱應力隨約束程度的增大而增大熱應力隨約束程度的增大而增大b.熱應力與零外載相平衡，是自平衡應力熱應力與零外載相平衡，是自平衡應力c.熱應力具有自限性，屈服流動或高溫蠕變熱應力具有自限性，

8、屈服流動或高溫蠕變可使熱應力降低可使熱應力降低d.熱應力在構件內是變化的熱應力在構件內是變化的o 6、第二章 壓力容器應力分析減小熱應力的措施減小熱應力的措施1 1、控制設備的加熱和冷卻速度、控制設備的加熱和冷卻速度2 2、控制和減小構件的熱變形約束、控制和減小構件的熱變形約束( (見圖）見圖）3 3、設置膨脹節(jié)、設置膨脹節(jié)4 4、采用良好的保溫層、采用良好的保溫層第二章 壓力容器應力分析7、降低局部應力的措施、降低局部應力的措施8、外壓的短圓筒，失穩(wěn)時，出現的波形個數為：、外壓的短圓筒，失穩(wěn)時，出現的波形個數為：（） A.A.兩個兩個 B.B.四個四個 C.C.大于兩個大于兩個 D.D.大于

9、四個大于四個第二章 壓力容器應力分析第二章 壓力容器應力分析（二）分析題：1 1、分析：、分析：問題：鋼板卷制圓筒形容器，縱問題：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個易裂？焊縫與環(huán)焊縫哪個易裂？2/24/pDpD筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，故縱焊縫易裂，施焊時應予以注故縱焊縫易裂，施焊時應予以注意。意。第二章 壓力容器應力分析（二）分析題：2 2、分析：、分析：問題問題1 1：錐形封頭為什么不適合：錐形封頭為什么不適合做壓力容器封頭？做壓力容器封頭？問題問題2:2:橢圓形封頭的應力分布橢圓形封頭的應力分布有什么特點？有什么特點？問題問題3:3:橢圓形封頭為什么

10、要設橢圓形封頭為什么要設置直邊段？置直邊段？第二章 壓力容器應力分析（三）計算題：1、用應力計算說明在同樣內壓力的作用下球形容器比圓筒型容器壁厚薄的理由。2、不同安裝方式下，充裝液體的內壓容器應力計算：p0第二章 壓力容器應力分析p0第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響的影響o 1、化工設備選材的重要性和復雜性、化工設備選材的重要性和復雜性o .操作條件的限制操作條件的限制o .制造條件的限制制造條件的限制o .材料自身性能的限制材料自身性能的限制o 2、選材要遵循、選材要遵循o 適用、安全和經濟的原則。適用、安全和經濟的原則。3、怎樣區(qū)分冷熱加

11、工？、怎樣區(qū)分冷熱加工？從金屬學的觀點來區(qū)分，冷、熱加工的分界線是從金屬學的觀點來區(qū)分，冷、熱加工的分界線是金屬的再金屬的再結晶溫度結晶溫度。第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響的影響4、焊接接頭組成？、焊接接頭組成？焊接接頭組成焊接接頭組成焊縫焊縫熔合區(qū)熔合區(qū)熱影響區(qū)熱影響區(qū)5、減少焊接應力和變形的措施、減少焊接應力和變形的措施如：如：盡量減少焊接接頭數量盡量減少焊接接頭數量相鄰焊縫間應保持足夠的間距相鄰焊縫間應保持足夠的間距盡可能避免交叉，避免出現十字焊縫盡可能避免交叉，避免出現十字焊縫焊縫不要布置在高應力區(qū)焊縫不要布置在高應力區(qū)焊前預熱等等

12、焊前預熱等等當焊接造成的殘余應力會影響結構安全運行時，還需設法消除焊接殘當焊接造成的殘余應力會影響結構安全運行時，還需設法消除焊接殘余應力。余應力。設計設計焊接工藝焊接工藝第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響o 6、材料的力學性能指標：、材料的力學性能指標：o 衡量衡量材料力學性能的指標材料力學性能的指標有有強度強度、硬度硬度、彈彈性性、塑性塑性、韌性韌性等。等。o 7、材料的加工工藝性能：材料的加工工藝性能：o 加工工藝性能包括加工工藝性能包括鑄造性鑄造性、鍛造性鍛造性、焊接性焊接性和和切削加工性切削加工性等。這些性能直接影響等。這些性能

13、直接影響化工設備和零部件的制造工藝方法和質量，化工設備和零部件的制造工藝方法和質量，因此加工工藝性能是化工設備選材時必須考因此加工工藝性能是化工設備選材時必須考慮的因素。慮的因素。第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 5、鐵碳合金應如何劃分歸類？鐵碳合金應如何劃分歸類？o 含碳量在含碳量在0.022的稱為鋼；大于的稱為鋼；大于2的稱為為鑄的稱為為鑄鐵鐵，小于小于0.02時，稱為工業(yè)純鐵時，稱為工業(yè)純鐵。純鐵和含碳量大。純鐵和含碳量大于于4.3的鑄鐵在工程上很少應用。的鑄鐵在工程上很少應用。o 6、金屬材料的熱處理的方法：、金屬材料的熱處理

14、的方法：o 熱處理熱處理表面表面熱處理熱處理普通普通熱處理熱處理表面表面淬火淬火化學熱化學熱處理處理退火退火正火正火淬火淬火回火回火第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 7、正火與退火的主要區(qū)別：、正火與退火的主要區(qū)別：o 正火與退火的主要區(qū)別正火與退火的主要區(qū)別在于在于冷卻速度不同冷卻速度不同。正火的冷卻速度比退火快，奧氏體轉變溫度正火的冷卻速度比退火快，奧氏體轉變溫度較低，組織中珠光體量增多，且珠光體比較較低，組織中珠光體量增多，且珠光體比較細，因此，強度和硬度提高。細，因此，強度和硬度提高。鑄、鍛件切削加工前一般進行退火或正火。鑄、

15、鍛件切削加工前一般進行退火或正火。第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 8、普通碳素鋼中含有的雜質元素：o 除含碳以外，碳鋼中的雜質元素有除含碳以外，碳鋼中的雜質元素有Mn、Si、S、P、O、N、H等。這些雜質等。這些雜質是由礦石及冶煉過程中帶入的，對鋼材性能是由礦石及冶煉過程中帶入的，對鋼材性能有一定影響：有一定影響：o S引起引起“熱脆熱脆”、 P引起引起“冷脆冷脆”、 O降降低鋼的強度、塑性。低鋼的強度、塑性。有害元素有害元素。 Mn使鋼的使鋼的強度提高、強度提高、Si有助于脫氧，有助于脫氧，有益元素有益元素。第三章第三章 壓力容器

16、材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 9、新國標對常見鋼的牌號表示方法及符號新國標對常見鋼的牌號表示方法及符號的規(guī)定：的規(guī)定：o Q235-AF中各字母、數字的意義：中各字母、數字的意義：Q：鋼材屈服點：鋼材屈服點“屈屈”字漢語拼音首位字母；字漢語拼音首位字母；235：此鋼的屈服極限為：此鋼的屈服極限為235MPa；A：質量等級。共有：質量等級。共有A、B、C、D四個等級；四個等級；其中其中Q195和和Q275不分等級，不分等級，Q215和和Q255分分A、B兩個等級，兩個等級，Q235分四分四個等級個等級第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材

17、料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 0Cr13 含碳量小于0.08%，含鉻13%o 0Cr18Ni9：含碳量小于0.08%，含鉻18%，含鎳9%o 15CrMoR00Cr19Ni1009MnNiD20MnMoo 10、金屬材料在焊接厚板時必須在焊接接頭處開適當的、金屬材料在焊接厚板時必須在焊接接頭處開適當的坡口，坡口的主要作用是什么？坡口，坡口的主要作用是什么？o 第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 11、 對焊接接頭進行必要的檢驗是保證焊對焊接接頭進行必要的檢驗是保證焊接質量的重要措施，常用的焊接的檢驗方法接質量的重要措施，常用的

18、焊接的檢驗方法有哪些？有哪些？ o 外觀檢查、無損探傷、水壓試驗和氣壓試驗、外觀檢查、無損探傷、水壓試驗和氣壓試驗、o 焊接接頭的力學性能試驗焊接接頭的力學性能試驗o 12、焊縫的內部缺陷：、焊縫的內部缺陷：o 未焊透、夾渣、氣孔、裂紋、未焊透、夾渣、氣孔、裂紋、第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 13、在鋼材焊縫邊緣開坡口的目的。o 14、壓力容器焊縫的接頭型式有哪些第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響能的影響o 1、壓力容器按照設計壓力劃分等級、壓力容器按照設計壓力劃分等級第四章第四章

19、壓力容器設計壓力容器設計容器分類容器分類設計壓力設計壓力 p （MPa）低壓容器低壓容器0.1p1.6中壓容器中壓容器1.6p10高壓容器高壓容器10p100超高壓容器超高壓容器p100一、概念部分一、概念部分o 2、壓力容器按照管理等級可以分為三、壓力容器按照管理等級可以分為三類：類：o 會判斷容器類別：會判斷容器類別：o 1 1）壓力為）壓力為0.8MPa0.8MPa的低溫液氨儲罐的低溫液氨儲罐; ;o 2 2）p p為為4MPa4MPa的氰化鈉介質儲存容器的氰化鈉介質儲存容器; ;o 3 3）p p為為1.65MPa1.65MPa的管殼式余熱鍋爐。的管殼式余熱鍋爐。o 4 4） 工作壓力

20、為工作壓力為23.5Mpa的尿素合成塔的尿素合成塔第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 3、壓力容器失效形式：壓力容器失效形式：o 按照失效原因，壓力容器失效形式可以分為強度按照失效原因，壓力容器失效形式可以分為強度失效、剛度失效、失穩(wěn)失效、泄露失效。失效、剛度失效、失穩(wěn)失效、泄露失效。o 4 4、薄壁圓筒受內壓環(huán)向應力與軸向應力的大小比、薄壁圓筒受內壓環(huán)向應力與軸向應力的大小比較：較：o 筒體上開橢圓孔，如何開孔？筒體上開橢圓孔，如何開孔？o 5 5、什么是壓力容器常規(guī)設計？什么是壓力容器常規(guī)設計？o 常規(guī)設計稱為常規(guī)設計稱為“按規(guī)則設計按規(guī)則設計”，只考慮單一的最，只考慮單一的最大載荷

21、工況，大載荷工況，按一次施加的靜力載荷處理，不考慮交變載荷，也不按一次施加的靜力載荷處理，不考慮交變載荷，也不區(qū)分短期載荷和永久載荷，因而不涉及容器的疲勞區(qū)分短期載荷和永久載荷，因而不涉及容器的疲勞壽命問題。壽命問題。第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 6、對于薄壁壓力容器，會用應力公式（中經公式推導壁厚計算公式。o 7、厚壁壓力容器圓筒組合形式有那些 ？o 多層包扎式、熱套式、繞板式、整體多層包扎式、繞帶式o 8、壓力容器設計技術主要參數有哪些？o 設計壓力、設計溫度、厚度及其附加量、焊接接頭系數、許用應力等第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 9、壓力容器立式容器和臥式容器支座型

22、式：o 臥式：鞍座、圈座、支腿臥式：鞍座、圈座、支腿o 立式：耳式支座、支承式支座、裙式支座立式：耳式支座、支承式支座、裙式支座o 10 10、各支座在校核載荷時如何確定數量？各支座在校核載荷時如何確定數量？o 夾套反應器四個耳座、臥式換熱器兩個鞍座o 11、分清楚容器設計的幾種厚度，并搞清楚它們之間的關系：o 計算厚度、設計厚度、名義厚度、有效厚度，第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 12、壓力容器設計過程中，各種參數的選取：o 焊縫系數、壁厚負偏差、腐蝕裕度、設計壓力、設計溫度、許用應力o 13、外壓容器設計兩種基本方法：o 公式法、圖算法o 需要設定壁厚，反復試算，直到合適為止。o

23、 外壓容器為什么要設置加強圈？第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 14、壓力容器封頭類型：、壓力容器封頭類型：o 球形封頭與橢圓形封頭的內應力分布特點球形封頭與橢圓形封頭的內應力分布特點對比對比第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 15、受內壓的錐形封頭與球形封頭 其內應力分布特點？o 16、為什么壓力容器很少采用平板封頭？o 17、壓力容器局部開孔補強結構形式有哪些？o 補強圈補強、厚壁接管補強、整鍛件補強o 18、開孔補強設計準則：o 等面積補強法、壓力面積補強法、極限載荷補強法第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 19、 影響法蘭密封的因素主要有哪些影響法蘭密封的因素主要有

24、哪些: o 螺栓預緊力；螺栓預緊力；o 壓緊面質量（密封面特征）；壓緊面質量（密封面特征）；o 墊片性能；墊片性能；o 法蘭剛度和螺栓剛度；法蘭剛度和螺栓剛度； 操作條件的影響。操作條件的影響。第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 20、壓力容器和管道中常用的法蘭密封面壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型式：型式：o 突面、突面、凹凸面、榫槽面（各適用場合）凹凸面、榫槽面（各適用場合）o 21、根據工作條件選取標準法蘭：、根據工作條件選取標準法蘭：o 法蘭公稱壓力：法蘭公稱壓力：與最大操作壓力、操作溫與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關。見下面法蘭標準局部：度以及材料有關。見下面法蘭標準局部

25、：第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計給定法蘭的工作溫度、工作壓力根據下表會選用法蘭。如工作溫度給定法蘭的工作溫度、工作壓力根據下表會選用法蘭。如工作溫度280，工作，工作壓力為壓力為0.9MPa,應選用那種法蘭？應選用那種法蘭？第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 22、壓力容器耐壓試驗:o 23、壓力容器泄漏試驗：o 24、壓力容器安全泄放裝置有哪些？o 25、壓力容器焊接結構設計： 第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 二、計算題二、計算題o 1、內壓容器計算：、內壓容器計算：o 例題例題1-1：某化工廠欲設計一臺石油氣分離工程中：某化工廠欲設計一臺石油氣分離工程中的乙烯精餾塔

26、。工藝要求為塔體內徑的乙烯精餾塔。工藝要求為塔體內徑Di=600mm；設計壓力；設計壓力p2.2MPa；工作溫度；工作溫度t-3-20。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。o 解析：由于石油氣對鋼材腐蝕不大，溫度在解析：由于石油氣對鋼材腐蝕不大，溫度在-20以上，承受一定的壓力，故選用以上，承受一定的壓力，故選用16MnR。 根據根據式式(10-12)第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o d為設計厚度為設計厚度22CppDtid式中式中p2.2MPa；Di=600mm； 170MPa =0.8(已知已知)； C2=1.0 mm 得：得：第四章第四章 壓力容器設計壓力

27、容器設計mmd89. 50 . 12 . 28 . 017026002 . 2考慮鋼板厚度負偏差考慮鋼板厚度負偏差C C1 10.6mm0.6mm圓正取圓正取 n n=7mm=7mm水壓試驗時的應力水壓試驗時的應力 校核： 第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計16MnR的屈服限的屈服限s=345MPa（附錄表（附錄表6）sT9 .0o 2、外壓容器計算：、外壓容器計算：o 例題：有一臺聚乙烯聚合釜，外徑例題：有一臺聚乙烯聚合釜，外徑1580mm，高高7060mm，壁厚，壁厚llmm，材質為，材質為0Crl8Ni9，試確定釜體的最大允許外壓力。試確定釜體的最大允許外壓力。(設計溫度為設計溫度為

28、200。) o 解：首先判斷外壓圓筒的臨界長度解：首先判斷外壓圓筒的臨界長度Lcr, Lcr=1.17DoDo/e/Do=1580mm, o e=11-0.8=10.2(mm).o Lcr=1.17*15801580/10.2=23007.6mm,Lcr大于筒體高度，所以屬于短圓筒。大于筒體高度，所以屬于短圓筒。第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計o 根據短圓筒臨界壓力計算公式得：o Pcr=2.59Et(e/ Do)2.5 /（L/Do） Et=1.84*105Mpa,帶入上式得：o Pcr=2.59*1.84*105（10.2/15802.5/(7060/1580) Pcr =0.36M

29、pa。o 取安全系數為m=3,則【P】=Pcr/m=0.119 Mpa. 聚合釜的最大允許外壓力為0.119MPa30)(20.2DEpetcr)/()/(59.205.20DLDEpecr第四章第四章 壓力容器設計壓力容器設計第五章第五章 儲運設備儲運設備o 基本概念：o 1、設計雙鞍座臥式容器時，支座位置應按照那些、設計雙鞍座臥式容器時，支座位置應按照那些原則確定？試說明理由原則確定？試說明理由o根據均布載荷的外伸梁的力學分析可知，當外伸梁的長根據均布載荷的外伸梁的力學分析可知，當外伸梁的長度度A為梁的全長為梁的全長L的的0.207倍時，跨間的最大彎矩與支倍時，跨間的最大彎矩與支座截面處的

30、彎矩座截面處的彎矩(絕對值絕對值)相等，若外伸加長，支座截相等，若外伸加長，支座截面處的應力加大。因而，臥式容器通常要求面處的應力加大。因而，臥式容器通常要求A0.2L。o此外，由于封頭的剛性大于圓筒體的剛性，封頭對于圓此外，由于封頭的剛性大于圓筒體的剛性，封頭對于圓筒體有加強作用，若支座鄰近封頭，即筒體有加強作用，若支座鄰近封頭，即A0.5D0（D0為圓筒平均外徑），則可充分利用封頭的加強效應。因為圓筒平均外徑），則可充分利用封頭的加強效應。因此在滿足此在滿足A0.2L時，尚應盡量滿足時，尚應盡量滿足A0.5D0。第五章第五章 儲運設備儲運設備o 和立式容器一樣，臥式容器的支座也應固定在基礎

31、上。和立式容器一樣，臥式容器的支座也應固定在基礎上。但是，環(huán)境和物料溫度的變化會使臥式容器的圓筒體產但是，環(huán)境和物料溫度的變化會使臥式容器的圓筒體產生伸縮，若因支座固定而不允許圓筒體伸縮，圓筒體內生伸縮，若因支座固定而不允許圓筒體伸縮，圓筒體內部將增加附加應力。因此臥式容器只允許一個支座固定，部將增加附加應力。因此臥式容器只允許一個支座固定，另一支座的地腳螺栓孔開成長圓孔，允許滑動。另一支座的地腳螺栓孔開成長圓孔，允許滑動。o 2 2、雙鞍座臥式容器設計中應計算那些應力？試分析這、雙鞍座臥式容器設計中應計算那些應力？試分析這些應力是如何產生的？些應力是如何產生的？o 圓筒軸向應力圓筒軸向應力計

32、算及校核：主要包括兩支座跨中截面處計算及校核：主要包括兩支座跨中截面處筒體的軸向應力和支座截面處圓筒的軸向應力。筒體的軸向應力和支座截面處圓筒的軸向應力。o這些軸向應力是由于內壓與筒體的重力載荷引起的。這些軸向應力是由于內壓與筒體的重力載荷引起的。o 圓筒和封頭切應力圓筒和封頭切應力的計算及校核：的計算及校核：o 分三種情況，支座截面處有加強圈、無加強圈等。分三種情況，支座截面處有加強圈、無加強圈等。o 支座截面處的環(huán)向應力支座截面處的環(huán)向應力計算：計算：o 由支座反力產生的切應力會對圓筒徑向產生環(huán)向彎矩由支座反力產生的切應力會對圓筒徑向產生環(huán)向彎矩1122cieiePRMR23212ciei

33、ePRMKR24222cieiePRMKR（1）軸向彎矩（軸向彎矩（M M1-M-M2 ）的計算）的計算（2 2）軸向應力（）軸向應力（1-4 ）的校核）的校核（跨中）)(11ALCFM（支座處）)1(2322CARCLACFAMi1222cieiePRMR1：跨中截面最低點（壓應力），：跨中截面最低點（壓應力），2：跨中截面最高點（拉應力），：跨中截面最高點（拉應力），3：支座截面最低點（壓應力），：支座截面最低點（壓應力），4：支座截面最高點（拉應力），：支座截面最高點（拉應力），K1、K2為系數為系數第五章第五章 儲運設備儲運設備o 3、儲罐設計裝填系數的確定：o 一般對液化氣體有充裝系

34、數的說法，確定充裝系數是為了確一般對液化氣體有充裝系數的說法，確定充裝系數是為了確保液化氣體在升溫時，儲罐內能保留一定的氣相安全空間，保液化氣體在升溫時，儲罐內能保留一定的氣相安全空間，不至于液化氣體體積膨脹，引起儲罐的壓力劇增。因此首先不至于液化氣體體積膨脹，引起儲罐的壓力劇增。因此首先確定儲罐的安全系數。再用液化氣體的飽和密度乘以有效容確定儲罐的安全系數。再用液化氣體的飽和密度乘以有效容積系數。積系數。o 一般設計容積大于裝填容積，裝填容積大于實際容積。例如一般設計容積大于裝填容積，裝填容積大于實際容積。例如液化儲罐設計容積就是儲罐的具體容積，裝填容積就是因為液化儲罐設計容積就是儲罐的具體

35、容積，裝填容積就是因為按照盛裝介質的理化性質，需要在里面安裝溫度、壓力等容按照盛裝介質的理化性質，需要在里面安裝溫度、壓力等容器，所以需要富裕一定的空間。液化石油氣在一定條件下易器，所以需要富裕一定的空間。液化石油氣在一定條件下易氣化，所以實際重裝的液化氣不易裝滿，一般充裝系數為氣化，所以實際重裝的液化氣不易裝滿，一般充裝系數為0.85.0.85.o 根據根據GB18442GB18442低溫絕熱壓力容器低溫絕熱壓力容器6.3.2.16.3.2.1的規(guī)定的規(guī)定“有效容有效容積不得超過幾何容積的積不得超過幾何容積的95%”95%”，所以充裝系數都在，所以充裝系數都在0.950.95以下，以下，現在

36、大部分低溫壓力容器生產廠家取的都在現在大部分低溫壓力容器生產廠家取的都在0.90.9到到0.950.95之間，之間，充裝系數越低，氣相空間越大，相對而言稍微安全點，但要充裝系數越低，氣相空間越大，相對而言稍微安全點，但要達到固定的有效容積，幾何容積就會做的越大，材料消耗稍達到固定的有效容積，幾何容積就會做的越大，材料消耗稍微多一點點。微多一點點。第五章第五章 儲運設備儲運設備第五章第五章 儲運設備儲運設備o 4、球罐一般開設幾個人孔？怎樣布局？球罐一般開設幾個人孔？怎樣布局？o 人孔是球罐便于檢修人員進入其內部進行檢驗和檢修的通道。球罐人孔是球罐便于檢修人員進入其內部進行檢驗和檢修的通道。球罐

37、在施工過程中，罐內的通風、煙塵的排除以及腳手架、工器具至內在施工過程中，罐內的通風、煙塵的排除以及腳手架、工器具至內件的組裝也是需要通過人孔來完成。件的組裝也是需要通過人孔來完成。o 根據工作需要，球罐一般需要開設兩個人孔，分別設置在上下極板根據工作需要，球罐一般需要開設兩個人孔，分別設置在上下極板上，球罐必須進行焊后整體熱處理，則人孔應設置在上下極板的中上，球罐必須進行焊后整體熱處理，則人孔應設置在上下極板的中心。球罐人孔直徑以心。球罐人孔直徑以DN500DN500為主。為主。o 5 5、設計球形儲罐應考慮那些載荷？各種罐體形式有何特點？、設計球形儲罐應考慮那些載荷？各種罐體形式有何特點？o 第六章第六章 換熱設備換熱設備一、基本概念：1、換熱器按照傳熱方式如何劃分？第六章第六章 換熱設備換熱設備換熱設備的設計內容換熱設備的設計內容工藝尺寸的工藝尺寸的設計計算設計計算整體結構及整體結構及零部件結構設計零部件結構設計一、基本概念：2、換熱器設計包括那些內容？第六章第六章 換熱設備換熱設備3、換熱設備應滿足的基本要求、換熱設備應滿足的基本要求：（1）滿足工藝要求（工藝過程所要求的溫）滿足工藝要求（工藝過程