过程设备设计全面复习介绍.doc

绪论 GB150、JB4732三个标准有何不同？它们的适用范围是什么？ 答：GB150《钢制压力容器》属于常规设计标准；JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》是分析设计标准。JB/T4735与GB150及JB4732没有相互覆盖范围，但GB150与JB4732相互覆盖范围较广。 GB150的适用范围： 设计压力为0.1MPa≤p≤35MPa，真空度不低于0.02MPa；设计温度为按钢材允许的使用温度确定（最高为700℃，最低为-196℃）；对介质不限；采用弹性失效设计准则和失稳失效设计准则；应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础，并引入应力增大系数和形状系数；采用最大应力理论；不适用疲劳分析容器。 JB4732的适用范围：设计压力为0.1MPa≤p100MPa，真空度不低于0.02MPa；设计温度为低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度（最高为475℃）；对介质不限；采用塑性失效设计准则、失稳失效设计准则和疲劳失效设计准则，局部应力用极限分析和安定性分析结果来评定；应力分析方法是弹性有限元法、塑性分析、弹性理论和板壳理论公式、实验应力分析；采用切应力理论；适用疲劳分析容器，有免除条件。 3、过程设备的应用：加氢反应器，储氢容器，超高压食品杀菌釜，核反应堆，超临界流体萃取装置 4、过程装备的特点：（1）功能原理多种多样（2）机电一体化（3）外壳多为压力容器 5、过程设备的基本要求：安全可靠；满足过程要求；综合经济性好；易于操作、维护和控制；优良的环境性能 1.压力容器导言 1、压力容器基本组成：筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件 2、圆筒按其结构可分为单层式和组合式 3、封头形式凸形封头：球形、椭圆形、蝶形和球冠形封、锥壳、平盖 4、封头与筒体的连接：不可拆式（焊接）可拆式（螺栓连接） 5、安全附件主要有：安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计 测温仪表等 6、介质危害性：指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等。其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性 7、压力容器分类：①按压力等级分：低压(L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 Mpa；中压(M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 Mpa； 高压(H)容器 10 MPa≤p＜100 Mpa；超高压(U)容器 p≥100MPa ②按作用分：反应压力容器 (代号R)；换热压力容器（代号E）；分离压力容器（代号S）；储存压力容器（代号C，其中球罐代号B） ③按安装方式分：固定式压力容器；移动式压力容器 2.压力容器应力分析 1、载荷：压力、非压力载荷、交变载荷 非压力载荷：整体载荷（重力、风、地震、运输、波动载荷）；局部载荷：管系载荷、支座反力、吊装力 2、载荷工况|：正常操作工况、特殊载荷工况（压力试验、开停车及检修）、意外载荷工况（紧急状态下快速启动、紧急状态下突然停车） 3、壳体：以两个曲面为界，且曲面之间的距离远比其它方向尺寸小得多的构件。 壳体中面：与壳体两个曲面等距离的点所组成的曲面。 薄壳：壳体厚度t与其中面曲率半径R的比值（t/R）max≤1/10。 薄壁圆筒：外直径与内直径的比值Do/Di≤1.1~1.2 厚壁圆筒：外直径与内直径的比值Do /Di≥1.2 4、回转薄壳应力分析基本假设： a.壳体材料连续、均匀、各向同性； b.受载后的变形是弹性小变形； c.壳壁各层纤维在变形后互不挤压 轴向平衡： 5、无力矩理论: 只考虑薄膜内力, 忽略弯曲内力的壳体理论。有力矩理论: 同时考虑薄膜内力和弯曲内力的壳体理论。 无力矩理论所讨论的问题都是围绕着中面进行的。因壁很薄，沿壁厚方向的应力与其它应力相比很小，其它应力不随厚度而变，因此中面上的应力和变形可以代表薄壳的应力和变形。 6、拉普拉斯方程：（微元） 区域平衡方程 7、热应力：因温度变化引起的自由膨胀或收缩受到约束，在弹性体内所引起的应力，称为热应力。 热应力的特点： a. 热应力随约束程度的增大而增大 b. 热应力与零外载相平衡，是自平衡应力 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 8、回转壳的不连续效应：组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象，称为“不连续效应”或“边缘效应”。 不连续应力有两个特征：局部性和自限性。 局部性：随着里边缘距离的增加，各内力呈指数函数迅速衰减以致消失。 自限性：不连续应力是由弹性变形受到约束所致，因此对于用塑性材料制造的壳体，当连接边缘的局部区产生塑变形，这种弹性约束就开始缓解，变形不会连续发展，不连续应力也自动限制，这种性质称不连续应力的自限性。3%），具有优良的综合力学性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能等均优于相同含碳