化工机械第五章压力容器论述.ppt

影响筒体临界压力的因素主要有筒体尺寸（筒体长度、壁厚、直径）、材料性能以及筒体的形状精度等。 2.临界压力的计算 当圆筒长度超过某一极限长度Lcr值后，封头对筒壁中部的支撑作用将消失，此时圆筒的变形波为n=2，这类圆筒为长圆筒，当筒体长度小于Lcr值时，圆筒的变形收到封头的支撑影响，其变形波为n2，这类圆筒为短圆筒。 1.长圆筒 长圆筒易被压扁，其临界压力Pcr值按下式计算： (5-20) 其中：Pcr——临界压力，MPa； E ——材料在设计温度下的弹性模量， MPa； δe ——圆筒的有效厚度，mm； Do ——圆筒的外直径，mm。 2.短圆筒 短圆筒的临界压力值按下式计算： (5-21) 式中：L ——圆筒的计算长度，mm，由图5-19确 定，按两个刚性构件之间的距离， 取大值。 5.4.2 外压容器的设计 1.设计参数的确定 设计压力P是外压容器厚度计算的重要设计参数，设计压力应取正常工作时，容器内外可能出现的最大压差，对于真空设备，装有安全控制装置时，P=1.25P压差，或P=0.1 MPa两者中的小值；当无安全控制装置时，设计压力P=0.1 MPa ，在以上基础上考虑相应的液体静压力，得到设计压力P。 对于受到夹套内外压力作用，或两个压力室作用的容器或容器构件，设计压力P取各压力室可能出现的最大压差为设计压力值。 2.外压圆筒图算法 外压薄壁圆筒的壁厚计算有解析法和图算法，图算法是借助计算图来确定壁厚，这种方法比较简单，且我国压力容器设计规定采用图算法进行外压壁厚设计。 1. 的外压圆筒和管子 设计方法与步骤： 1）假设外压圆筒或管子的名义厚度，则 ； 2）计算外径， 计算 和 ； 3）在圆筒几何参数计算图纵 坐标上找到L/Do值，过此 点向右作水平线与Do/δe 线相交得到交点，过此 点作铅垂线与横坐标相交 得到系数A。 4）按筒体所用材料选相应厚度计算图，在图 的横坐标上找到系数A，若A值位于设计温 4）按筒体所用材料选相 应厚度计算图，在图 的横坐标上找到系数 A，若A值位于设计温 度线下方，且A值与温 度线有交点，则向上 作铅垂线，与温度相 交，得到交点作水平 线向右侧得到相应系 数B值。并按下式计算 许用外压力[P]： MPa (5-22) MPa (5-23) 5）比较P与[P]，[P]应大于并接近P，所选名 义厚度合理，否则应重新假设圆筒的名义 厚度值，再重复以上步骤，直到[P]大于并 接近P为止。 对于Do/δe20的外压圆筒和管子，其设计方法与上相同。 若所得A值位于设计温度下材料线与横坐标交点的左方，则许用外压力[P]为 3.外压封头图算法 外压容器封头的结构形式与内压容器相同，在外压作用下，封头与筒体一样，也存在失稳问题。故也是采用图算法进行封头壁厚的设计。 1.半球形封头 受外压的半球形封头壁厚的设计步骤如下： 1）假设半球形封头名义厚度为，则 2）由 ，计算 3）按（5-24）式计算A值： （5-24） 4）根据封头材料，选取壁厚计算图，在横坐 标上找到系数A值点，若A值在设计温度下 材料线与横坐标交点在右方，过此点作铅 垂线与温度线相交，得到交点后作水平线 与右侧纵坐标相交得到B值。于是许用外 压[P]为 （5-25） 若A值在温度线与横坐标交点的左方，则用下式计算许用外压力[P] （5-25） 5）比较计算外压P与许用外压[P]，[P]大于 P，且接近P，则所设名义厚度合理，否则 应重新假设封头名义厚度值，重复以上 步骤，直到[P]大于P，且接近P值为止。 2.椭圆形封头 受外压作用的椭圆封头厚度计算，设计步骤与半球形封头相同，只是半径Ro取椭圆形封头的当量外半径。即 其中：K1——椭圆形长短轴壁纸不同而设的修 正系数。对于标准椭圆形封头 K1=0.9 4.提高外压容器稳定性的途径 1.改变容器的几何尺寸 在外压圆筒材料和直径都已确定的条件下，增加筒体壁厚或者缩短筒体计算长度，都能提高筒体的临界压力，因而提高筒体的稳定性。两者减小计算长度更加有利。 2 .增设圈加强 将长圆筒变成短圆筒的有效措施