压力容器强度计算公式及说明.doc

压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P：9.8×104Pa ≤P≤9.8×106Pa，不包括液体静压力； 2、容积V≥25L，且P×V≥1960×104L Pa; 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2 考虑实际因素， δ＝+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs/n，MPa； φ— 焊缝系数，0.6～1.0； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P的厚壁圆筒 ①K＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）） 环向应力σθ＝） 轴向应力σz= 式中，a—筒体内半径，㎜；b—筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝ σ2=σz= σ3=σr=-P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝≤[σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： ≤[σ] 式中，K＝a/b 3、受外压P的厚壁圆筒 径向应力σr＝－） 环向应力σθ＝－） 4、一般形状回转壳体的应力计算 经向应力 σz= 环向应力 式中，P —内压力，MPa； ρ1—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（纬） ρ2—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（经） s—壳体壁厚，㎜。 5、封头设计 ①受内压的标准椭圆形封头，顶点应力最大，σz＝σt=P·a/s(椭圆长轴)，由第一强度条件，再考虑到焊缝削弱及材料腐蚀等影响，则标准椭圆形封头的壁厚计算公式为： 式中，s—封头壁厚，㎜； P—设计压力，MPa; D—封头内径，㎜； [σ]t— 设计温度下的材料许用应力，MPa； φ— 焊缝系数； C— 壁厚附加量，㎜。 ② 受内压的平盖设计 周边固支，最大径向应力在周边，周边的应力， 径向应力σr＝ 环向应力σθ＝ 式中，t—圆板厚度，㎜； R—圆板半径，㎜； μ—材料的波松比。 周边铰支，最大应力发生在圆板中心处，中心应力表达式为， σr＝σθ＝ 圆形平盖的设计公式为（根据第一强度理论）： 式中，t—平盖厚度，㎜； D—计算直径，㎜； K—结构特征系数，查表； c— 壁厚附加量，㎜。