过程设备设计2.1-2014.ppt

* 第二章 压力容器应力分析 CHAPTER Ⅱ STRESS ANALYSIS OF PRESSURE VESSELS 过程设备设计 载荷 压力容器 应力、应变 强度、刚度校核 过程设备设计 ●2.2 回转薄壳应力分析 2.2.1 薄壁圆筒的应力 2.2.2 回转薄壳的无力矩理论 本章主要内容 2.2.3 无力矩理论的基本方程 2.2.4 无力矩理论的应用 2.2.5 回转薄壳的不连续分析 ●2.1 载荷分析 2.1.1 载荷 2.1.2 载荷工况 过程设备设计 ●2.4 平板应力分析 2.4.1 概述 2.4.2 圆平板对称弯曲微分方程 本章主要内容 2.4.3 圆平板中的应力 2.4.4 承受轴对称载荷时环板中的应力 ●2.3 厚壁圆筒应力分析 2.3.1 弹性应力 2.3.2 弹塑性应力 2.3.3 屈服压力和爆破压力 2.3.4 提高屈服承载能力的措施 过程设备设计 ●2.6 典型局部应力 2.6.1 概述 2.6.2 受内压壳体与接管连接处的局部应力 本章主要内容 2.6.3 降低局部应力的措施 ●2.5 壳体的稳定性分析 2.5.1 概述 2.5.2 外压薄壁圆柱壳弹性失稳分析 2.5.3 其他回转薄壳的临界压力 过程设备设计 2.1 载荷分析 2.1 载荷分析 2.1.1 载荷 2.1.2 载荷工况 过程设备设计 2.1 载荷分析 2.1.1 载荷 载荷——能够在压力容器上产生应力、应变的 因素，如压力、风载荷、地震载荷等。 介绍： 压力容器全寿命周期内 可能遇到的主要载荷 压力载荷 非压力载荷 交变载荷 过程设备设计 2.1 载荷分析 一、压力 压力是压力容器承受的基本载荷。 压力 绝对压力 表压 以绝对真空为基准测得的压力。 通常用于过程工艺计算。 以大气压为基准测得的压力。 压力容器机械设计中，一般采用表压。 内压 外压 内、外压 2.1.1 载荷（续） 过程设备设计 2.1 载荷分析 一、压力（续） 压力容器中的压力来源 流体经泵或压缩机，通过与容器相连接的管道，输入容器内而产生压力，如氨合成塔、尿素储罐等。 加热盛装液体的密闭容器，液体膨胀或汽化后使容器内压力升高，如人造水晶釜。 盛装液化气体的容器，如液氨储罐、液化天然气储罐等，其压力为液体的饱和蒸气压。 液体静压力——装有液体的容器，液体重量将产生压力。 1 2 3 2.1.1 载荷（续） 过程设备设计 2.1 载荷分析 二、非压力载荷 整体载荷 局部载荷 作用于整台容器上的载荷，如重力、风、地震、运输等引起的载荷。 作用于容器局部区域上的载荷，如管系载荷、支座反力和吊装力等。 2.1.1 载荷（续） 过程设备设计 2.1 载荷分析 二、非压力载荷（续） a．重力载荷 计算重力载荷时，除容器自身的重量外，应根据不同的 工况考虑隔热层、内件、物料、平台、梯子、管系和由 容器支撑的附属设备等的重量。 定义——由容器及其附件、内件和物料的重量引起的载荷。 2.1.1 载荷（续） 过程设备设计 2.1 载荷分析 二、非压力载荷（续） 振动——风载荷作用下，除了使容器产生应力和变形外， 还可能使容器产生顺风向的震动和垂直于风向的 诱导振动。 b．风载荷 定义——作用在容器及其附件迎风面上的有效风压来计算 的载荷。 它是由高度湍流的空气扫过地表时形成的非稳定流动引起的。风的流动方向通常为水平的，但是它通过障碍物表面时，可能有垂直分量。 2.1.1 载荷（续） 第7.6节讲解 过程设备设计 2.1 载荷分析 二、非压力载荷（续） c．地震载荷 定义——作用在容器上的地震力，它产生于支承容器的地面 突然振动和容器对振动的反应。地震时，作用在 容器上的力十分复杂。为简化设计计算，通常采 用地震影响系数，把地震力简化为当量剪力和弯 矩。 地震影响系数与容器所在地的场地土类别、震区类型和地震烈度等因素有关，具体取值可参阅有关地震设计规范。 参见塔设备计算（第7.5节） 2.1.1 载荷（续） 过程设备设计 2.1 载荷分析 二、非压力载荷（续） d． 运输载荷 定义——指运输过程中由不同方向的加速度引起的力。 容器经陆路或海上运送到安装地点，由于运输 车辆或船舶的运动，容器将承受不同方向上的 加速度。 运输载荷可用水平方向和垂直方向加速度给出，也可用加速度除以标准重力加速度所得到的系数表示。 2.1.1 载荷（续） 过程设备设计 2.1 载荷分析 二、非压力载荷（续） 定义——指固置在船上的容器，由于