压力容器应力分析(StressAnalysesofpressure-西安石油大学.DOC

西安石油大学 院(系)：机械工程学院 教研室(系)：化工机械系 课程名称 过程设备设计基础 总学时 36 学分 2 讲授 学时 30 上机 学时 实验 学时 6 专 业 过程装备与控制工程 班 级 装备0401，0402，0403,0404 任课教师 李臻、樊玉光、李晓红 职 称 副教授、教授、副教授 教学目的和要求 本课程是过程设备与控制工程专业的学科大类基础课程。其目的是综合运用基础课和技术基础课的基本理论，培养学生具有进行压力容器设备的工程设计初步能力，主要包括： 遵从国家标准进行压力容器的强度设计稳定性设计。能从材料、强度、结构、制造、方面对进行综合分析设计保证设计质量。过程设备设计基础课程的数学目的是使学生获得基础力学和金属材料知识，同时具备常压、低压化工设备的设计和能力，并了解压力容器监察管理法规，。 教学重点、难点 教学重点： 封机理、垫片与压紧面的选择；开孔补强设计的要求、等面积补强计算；工艺管道温差应力、工艺管道支承与固定。塔设备设计中的：板式塔塔盘设计、填料塔液体分布和再分布装置、填料支承装置结构。换热设备设计中的：管壳式换热器机械结构设计。 教学难点： 铁碳合金材料的合金状态图。回转壳体的几何特性理解，薄膜应力理论的基本方程推导；典型壳体的薄膜应力解。内压圆筒厚度设计、球壳厚度的设计。外压稳定性概念、外压圆筒的失效和设计准则、影响临界压力的因素。法兰密封机理、垫片与压紧面的选择、螺拴设计、法兰的设计。板式塔塔盘、填料塔液体分布和再分布装置、填料支承装置结构。管壳式换热器机械结构。管壳式换热器设计计算方法。 教材和参考书 建议教材：郑津洋等编，《过程设备设计》，化学工业出版社，2005年7月 主要参考书： ［1］王志文编，《化工容器设计》（第二版），化学工业出版社，1999年2月；1995年5月  《过 程 设 备 设 计》 郑津洋 董其伍 桑芝富 (化工出版社) 参考资料: 1、《化工容器设计》；２、《化工设备设计》； ３、《GB150-1998》、《GB151-1998》；４、《化工设备机械基础》； ４、《化工设备设计全书》13册 绪 论 一、过程装备与控制工程专业的来历: 二、过程装备的概念和范围: 过程装备——完成一系列物理或化学的加工处理过程的设备。 化工过程设备的范畴——化工生产过程中的静设备。 三、过程设备的特点 a、功能原理多种多样;ｂ、化机电一体化;ｃ、外壳一般为压力容器; ｄ、单件生产,成本高。  四、过程设备的基本要求 安全可靠①材料的强度高、韧性好;②材料与介质相容;③结构有足够的刚度和抗失稳能力;④密封性能好。 满足过程要求①功能要求;②寿命要求 综合经济性好 ①生产效率高;②结构合理;③易于运输、安装 操作简单、易于维护和控制①简单操作; ②可维护性; ③便于控制 优良的环境性能跑、冒、滴、漏、噪音 1、 压力容器导言 1压力容器总体结构 基本组成 ①筒体（Cylinder）;②封头(Formed head);③密封装置(Seal Units);④开孔与接管;⑤支座(support);⑥安全附件(Safe attachment) 压力容器零部件的连接——焊接、法兰连接和螺纹连接 1.2压力容器的分类一、介质的危害性毒性 毒性是指某种化学毒物引起机体损伤的能力，用来表示毒物剂量与毒性反应之间的关系。毒性大小一般以化学物质引起实验动物某种毒性反应所需要的剂量来表示。 介质分为极度危害(L级)、高度危害(Ⅱ级)、中度危害(Ⅲ级)、轻度危害(iv级)等四个级别。以每立方米的空气中含毒物的毫克数来表示，单位是mg／m3。一般划分标准为： 极度危害(I级) 最高容许质量浓度 0.1 mg／m3； 高度危害(Ⅱ级) 最高容许质量浓度 0.1～1.mg／m3； 中度危害(Ⅲ级) 最高容许质量浓度 1.0～10mg／m3； 轻度危害(1V级) 最高容许质量浓度 ≥10mg／m3。 如Q235-A或Q235—B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应逐张进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还—应进行l00％射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。 毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如内部介质为中度毒性危害，选用的管法兰公称压力应不小于1.0MPa；内部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃性 可燃气体或蒸气与空气的混合物遇着明火能够发生爆炸的浓度范围称爆炸浓度极限，爆炸时的最低浓