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第四章压力容器pressure vessel §1内压薄壁容器 §2内压容器封头 §3容器附件 §4外压容器 一、内压薄壁圆筒与球壳的应力计算 1、内压薄壁圆筒的计算 中间面直径为D，壁厚为δ，内部受到介质压力p 的作用。 在横的方向上（即筒体的径向）将发生直径增大的变形，经理论分析，在经过筒体轴线的纵截面内同时存在弯曲应力和拉应力，但弯曲应力与拉应力比起来要小得多。 在筒体器壁的纵截面内只存在均匀分布的拉应力，并称为环向应力。 采用截面法计算筒体内的应力，先计算轴向应力。 用一个垂直于筒体轴线的平面将筒体截成左右两部分，移去右面部分而研究左面部分的平衡。首先计算作用于封头的内压p产生的合力P。关于作用于曲面上的介质压力的合力计算有如下结论： 在作用任一曲面上的介质压力，其合力P等于压力p 作用于封头的合力方向所得投影面积A的乘积，而与曲面形状无关。在本例中，内压p作用于封头的合力P沿筒体轴线水平向右，故左侧封头曲面的投影面积A为： 所以，作用于封头的内压p产生的合力P为 P使左面部分有向左移动之趋势，为了保持原来的平衡，被移去的右面部分必给左面部分以作用力，即在筒体器壁的横截面内产生轴向应力。根据轴向平衡条件 有： 整理后得： 2、内压薄壁球壳的应力计算 二、强度条件与壁厚算计 1、内压薄壁圆筒的强度条件与壁厚计算 一般工艺条件确定的是圆筒内直径 ，在计算公式中，用内直径比用中间面直径方变更，为此，可将中间面直径 带入上式得： 解出式中的δ，整理后得内压圆筒的计算壁厚： 2、内压薄壁球壳的强度条件与壁厚计算 同理可得强度条件： 3、容器厚度的概念 ⑴计算厚度δ 指按各强度公式计算得到的厚度 ⑵设计厚度δd 指计算厚度与腐蚀裕量C2之和，即δd =δ+ C2 ⑶名义厚度δn 根据设计厚度加上钢材厚度负偏差C1后，向上圆整至钢材标准规格的厚度。常用钢板厚度（mm）为：3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、30等。此值应标注在设计图样上。 ⑸最小厚度δmin ①对碳素钢、低合金钢制容器， δmin不小于3mm ; ②对高合金钢制容器， δmin不小于2mm 。 4、容器的校核计算 旧容器的重新启用，正在使用的容器改变操作条件等属于校核性计算，相应的校核公式为： 三、设计参数的确定 设计参数包括设计压力、设计温度、许用应力、焊接接头系数及厚度附加量等 ③计算压力Pc。指在相应设计温下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力，计算压力=设计压力+液柱静压力液柱静压力5%设计压力时可忽略不计，即Pc=P。 2、设计温度 ：表4-1，4-1 焊接接头系数（f）： 四、容器的压力试验 将水注满容器后，再用泵逐步增压到试验压力，检验容器的强度和致密性。┃试验时将装设在容器最高处的排气阀打开，灌水将气排尽后关闭。 ┃开动试压泵使水压缓慢上升，达到规定的实验压力后，关闭直通阀保持30min，在此期间容器上的压力表读数应该保持不变。然后将之工作压力并保持足够长时间，对所有焊缝和联接部位进行检查。 ┃在试验过程中，应保持容器观察表面的干燥，如发现焊缝有水滴出现，表明焊缝有泄漏（压力表读数下降），应作标记，卸压后修补，修好后重新试验直到合格为止。 2、气压试验 气压试验过程 封头（按形状分） 按其承载的压力分： 二、标准椭圆形封头 1、构成：由长短半轴分别为a和b的半球壳和高度为h0的短圆筒（统称为直边）构成。 三、半球形封头 四、蝶形封头 1、构成：以为半径的球面，以r为半径的过渡圆弧（即折边）和高度为h0的直边。 2、考虑到蝶形封头边缘应力的影响，在设计中引入形状系数M，其壁厚计算公式为： 各种封头计算结果比较 封头的选择 1.几何方面——内表面积，容积。 2.力学方面——承载能力。 3.使用方面——满足工艺要求。 4.制造方面——难易程度，标准化程度。 5.材料消耗——金属耗量及其价格。 化工容器除了筒体和封头基本零件外，还有法兰、支座、人孔（手孔）、视镜、液面计和各种用途的接管等，这些统称为容器的附件。 2、公称压力 PN 一、外压容器的稳定性、临界压力计算 压力单位 压力的表示： 绝对压力 单位面积所受到的力 相对压力（表压） 绝对压力与大气压之差 真空度 大气压与绝对压力之差 Good buy! 2、标准椭圆形封头的壁厚计算公式： 3、标准椭圆封头的校核计算公式： 半球形封头的壁厚计算与球形容器相同， 球