过程设备设计第四章(4.3.2.4).pptVIP

过程设备设计 六、加强圈的设计计算 将长圆筒转化为短圆筒，可以有效地减小筒体 厚度、提高筒体稳定性，即 目的 加强圈设计 加强圈的间距 截面尺寸 结构设计 过程设备设计 当圆筒的δe/Do已知，且计算外压pc值给定时，可由短圆 筒许用外压力计算公式导出加强圈的最大间距，即 1.加强圈的间距 设置加强圈，必须使其属于短圆筒才有实际作用。 （4-33） 结论： 加强圈数量增多，Lmax值减小, 筒体厚度减薄； 反之，筒体厚度须增加。 * 过程设备设计 4.3 常规设计 4.1 概述 4.2 设计准则 4.3 常规设计 4.4 分析设计 4.5 疲劳分析 4.6 压力容器设计技术进展 4.3.3 封头设计 4.3.4 密封装置设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4.3.6 支座和检查孔 4.3.7 安全泄放装置 4.3.2 圆筒设计 4.3.1 概述 4.3.8 焊接结构设计 4.3.9 压力试验 4.3.2.1 筒体结构 4.3.2.2 内压圆筒的强度设计 4.3.2.4 外压圆筒设计 4.3.2.3设计技术参数的确定 过程设备设计 4.3 常规设计 4.3.3 封头设计 4.3.4 密封装置设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4.3.6 支座和检查孔 4.3.7 安全泄放装置 4.3.2 圆筒设计 4.3.1 概述 4.3.8 焊接结构设计 4.3.9 压力试验 过程设备设计 4.3.2.4 外压圆筒设计 工程设计方法 主要内容 加强圈的设计计算 有关设计参数的规定 圆筒轴向许用应力的确定 图算法原理 设计方法: 解析法 图算法 设计原则: 设计实质: 稳定性问题 过程设备设计 一、解析法设计步骤 ： ① 假设筒体的名义厚度δn； ② 计算有效厚度δe； ③ 求出临界长度Lcr，将圆筒的外压计算长度L与Lcr 进行比较，判断圆筒属于长圆筒还是短圆筒； ④ 然后根据圆筒类型，选用相应公式计算临界压力 Pcr； ⑤ 再选取合适的稳定性安全系数m，计算许用外压[p]= ⑥ 比较设计压力p和[p]的大小。若p小于等于[p]且较为 接近，则假设的名义厚度δn符合要求；否则应重新 假设δn，重复以上步骤，直到满足要求为止。 特点：反复试算，比较繁琐。 过程设备设计 式中：D Do、δ δe 二、图算法原理：（标准规范采用） 将式 （2-92） （2-97） 算图来源: 假设：圆筒仅受径向均匀外压，而不受轴向外压， 与圆环一样处于单向（周向）应力状态。 过程设备设计 长圆筒临界压力 短圆筒临界压力 圆筒在pcr作用下， 产生的周向应力 不论长圆筒或短圆筒，失稳时周向应变（按单向应力时的虎克定律）为： 为避开材料的弹性模量E（塑性状态为变量），采用应变表征失稳时的特征： （4-21） 过程设备设计 将长、短圆筒的pcr公式分别代入应变式中，得 长圆筒 （4-22） 短圆筒 （4-23） （4-24） 过程设备设计 令A=εcr，以A作为横坐标，L/Do作为纵坐标， Do/δe作为参量绘成曲线；见图4-6 径向受均匀外压，径向和轴向受相同外压的圆筒： （1）几何参数计算图：L/Do，Do/δe~A关系曲线 适用：与材料弹性模量E无关，对任何材料的筒体都适用。 讨论：长圆筒——与纵坐标平行的直线簇，失稳时 周向应变A与L/Do无关； 短圆筒——斜平行线簇，失稳时A与 L/Do、Do/δe 都有关。 拐 点——Lcr/Do之比值。 用途： 过程设备设计 由L/Do，Do/δe——图4-6——周向应变A——需找出A与pcr 的关系——判定筒体在操作外压力下是否安全。 （2）厚度计算图（不同材料）：B~A关系曲线 代入式（4-21）整理得： （4-21） 即 查 临界压力 ，引入稳定性安全系数m， 故许用外压力： 过程设备设计 令 B= ，GB150， ASME Ⅷ-1 均取m=3，代入上式得： （4-25）