文档介绍：化工容器设计
第四章外压容器设计
潘家祯
华东理工大学机械与动力工程学院
第四章外压容器设计 1
第四章外压容器设计
第一节概述
第二节外压薄壁圆筒的稳定性计算
第三节外压圆筒的设计计算
第四节外压封头和法兰设计
第四章外压容器设计 2
第一节概述
一、外压容器的失效形式
外压容器的失效形式有两种:
发生压缩屈服破坏;
当外压达到一定的数值时,壳体的
径向挠度随压缩应力的增加急剧增
大,直至容器压扁,这种现象称为
外压容器的失稳或屈曲。
第四章外压容器设计 3
第一节概述
二、临界压力
z 外压容器发生失稳时的相应压力称为临界压力。
z 薄壁圆筒受侧向均布外力作用,一旦达到临界压力时,沿
周向将形成几个波。
外压圆筒的失稳形态
第四章外压容器设计 4
第一节概述
临界压力
临界压力除与圆筒材料的E、μ有关外,主要和圆筒
长度与直径之比值、壁厚与直径的比值有关。
早期对外压圆筒的分析是按照理想圆柱壳线性小挠度
理论进行的,但失稳实验表明该分析结果不正确,根本原
因壳体失稳本质上是几何非线性问题,所以失稳分析应按
非线性大挠度来考虑。
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第一节概述
临界压力表述与许用设计外压的确定
[p] ≤ Pcr/m
[P]-许用设计外压,MPa
Pcr-临界压力,MPa
m-稳定系数,
我国钢制压力容器标准取m=3
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第一节概述
外压容器的设计参数
1、设计压力和液压试验压力
z 设计压力P设:≥正常工作过程中可能产生的最大内外压差
z 真空容器:有安全装置,取(,)中的
较小值;无有安全装置,
z 夹套容器:内部真空,真空容器设计压力+夹套设计压力
考虑容器可能出现的最大压差的危险工况。如
内筒泄漏、夹套液压试验等工况…
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第一节概述
1、设计压力和液压试验压力
试验压力PT:
z 不带夹套的外压容器,按内压试验;
⎧σ[ ]
,MPa
⎪[]t
PT = max⎨σ
⎩⎪ P + ,MPa
z 带夹套外压容器,夹套试验压力按外压容器,但必须
校核内筒的稳定性;
z 真空容器以内压作压力试验;
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第一节概述
外压容器的设计参数
2、外压筒体计算长度L:指筒体上两个刚性构件如封头、
法兰、加强圈之间的最大距离。
1
z 对于凸形端盖:L=圆筒长+封头直边段+3 端盖深度
z 对于法兰:L=两法兰面之间的距离
z 对于加强圈:L=加强圈中心线之间的距离
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第一节概述
外压容器的设计参数
Pcr
3、外压容器的设计计算 P ≤[]P =
m
“设计规定”稳定性系数m=3,此时要求圆筒的不圆度
e ≤ %Dg,且e ≤ 25mm.
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