文档介绍：14 内压容器设计
概述
薄壁容器的应力分析
内压薄壁壳体的厚度设计
内压封头的厚度设计
概述
化工容器定义:设备外部壳体的总称
容器的组成及用途
:圆柱形、圆锥形、球形、矩形
:标准椭圆、圆形、碟形、平盖、球形
:使设备可拆卸
:悬挂式支座、支承式支座、鞍式支座
:安全阀、爆破阀、手孔、人孔
(1)反应型
(2)分离型
(3)贮运型
(4)换热型
圆柱形、球形、矩形、圆锥形
:
:高压或超高压钢制容器
(1)按内外压
:内部压力高于外部压力
:外部压力高于内部压力
(2)按压力大小
:p<
: ≤p<
: ≤p<10MPa
: 10MPa≤p<100MPa
: p>100MPa
( Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类)
一类容器:a、非易燃或无毒介质的低压容器;
b、易燃或有毒介质的低压分离器或换热器。
二类容器:a、中压容器;
b、剧毒介质的低压容器;
c、内径小于1m的低压管壳或余热锅炉;
d、易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器;
e、低压搪玻璃压力容器。
三类容器:
a、高压、超高压容器;
b、剧毒介质且pw×v≥200L•MPa的低压容器或剧毒介质的中压容器;
c、易燃或有毒介质且pw×v≥500L•MPa的中压容器或pw×v≥500L•MPa的中压贮运容器;
d、中压反应容器(易燃或中毒介质);
e、低压容器(极毒、高毒);
f、中压废热锅炉或内径大于1m的低压废热锅炉
g、中压搪瓷压力容器;
h、使用强度级别较高的材料制造的压力容器( σb≥540MPa);
i、移动式压力容器;
j、球形储罐(V≥50m3);
k、低温液体储存容器(V>5m3) 。
容器机械设计的要求:安全适用经济
安全
(1)强度:容器抵抗外力被破坏的能力,以保证安全生产;
(2)刚度:容器抵抗外力使其产生变形的能力,以防止容器在使用、运输或安装过程中发生不允许的变形;
(3)稳定性:在外力作用下维持其原有形状的能力,以防止被压瘪或出现褶皱;
(4)耐久性:容器必须保持一定的使用年限,一般为10~15年;
(5)气密性:承压的或处理有毒有害介质的容器应有可靠的气密性,以提供良好的劳动环境及维持正常操作。
其它:节约材料,便于制造,运输、安装、操作、维修方便等。
适用
(1)工艺性
(2)化学性
(3)操作性
(4)加工性
容器的受力分析
一、薄壁容器的概念
二、回转薄壳的几何概念
一条曲线绕轴线旋转一周得到的曲面
母线:曲线称为母线
以回转曲面作为中间面具有一定厚度的壳体,化工容器多为回转壳体
以中间面回转曲面为例
1. 过M点和OA轴作一平面,该平面与回转曲面的交线称为该回转曲面的经线(如图中的AMB)。其曲率中心一定在M点法线上,设曲率中心点为K1,则其曲率半径,称为M点的第一曲率半径,用R1表示。
2. 过M点作曲线AMB的法平面,法平面与回转曲面相交得到一闭合曲线ME,该曲线在M点的曲率中心K2必在过M点的法线MK1上。于是MK2就称为M点的第二曲率半径,用R2表示。
纬线以中间回转曲面看,从某点作一与回转曲面相正交的锥形面,锥形面与回转曲面的交线称为纬线。
3. 过M点做平面垂直于轴线,该平面必和回转曲面有一交线,交线为圆,则曲率中心K3必在OA轴上,曲率半径就是圆半径,称为第三曲率半径,用R3表示。
几种特殊回转曲面的R1、R2、R3
(1)圆柱形,直径为D:R1=∞,R2=D/2,R3=D/2
(2)球形,直径为D:R1=D/2,R2=D/2,R3=r
(3)锥形,直径为D:R1=∞,R2=r/cosɑ,R3=r
(4)椭圆,x2/a2+y2/b2=1:R1、R2、R3与x、y的值有关