化工設(shè)備設(shè)計課程總結(jié)報告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章：課程歸納</b></p><p><b>　?、?、工程力學3</b></p><p>　　一、力的概念及性質(zhì)3</p><p>　　二、約束與約束反力3</p><p>

2、;　　三、平面力偶系的合成與平衡條件。3</p><p>　　四、直桿拉伸與壓縮3</p><p>　　五、軸向拉伸或壓縮時的內(nèi)力與應(yīng)力3</p><p>　　六、軸向拉伸與壓縮時的強度計算4</p><p>　　七、軸向拉伸與壓縮時材料的機械性能4</p><p>　　八、平面彎曲的概念4</p&g

3、t;<p>　　九、直梁彎曲時的內(nèi)力分析4</p><p>　　十、純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力5</p><p>　　十一、截面慣性矩和抗彎截面模量5</p><p>　　十二、梁的彎曲強度計算5</p><p>　　十三、提高梁的彎曲強度的主要途徑5</p><p>　　十四、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的

4、強度計算5</p><p><b>　　十五、強度理論6</b></p><p>　?、颉?化工設(shè)備常用材料7</p><p>　　一、碳鋼及其熱處理8</p><p><b>　　二、合金鋼9</b></p><p>　　三、金屬材料的腐蝕理論和防腐措施10&l

5、t;/p><p>　　四、化工設(shè)備選材的原則10</p><p>　?、?、化工容器設(shè)計概述11</p><p>　　一、內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力理論11</p><p>　　二、內(nèi)壓圓筒的強度計算12</p><p>　　三、內(nèi)壓球殼的強度計算12</p><p>　　四、設(shè)計參數(shù)的確定12&

6、lt;/p><p>　　五、凸形封頭的強度14</p><p><b>　　六、外壓容器14</b></p><p>　　七、外壓圓筒的公式設(shè)計法15</p><p>　　八、外壓圓筒的圖算設(shè)計法（圖算法）15</p><p>　　九、外壓圓筒的加強圈設(shè)計16</p><

7、p>　　十、外壓封頭設(shè)計16</p><p>　　十一、壓力容器開孔與接管16</p><p>　　十二、開孔補強設(shè)計16</p><p>　　十三、容器零部件標準的選用17</p><p><b>　　十四、支座18</b></p><p>　　第二章、學習感想及體會19<

8、;/p><p><b>　　第一章 課程歸納</b></p><p><b>　　I、工程力學</b></p><p><b>　　一、力的概念及性質(zhì)</b></p><p>　?。?）力的概念：力是兩物體之間的相互機械作用。</p><p>　?。?）力

9、的基本性質(zhì)：1、力的成對性：力有作用力與反作用力。2、二力平衡條件3、力的可傳性4、力的合成與分解</p><p><b>　　二、約束與約束反力</b></p><p>　　（1）：約束和約束反力</p><p>　　1、自由體2、非自由體3、約束反力</p><p><b>　?。?）：約束的種類</

10、b></p><p>　　1、柔性約束2、光滑面約束3、圓柱鉸鏈約束4、固定端約束</p><p>　　三、平面力偶系的合成與平衡條件。</p><p><b>　?。?）：力矩</b></p><p>　　（2）：力偶和力偶矩</p><p><b>　　性質(zhì)：</b>

11、;</p><p><b>　　1：力偶無合力。</b></p><p>　　2：在作用面內(nèi)可以任意移動，但不改變剛體移動效果。</p><p>　　3：力偶據(jù)不變時，力和力臂可任意改變，不改變力偶對剛體的作用。</p><p>　　4：力偶的合力偶等于力偶系中各力偶的代數(shù)和。</p><p>&

12、lt;b>　　5：平衡條件</b></p><p><b>　　四、直桿拉伸與壓縮</b></p><p>　?。?）、 工程中構(gòu)件的形式</p><p>　?。?）、構(gòu)件變形的基本形式</p><p>　　1、彈性變形2、塑性變形</p><p>　?。?）、桿件在外力作用下，

13、變形的基本形式</p><p>　　1、拉伸與壓縮2、彎曲3、剪切4、扭轉(zhuǎn)</p><p>　　五、軸向拉伸或壓縮時的內(nèi)力與應(yīng)力</p><p>　?。?）、內(nèi)力概念：工程力學中，把構(gòu)件不受外力作用時的內(nèi)力看作為零，而把外力作用后，外力引起構(gòu)件各點相對位置發(fā)生變化造成構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生附加力的作用，這個附加力為內(nèi)力。內(nèi)力可以是力，也可以是力偶。求內(nèi)力最常用的方法是截面法。

14、</p><p>　　根據(jù)截面的內(nèi)力方向是遠離構(gòu)件還是面向構(gòu)件，內(nèi)力可以分成拉力和壓力</p><p>　?。?）、直桿橫截面上的應(yīng)力</p><p>　　1、應(yīng)力的概念2、應(yīng)力的求法</p><p>　　六、軸向拉伸與壓縮時的強度計算</p><p>　?。?）、強度概念1、強度2、強度破壞</p>&

15、lt;p><b>　　（2）、強度條件</b></p><p><b>　?。?）、強度計算</b></p><p>　　七、軸向拉伸與壓縮時材料的機械性能</p><p>　?。?）、低碳鋼拉伸與壓縮時的機械性能</p><p><b>　　1、應(yīng)力與應(yīng)變圖</b>&l

16、t;/p><p>　　桿件從拉伸到斷裂共經(jīng)歷四個階段：彈性階段、屈服段、強化階段、縮頸段。</p><p>　　2、低碳鋼的主要機械性能指標：強度指標、彈性指標、塑性指標。</p><p>　　（2）、脆性材料的機械性能</p><p>　　最大特點就是沒有屈服段。判別是否脆性材料的方法之一。</p><p><b&

17、gt;　　八、平面彎曲的概念</b></p><p>　　（1）、梁的概念與類型</p><p>　　1、概念：當桿件受到垂直于桿件軸線的力或力偶作用時，桿的軸線由直線變?yōu)榍€，這樣的變形稱為彎曲，以彎曲變形為主的桿件稱為梁。</p><p>　　2、類型：①簡支梁：一端固定鉸鏈，一端活動鉸鏈組成的梁。</p><p>　?、谕馍?/p>

18、梁：一端或兩端伸出支座以外的簡支梁。</p><p>　?、蹜冶哿海阂欢斯潭?，另一端處于自由狀態(tài)。</p><p>　?。?）、平面彎曲的概念</p><p>　　九、直梁彎曲時的內(nèi)力分析</p><p><b>　　（1）、剪力與彎矩</b></p><p>　　彎曲內(nèi)力包括剪力和彎矩</

19、p><p>　?、偌袅：在梁的橫截面上，與外力平行，且使橫截面有被剪斷的趨勢。</p><p><b>　　為正，反之為負。</b></p><p>　?、趶澗豈：作用在梁的縱向截面，并使截面產(chǎn)生轉(zhuǎn)動而彎曲。</p><p>　?。?）、剪力圖與彎矩圖</p><p>　?。?）、分布載荷、剪力和彎

20、矩間的關(guān)系</p><p>　　1、作用在梁上的載荷分三種：</p><p>　　a.集中載荷P (N)   b.分布載荷q (N/m)   c.集中力偶T (N/m)</p><p>　　載荷不同，梁各橫截面上的剪力和彎矩也不同，因而所得的剪力圖和彎矩圖也各不相同。</p><p>　　2、

21、載荷與剪力、彎矩之間的關(guān)系</p><p>　　(4)、載荷種類與剪力圖、彎矩圖之間的關(guān)系</p><p>　　十、純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力</p><p>　?。?）、純彎曲時的變形現(xiàn)象與假設(shè)</p><p>　　純彎曲：就是梁的橫截面上只有彎矩而無剪力的作用在工程實踐中，當梁的L/ h之比很大時，彎矩是梁破壞的主要原因而此時剪力可忽略不

22、計。</p><p>　　對于梁的純彎曲可作如下假設(shè)：</p><p>　　①梁變形前是平面，變形后仍保持平面，且仍垂直變形后的梁的軸線，只繞某一軸線旋轉(zhuǎn)了一個角度。</p><p>　　②縱向纖維之間互不積壓，即不考慮剪力的影響。</p><p>　?、劭v向纖維的變形與它到中性層的距離有關(guān)，與橫截面的寬度上的位置無關(guān)。</p>

23、<p>　　中性層：有一層縱向纖維既不伸長，也不縮短，這一層縱向纖維為中性層。中性層與梁橫截面的交線為中性軸。</p><p>　　（2）、彎曲變形與應(yīng)力之間的關(guān)系</p><p>　　1、梁純彎曲橫截面上任意一點A正應(yīng)力計算公式</p><p>　　2、純彎曲時正應(yīng)力在橫截面上的分布</p><p>　　拉應(yīng)力與壓應(yīng)力是同時存在

24、的，而且是以中性軸為對稱。</p><p>　　十一、截面慣性矩和抗彎截面模量</p><p><b>　　1、矩形截面</b></p><p><b>　　2、圓形截面</b></p><p><b>　　3、圓環(huán)截面</b></p><p>　　十二

25、、梁的彎曲強度計算</p><p>　　σmax — 最大正應(yīng)力，Pa</p><p>　　Mmax — 最大彎矩，N/m</p><p>　　Wz — 截面抗彎模量，m3</p><p>　　[σ] — 材料的許用應(yīng)力，查材料表 MPa</p><p>　　十三、提高梁的彎曲強度的主要途徑</p>&l

26、t;p>　?。?）、選擇合理截面，提高抗彎模量</p><p>　　盡量選用矩形橫截面且立置（b<h）</p><p>　?。?）、合理安排受力，減少彎矩</p><p>　　十四、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強度計算</p><p>　　（1）、應(yīng)力狀態(tài)的概念</p><p>　　應(yīng)力包括正應(yīng)力和剪應(yīng)力</p&

27、gt;<p>　　剪應(yīng)力：平行作用平面的應(yīng)力。</p><p>　　正應(yīng)力：垂直作用平面的應(yīng)力。</p><p><b>　　1、應(yīng)力狀態(tài)</b></p><p>　　取構(gòu)件上某一截面上的任意一點，取一個包括該點在內(nèi)的微元體， 微元體的各個截面上的應(yīng)力就叫這點的應(yīng)力狀態(tài)。</p><p><b&g

28、t;　　2、主平面和主應(yīng)力</b></p><p>　　在微元體上，總存在著三個相互垂直的平面，在這些平面上只有正應(yīng)力而無剪應(yīng)力的作用，這樣的平面稱為主平面，主平面上的正應(yīng)力叫主應(yīng)力。</p><p>　　用σ1，σ2，σ3表示，且σ1>σ2>σ3</p><p>　?。?）、應(yīng)力狀態(tài)的分類：</p><p><

29、b>　?、賳蜗驊?yīng)力狀態(tài)</b></p><p><b>　?、诙驊?yīng)力狀態(tài)</b></p><p><b>　　③三向應(yīng)力狀態(tài)</b></p><p>　　三個截面上的主應(yīng)力都不為零。如：受高壓作用下的容器</p><p>　?。?）、二向應(yīng)力狀態(tài)分析</p><

30、;p>　　在構(gòu)件上取一微元體，此單元體上有二向應(yīng)力作用，且有正應(yīng)力與剪應(yīng)力，這是二向應(yīng)力狀態(tài)最一般的情況。利用這個單元體，用靜力平衡條件可求出主應(yīng)力及主應(yīng)力所在的平面。</p><p>　　結(jié)論：任意一斜截面通過旋轉(zhuǎn)一定角度，肯定可獲得主平面或獲得主應(yīng)力。</p><p><b>　　十五、強度理論</b></p><p>　　為使構(gòu)件在

31、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下正常工作，通過研究材料的各種破壞現(xiàn)象，建立相應(yīng)的各種強度條件，把這些強度條件合在一起稱為強度理論。</p><p>　?。?）、材料破壞的主要形式</p><p>　　1、脆性破壞：材料在未發(fā)生明顯的塑性變形前，就發(fā)生了斷裂，這種破壞形式為脆性斷裂。</p><p>　　2、塑性破壞：材料在產(chǎn)生過大變形后，發(fā)生斷裂，這種破壞為塑性斷裂。</p&g

32、t;<p><b>　?。?）、強度理論</b></p><p>　　1、第一強度理論（最大主應(yīng)力理論）</p><p>　　認為：在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，只要三個主應(yīng)力中的最大拉應(yīng)力（σ1）達到軸向拉伸時材料的極限應(yīng)力σb材料就發(fā)生破壞。</p><p>　　其強度條件：σ1 ≤ [σ]</p><p>　　式

33、中： [σ]=σb/n — 許用應(yīng)力  MPa            n — 安全系數(shù)</p><p>　　2、第三強度理論（最大剪應(yīng)力理論）</p><p>　　認為：在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大剪應(yīng)力達到軸向拉伸時材料的極限剪應(yīng)力，材料就發(fā)生塑性破壞。<

34、/p><p>　　3、第四強度理論（最大變形能理論）</p><p>　?、颉?化工設(shè)備常用材料</p><p>　　化工設(shè)備大多數(shù)是由金屬材料制成，一小部分由非金屬材料制成。</p><p><b>　　金屬材料</b></p><p>　　黑色金屬：碳鋼、合金鋼</p><p&

35、gt;　　有色金屬：鋁、銅及其合金</p><p><b>　　非金屬材料</b></p><p><b>　　化工陶瓷、化工搪瓷</b></p><p>　　金屬材料的基本性能：</p><p><b>　?。?）、機械性能</b></p><p>　

36、　指標：彈性、塑性、強度、硬度、韌性</p><p>　　1、強度：材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。</p><p>　　強度常用指標：屈服極限σs和強度極限σb</p><p>　　此外還有蠕變極限、持久極限、疲勞極限。</p><p><b>　　2、塑性</b></p><p>　

37、?、俑拍睿翰牧显谕饬ψ饔孟庐a(chǎn)生塑性變形而不產(chǎn)生破壞的能力。（不出現(xiàn)裂紋或斷裂）</p><p>　?、谥笜耍篴、延伸率（δ）：試件拉斷后，總的伸長長度與原始長度比值的百分率。</p><p>　　b、斷面收縮率（ψ） ：斷面縮小的面積與原始截面積比值的百分率。</p><p><b>　　3、硬度</b></p><

38、;p>　　材料抵抗硬物壓入的能力。材料越硬，材料就越耐磨。</p><p>　　指標分為：①布氏硬度（HB）  ②洛氏硬度（HR）  ③維氏硬度（IIV）</p><p><b>　　4、韌性</b></p><p>　　材料對裂紋及缺口敏感程度的反映。是衡量材料抗裂紋擴展的能力。</p><p&g

39、t;<b>　　指標：</b></p><p>　?、贈_擊韌性：抵抗沖擊力作用而不致破壞的能力。</p><p>　?、跀嗔秧g性：抵抗材料存有微裂紋時而不致破壞的能力。</p><p>　?、蹮o塑性轉(zhuǎn)變溫度：材料在某一溫度區(qū)間隨溫度的降低，其韌性值突然降低，此溫度為無塑性轉(zhuǎn)變溫度。用于確定材料的最低使用溫度。</p><p&

40、gt;　　韌性對壓力容器用材料十分重要，是壓力容器用鋼必檢項目。</p><p><b>　?。?）、化學性能</b></p><p><b>　　1、化學成分</b></p><p>　　鋼的化學成分主要是鐵和碳。由于冶煉方法的限制，鋼中不可避免的存有硫、磷、錳、硅等雜質(zhì)，這些元素對鋼的性能有很大的影響。</p&g

41、t;<p>　?、偬迹弘S含碳量的增加，材料強度與硬度增加，塑性與韌性降低，且焊接性能變差，容易出現(xiàn)裂紋。</p><p>　?、诹颍菏卿撝械囊环N有害元素，它使鋼在熱加工時容易折裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。</p><p>　?、哿祝菏逛摬淖冇?、變脆，特別是使鋼在低溫時顯著變脆，這種現(xiàn)象稱為“冷脆”。</p><p>　?、苠i：能消除硫的有害影響，提高鋼的

42、強度和硬度，是一種有益元素。</p><p>　?、莨瑁嚎商岣咪摰膹姸群陀捕?，提高鋼的耐蝕性能，是主要的耐蝕合金元素之一。</p><p><b>　　2、化學性能</b></p><p><b>　?。?）、物理性能</b></p><p><b>　?。?）、工藝性能</b>

43、;</p><p><b>　　一、碳鋼及其熱處理</b></p><p><b>　　(1)、概念</b></p><p>　　碳鋼：由95%的鐵和4%以下的碳組合的化合物。又叫碳素鋼或鐵碳合金。</p><p><b>　　(2)、分類及牌號</b></p>

44、<p><b>　　a、分類</b></p><p><b>　?、侔春剂糠郑?lt;/b></p><p>　　低碳鋼：C < 0.25中碳鋼：0.25% < C < 0.6%高碳鋼：C > 0.6%</p><p>　　②按冶煉方法分：鎮(zhèn)靜鋼（Z）   

45、60;  沸騰鋼（F）      半鎮(zhèn)定鋼（b）

46、

47、 </p><p>　　普通碳素鋼：P< 0.045% , S<0.05%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：P< 0.035% , S<0.04%</p><p>　　b、牌號：優(yōu)質(zhì)碳素鋼</p><p><b&

48、gt;　　c、性能與用途</b></p><p>　?、贆C械性能②工藝性能③耐蝕性</p><p><b>　?。?）、熱處理</b></p><p>　　概念：利用加熱、保溫、冷卻等過程，使鋼材在固態(tài)下發(fā)生內(nèi)部晶體組織的結(jié)構(gòu)變化，從而達到改變鋼材性能的工藝。</p><p>　　鋼材熱處理工藝：退火、正火、

49、淬火、調(diào)質(zhì)、回火等。</p><p><b>　　1、退火與正火</b></p><p><b>　　①退火②正火</b></p><p><b>　　2、淬火與回火</b></p><p><b>　?、俅慊稷诨鼗?lt;/b></p><

50、p><b>　?。?）、化學熱處理</b></p><p>　?。?）、鋼、鑄鐵、生鐵的區(qū)別</p><p>　　鋼：指含碳量 < 2%的鐵碳合金。鑄鐵：含碳量為2.5% ~ 4.0%的鐵碳合金。生鐵：含碳量 > 4.3%的鐵碳合金</p><p><b>　　二、合金鋼</b></p>&

51、lt;p>　　(1)、合金元素對鋼的影響</p><p>　　合金鋼：在碳素鋼中有意加入一些特定的合金元素以改善鋼材的性能。</p><p>　　常加入的合金元素有：Cr、Mn、Ni、Si、Mo、V、Ti、B等。</p><p>　　(2)、合金鋼的分類、牌號、性能和用途</p><p><b>　　a、分類</b>

52、;</p><p><b>　　①按化學成份分類</b></p><p>　　低合金鋼：合金元素總含量不大于5%</p><p>　　中合金鋼：合金元素總含量不大于5~10%</p><p>　　高合金鋼：合金元素總含量不大于10%</p><p><b>　?、诎从猛痉诸?lt;/b&

53、gt;</p><p>　　普通低合金鋼：在普通碳素鋼中加入少量合金元素。</p><p>　　合金結(jié)構(gòu)鋼：在優(yōu)質(zhì)碳素鋼中加入適量合金元素。</p><p>　　特殊性能鋼：不銹鋼及不銹耐酸鋼、耐熱鋼、低溫用鋼。</p><p><b>　　b、牌號</b></p><p>　?、偬厥庑阅茕摚蜔?/p>

54、、低溫、不銹鋼）牌號</p><p>　　(3)、鋼材的品種和規(guī)格</p><p>　　a、鋼板：分冷軋鋼板和熱軋鋼板。</p><p>　　b、無縫鋼管：分普通無縫鋼管和石油裂化用無縫鋼管。</p><p>　　c、型鋼：圓、方、扁、角鋼、工字鋼、槽鋼。</p><p>　　d、鑄鋼和鍛鋼：主要用于泵殼、閥門、泵葉輪

55、等制造。</p><p>　　(4)、各類合金鋼的性能與用途</p><p><b>　　a、普通低合金鋼</b></p><p><b>　　b、鍋爐鋼（g</b></p><p><b>　　c、容器鋼（R）</b></p><p><b>

56、;　　d、不銹耐酸鋼</b></p><p>　　防止晶間腐蝕的方法：</p><p>　　①重新淬火②降低含碳量③在鋼中加入Ti，Nb等與C親和力更大的合金元素，將碳固定。</p><p>　　e、耐熱鋼：一般這類鋼中加入Cr、Al、Si、Mo等合金元素。</p><p>　　常用的有：12CrMo、Cr5Mo、Cr5Ni20、

57、1Cr18Ni9Ti</p><p><b>　　f、低溫用鋼</b></p><p>　　一般要求：①含碳量0.08%~0.18%      ②加入Mn，A1，Ti，Nb，V等。</p><p><b>　　常用的耐熱鋼：</b></p><p>

58、　　1、抗氧化鋼：直接受火加熱但受力不大的零件。</p><p>　　如：Cr13SiAl，Cr25Ti，Cr17Ti，Cr25Ni12等。</p><p>　　2、熱強鋼：抗蠕變也有一定的抗氧化能力，如爐管，反應(yīng)器。</p><p>　　如：12CrMo，Cr5Mo，1Cr18Ni9Ti，Cr25Ni20等。</p><p>　　三、金屬材

59、料的腐蝕理論和防腐措施</p><p>　　腐蝕是材料由于環(huán)境作用引起的破壞或變質(zhì)。</p><p>　　(1)、金屬材料腐蝕的分類</p><p><b>　　a、按化學機理分</b></p><p>　?、倩瘜W腐蝕②電化學腐蝕</p><p>　　b、按金屬破壞特性分</p>&

60、lt;p>　?、偃娓g：發(fā)生在整個金屬表面。②局部腐蝕：發(fā)生在金屬局部區(qū)域。</p><p>　　A、應(yīng)力腐蝕B、孔蝕C、晶間腐蝕D、氫腐蝕</p><p>　　防治措施：①降低鋼中的含碳量     ②加入Cr、Mo、Ti、W、V等形成穩(wěn)定碳化物。</p><p>　　(2)、金屬腐蝕的評價方法</p>

61、<p>　　a、根據(jù)重量變化 b、根據(jù)腐蝕深度</p><p>　　(3)、金屬設(shè)備的防腐措施</p><p>　　1、襯復(fù)保護層：金屬保護層、非金屬保護層</p><p><b>　　2、電化學保護</b></p><p>　　1）陰極保護2）陽極保護3）添加緩蝕劑</p><p&g

62、t;　　四、化工設(shè)備選材的原則</p><p>　　(1)、選材的一般要求</p><p>　　a、滿足設(shè)備的工作條件</p><p>　　b、良好的制造工藝性</p><p>　　c、結(jié)合我國的資源及國內(nèi)供應(yīng)情況以求經(jīng)濟</p><p>　?。?）、鋼材滿足機械性能的幾點具體要求</p><p&g

63、t;<b>　　a、強度</b></p><p>　　b、因由工作條件和經(jīng)濟技術(shù)指標適當?shù)倪x擇材料。</p><p><b>　　c、塑性</b></p><p><b>　　d、韌性</b></p><p><b>　　e、冷彎性能</b></p&

64、gt;<p><b>　　f、腐蝕性能</b></p><p>　?、?、化工容器設(shè)計概述</p><p>　?。?）、壓力容器的結(jié)構(gòu)與分類</p><p><b>　　1、結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　筒身、封頭、人孔、支座、接管、液面計等。</p><p>

65、;<b>　　2、概念</b></p><p>　　壓力容器：指內(nèi)部含有壓力液體的容器。</p><p><b>　　3、分類</b></p><p><b>　　⑴按容器放置方式分</b></p><p>　?、倥P式容器    

66、0; ②立式容器 </p><p><b>　?、瓢慈萜魇芰Ψ?lt;/b></p><p>　　①內(nèi)壓容器      ②外壓容器 </p><p>　?、歉鶕?jù)工藝過程或用途分</p><p>　　換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、分離設(shè)備、儲存設(shè)備。</p><p>

67、;　?、雀鶕?jù)容器的設(shè)計壓力將內(nèi)壓容器分</p><p>　?、俚蛪喝萜鳍谥袎喝萜鳍鄹邏喝萜鳍艹邏喝萜?lt;/p><p>　　⑸根據(jù)壓力等級、介質(zhì)性質(zhì)和危害程度及設(shè)備類型分類</p><p>　?、僖活惾萜?#160;     ②二類容器      ③三類容器</p>

68、<p>　?。?）、壓力容器的設(shè)計、制造規(guī)范</p><p>　　a、全國壓力容器標準化技術(shù)委員會《鋼制壓力容器》GB150</p><p>　　b、國家勞動總局《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》簡稱《容規(guī)》</p><p>　　c、石油部、化工部及一機部制定的《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定》等</p><p>　?。?）、容器機械設(shè)計的

69、基本要求</p><p>　　a、工藝設(shè)計：如容器總體尺寸、傳熱方式、面積、接管大小、數(shù)量、方位等。</p><p><b>　　b、機械設(shè)計</b></p><p>　?、購姸?、穩(wěn)定性      ②剛度      ③密封性  

70、;    ④節(jié)省材料等</p><p>　?。?）、壓力容器零部件的標準化</p><p>　　a、提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本，增大產(chǎn)品的互換性等。</p><p>　　b、零部件標準化的基本參數(shù)</p><p>　　①公稱直徑（DN）——單位mm</p><p>　?、诠Q壓力（PN）——

71、單位MPa</p><p>　　一、內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力理論</p><p>　　1、回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜理論</p><p>　?。?）、回轉(zhuǎn)殼的幾何特性</p><p>　　a、薄壁容器：圓筒體的外徑與內(nèi)徑的比值   </p><p>　　b、回轉(zhuǎn)殼的幾何概念</p><p>　

72、?、倩剞D(zhuǎn)殼體②經(jīng)線、緯線、中面（與內(nèi)、外壁等距離的面）③第一曲率半徑R1④第二曲率半徑R2⑤平行圓半徑R⑥第二曲率半徑與旋轉(zhuǎn)軸之間的夾角為φ角。</p><p>　　(2)、回轉(zhuǎn)殼體的薄膜理論</p><p>　　a、無力矩理論 b、薄膜應(yīng)力：用無力矩理論求得的應(yīng)力為薄膜應(yīng)力。</p><p>　　c、回轉(zhuǎn)超額分配的薄膜應(yīng)力求解</p><p

73、><b>　　1、基本假設(shè)</b></p><p>　?、僦狈ň€假設(shè)②互不擠壓假設(shè)③設(shè)變形前后壁厚不變。</p><p>　　2、薄膜應(yīng)力的計算公式</p><p>　?。?）、無力矩理論的應(yīng)用</p><p>　　二、內(nèi)壓圓筒的強度計算</p><p>　?。?）、強度計算的任務(wù)</

74、p><p>　　強度：容器抵抗外力作用而不致發(fā)生過大變形或斷裂的能力。</p><p>　　任務(wù)就是根據(jù)給定的公稱直徑以及設(shè)計壓力，設(shè)計溫度，依據(jù)一定的強度失效準則，設(shè)計出合適的壁厚，以保證設(shè)備安全運行。</p><p>　　（2）、強度失效準則</p><p>　　概念：是容器判廢的依據(jù)。根據(jù)GB150，內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計，采用的強度失效準則為

75、第一強度理論即最大主應(yīng)力理論。</p><p>　　強度條件：σeq=σ1≤[σ]t</p><p>　?。?）、內(nèi)壓薄壁圓筒的設(shè)計</p><p><b>　　壁厚設(shè)計公式為：</b></p><p>　　三、內(nèi)壓球殼的強度計算</p><p>　?。?）、內(nèi)壓圓殼的壁厚設(shè)計</p>

76、<p><b>　　四、設(shè)計參數(shù)的確定</b></p><p>　?。?）、計算內(nèi)壓力與設(shè)計溫度</p><p><b>　　a、計算內(nèi)壓力</b></p><p><b>　　b、設(shè)計壓力P</b></p><p>　　一般當容器中裝有安全閥或爆破膜時，P=（1

77、.05~1.1）Pmax</p><p>　　當元件承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計壓力時，液柱的靜壓力可忽略。</p><p><b>　　c、設(shè)計溫度</b></p><p>　　在相應(yīng)的設(shè)計壓力下殼體或元件可能達到的最高或最低溫度，與材料的選擇及許用應(yīng)力的選擇有關(guān)。</p><p>　　設(shè)計溫度 ≥ 容器操作時的最高溫

78、度（+20℃）</p><p>　　設(shè)計溫度 ≤ 容器操作時的最低溫度</p><p>　　(2)、焊縫系數(shù) φ</p><p>　　對焊接缺陷加以補償，φ的大小取決于焊縫型式以及無損探傷的檢驗要求。</p><p>　　注意：1、如同一容器中有幾種焊縫系數(shù)，則分別計算，取壁厚最大值作為容器的計算壁厚。</p><p>

79、;　　2、若用無縫鋼管作為壓力容器的筒體時，φ可以取1.0</p><p><b>　　(3)、厚度</b></p><p><b>　　a、厚度附加量C</b></p><p>　　⑴、C1為板厚負偏差，由鋼板的名義厚度確定（反算法）</p><p>　　①當鋼板厚度負偏差 ≤ 0.25mm，且

80、≤ 6%δn，可取C1=0</p><p>　?、贑1也可根據(jù)需要限定，此時C1=0.25mm</p><p>　?、啤⒏g余量C2。 C2=KaB</p><p>　?。?）、許用應(yīng)力和安全系數(shù)</p><p>　　許用應(yīng)力的計算公式：</p><p>　　[σ]t=極限應(yīng)力/安全系數(shù)</p><

81、p>　　[σ]t與設(shè)計溫度及板厚有關(guān)。</p><p>　　六、內(nèi)壓薄壁容器強度設(shè)計步驟</p><p>　　1、由工作壓力P及工作溫度t得出設(shè)計壓力、設(shè)計溫度及計算壓力Pc</p><p>　　2、由操作條件（P、t，介質(zhì)是否腐蝕）確定容器的材料，然后選擇[σ]t，φ，C</p><p><b>　　3、計算厚度δ</

82、b></p><p>　　名義厚度：再向上圓整至標準厚度</p><p>　　七、內(nèi)壓薄壁容器強度校核步驟</p><p><b>　　有效厚度： </b></p><p><b>　　容器的強度校核：</b></p><p><b>　　判斷 &#

83、160;   </b></p><p><b>　　八、壓力試驗</b></p><p>　　1、類別：強度試驗、致密性試驗</p><p>　　試驗用介質(zhì)：液體、氣體</p><p><b>　　2、實驗壓力： </b></p><p&

84、gt;　　液壓試驗：臥式和立式</p><p><b>　　氣壓試驗</b></p><p>　　3、壓力試驗的注意事項</p><p>　　①液壓試驗溫度應(yīng)低于液體的沸點溫度而高于材料的轉(zhuǎn)脆溫度。</p><p>　?、诓捎脻崈羲M行水壓試驗，完畢后用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。</p><p>　　③

85、不適合接觸液體的容器，應(yīng)采用氣壓試驗。</p><p><b>　　五、凸形封頭的強度</b></p><p>　　封頭就是容器的端蓋。</p><p>　　錐形封頭、凸形封頭（橢圓形、半球形、碟形）、平蓋板封頭。</p><p><b>　　（1）、橢圓形封頭</b></p><

86、;p>　　標準橢圓形封頭的長短軸之比為1比2</p><p><b>　　計算厚度公式：)</b></p><p>　?、贅藴蕶E圓形封頭一般帶有直邊，以減小邊緣應(yīng)力的影響。</p><p>　?、讦膃  ≥ 0.15%Di</p><p>　　（2）、半球形封頭(受力最好，制造難度大)</

87、p><p>　　計算厚度公式：δ=PcDi/（4[σ]tφ-Pc）</p><p>　　（3）、蝶形封頭(應(yīng)力分布比標準橢圓形封頭差一些)</p><p>　　計算厚度公式：δ=MPcR1/(2[σ]tφ-0.5Pc)</p><p><b>　　形狀系數(shù)</b></p><p>　　標準蝶形封頭 R

88、1=0.9Di     r=0.17Di則   </p><p><b>　　六、外壓容器</b></p><p>　　（1）、外壓容器的失穩(wěn)</p><p>　　外壓容器的穩(wěn)定性 （用到的直徑都是中徑）</p><p>　　1、概念：①受力特征：與受

89、內(nèi)壓作用的圓筒的薄膜應(yīng)力相同，但為壓應(yīng)力。</p><p>　　②破壞形式：當受到外壓時，在未發(fā)生強度破壞之前，就已經(jīng)發(fā)生周向壓癟或縱向彎曲了。</p><p>　?、凼Х€(wěn)：在容器所受的壓力（外壓）達到某一臨界值后，開始出現(xiàn)彎曲等形狀的變化就叫失穩(wěn)。這個臨界值就稱為臨界應(yīng)力Pcr</p><p>　　2、外壓容器失穩(wěn)后的形狀</p><p>

90、　　容器發(fā)生失穩(wěn)首先在圓周方向上發(fā)生失穩(wěn)，即圓筒體壓癟。</p><p>　?。?）、臨界壓力的概念</p><p>　　反映外壓容器抗失穩(wěn)的能力。</p><p><b>　　1、影響因素</b></p><p>　?、賻缀纬叽纾篖/Do，δe/Do ，長度越大，越容易失穩(wěn)，板材的有效厚度越小，越容易失穩(wěn)。</

91、p><p><b>　?、谖锢韰?shù)</b></p><p>　?、蹐A筒體的橢圓度和材料的不均勻性的影響。</p><p><b>　　④材料的強度無關(guān)。</b></p><p>　　2、長、短圓筒和剛性圓筒的劃分</p><p><b>　　①長圓筒</b>

92、</p><p><b>　　②短圓筒</b></p><p><b>　?、蹌傂詧A筒</b></p><p>　　七、外壓圓筒的公式設(shè)計法</p><p>　?。?）、穩(wěn)定性破壞條件</p><p>　?。?）、臨界壓力的數(shù)學表達式</p><p>

93、　　1、長圓筒的臨界壓力 2、短圓筒的臨界壓力 3、剛性圓筒：只需進行強度計算</p><p><b>　　（3）、臨界長度</b></p><p>　　（4）、外壓圓筒設(shè)計的計算法步驟：</p><p>　　1、由工藝計算確定D、L，查Et，假設(shè)δn</p><p>　　2、計算臨界長度Lcr，并判斷屬長短圓筒<

94、/p><p>　　3、代入相應(yīng)的長圓筒或短圓筒的Pcr公式中，得計算壓力Pcr</p><p>　　4、判斷：Pc≤Pcr/m（對于鋼制圓筒 m=3.0）</p><p>　　若滿足，δn合適；若不滿足，重復(fù)以上步驟，直至滿足為止。</p><p>　　八、外壓圓筒的圖算設(shè)計法（圖算法）</p><p>　　在圖算法中用到

95、的直徑是外徑</p><p>　?。?）、圖算法步驟：</p><p>　?。?）、外壓容器設(shè)計參數(shù)的確定</p><p>　　1、設(shè)計壓力P：一般P=0.1MPa，當裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時，P=1.25ΔP與P=0.1MPa的小值。ΔP為容器內(nèi)外壓力差。</p><p><b>　　2、壓力試驗</b>&l

96、t;/p><p>　?、偻鈮喝萜骷罢婵杖萜饕詢?nèi)壓進行壓力試驗，試驗壓力與試驗強度校核公式與內(nèi)壓容器的壓力試驗相同。</p><p>　　②對夾套容器：內(nèi)容器——與內(nèi)壓容器壓力試驗相同。</p><p>　　外容器——與內(nèi)壓相同，但內(nèi)容器必須進行穩(wěn)定性校核。</p><p>　　若不滿足穩(wěn)定性要求，可是內(nèi)容器有壓差，保證試驗時的壓力差小于設(shè)計時的內(nèi)

97、外壓差。</p><p>　　3、計算長度L（前面已講過）</p><p>　　九、外壓圓筒的加強圈設(shè)計</p><p>　?。?）、加強圈的作用與結(jié)構(gòu)</p><p>　　1、設(shè)置加強圈的目的：減小計算長度，提高外壓容器的穩(wěn)定性。</p><p>　　2、加強圈的類型：扁鋼、工字鋼、角鋼、槽鋼等。</p>

98、<p><b>　　3、加強圈的連接</b></p><p>　　焊在外壁，焊縫總長≥1/2圓周長，最大間距≤ 8 δn</p><p>　　焊在內(nèi)壁，焊縫總長≥1/3圓周長，最大間距≤ 12 δn</p><p>　?。?）、加強圈的設(shè)計步驟</p><p>　　As——截面積  &#

99、160;   Jy——慣性距       Js——工業(yè)估算值</p><p><b>　　十、外壓封頭設(shè)計</b></p><p>　　（1）、球形封頭及半球形封頭</p><p>　?。?）、橢圓形和碟形封頭</p><p>　　十一、壓力

100、容器開孔與接管</p><p>　　容器殼體開孔時的應(yīng)力集中</p><p><b>　　（1）、基本概念</b></p><p>　　1、應(yīng)力集中現(xiàn)象：由于開孔接管后，殼體的結(jié)構(gòu)連續(xù)性破壞，此處在操作壓力作用下，會產(chǎn)生比不開孔接管時基本應(yīng)力大數(shù)倍的應(yīng)力，這種現(xiàn)象叫應(yīng)力集中現(xiàn)象。</p><p>　　2、應(yīng)力集中系數(shù)（K

101、）：指開孔邊緣的最大應(yīng)力值與殼體上不開孔時的最大應(yīng)力之比。 K=σ實際/σ</p><p>　　式中：σ——基本應(yīng)力      對球殼：σ=PR/2δ　　對筒體：σ=PR/δ</p><p>　　σ實際——開孔或接管處的實際最大應(yīng)力。</p><p><b>　　十二、開孔補強設(shè)計</b><

102、;/p><p>　?。?）、開孔補強設(shè)計的原則</p><p>　　1、目的：使孔邊的應(yīng)力峰值降低到某一允許值，并提高器壁的強度。</p><p>　　2、內(nèi)容：①選用合適的補強結(jié)構(gòu)型式 ②選用合適的補強原則（方法）確定有效的補強范圍及面積。</p><p>　　3、補強設(shè)計原則：①等面積補強法 ②極限補強法</p><p&

103、gt;<b>　　（2）、補強結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　有三種結(jié)構(gòu)：①貼板補強：貼板上有一M10的透氣孔，用以檢查貼板與殼體焊縫的緊密性。應(yīng)用條件：</p><p>　　a、鋼板的標準抗拉強度下限值 σb ≤ 540MPa</p><p>　　b、補強圈 δn' ≤ 1.5δn</p><p>　　c、殼

104、體 δn ≤ 38mm</p><p><b>　　②接管補強</b></p><p>　?、壅w補強三、等面積補強計算方法</p><p>　　1、等面積補強法：補強金屬的截面積等于或大于開孔時所挖去的殼體截面積。</p><p>　　2、計算步驟：等面積補強的設(shè)計原則： </p><p>&l

105、t;b>　　式中：</b></p><p>　　A——開孔接管時挖去的金屬截面積。</p><p>　　A1——接管承受內(nèi)壓或外壓設(shè)計所需厚度之外的多余金屬厚度。</p><p>　　A2——殼體承受內(nèi)壓或外壓設(shè)計所需厚度之外的多余金屬厚度。</p><p>　　A3——補強區(qū)內(nèi)焊縫截面積。</p><p

106、>　　若      則開孔不需加補強圈</p><p>　　若      則開孔需加補強圈</p><p><b>　　需加補強面積</b></p><p>　　十三、容器零部件標準的選用</p><p><b

107、>　　法蘭</b></p><p>　?。?）、法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封原理</p><p>　　1、法蘭連接結(jié)構(gòu)：法蘭、墊片和螺栓螺母組成</p><p>　　對法蘭連接的要求：密封可靠，保證生產(chǎn)能長周期運轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　2、密封原理</b></p><p>　　（

108、2）、影響密封的主要因素</p><p>　　1、螺栓預(yù)緊力   2、溫度影響   3、墊圈性能   4、法蘭剛度</p><p>　　5、密封面型式和表面性能   6、操作條件等</p><p>　　（3）、法蘭類型及密封面型式</p><p><b>

109、;　　1、法蘭類型</b></p><p>　　2、密封面型式：平面、凹凸面（最常用）、榫槽面、梯形面四種。</p><p>　?。?）、法蘭的標準及選取</p><p>　　1、法蘭的標準：壓力容器法蘭標準：JB/T4700~4707-2000、HB、石油和化學工業(yè)局</p><p>　　管法蘭標準：GB9112~9125-88

110、、SHJ406~89（石化建）</p><p><b>　　2、法蘭的選取</b></p><p>　　選兩個參數(shù)：公稱直徑DN、公稱壓力PN</p><p>　　選取步驟：①由設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、介質(zhì)特性選取法蘭類型及法蘭材料。</p><p>　?、诒ＷC管子或設(shè)備公稱直徑與法蘭的公稱直徑相等。</p>

111、<p>　?、凼顾x法蘭的公稱壓力在設(shè)計溫度下所能承受的最高工作壓力 ≥ 設(shè)計壓力。</p><p>　　3、墊片選擇：墊片是法蘭密封的必要元件。</p><p>　　使其能承受壓力 ≥ 設(shè)計壓力，能承受的溫度 ≥ 設(shè)計溫度并考慮介質(zhì)的腐蝕性。</p><p><b>　　十四、支座</b></p><p>　

112、　支座的分類：臥式容器支座、立式容器支座</p><p>　?。?）、臥式容器支座</p><p>　　分為：①鞍座   ②圈座</p><p>　　1、圈座：在容器的外周焊一圈型鋼。有加強作用，但不能適應(yīng)溫度變化所引起的熱變性的影響。</p><p>　　2、鞍座的結(jié)構(gòu)：分為輕型、重型兩種。</p><

113、;p>　　輕型（A型）——適用于重量較輕的設(shè)備的支撐。</p><p>　　重型（B型）——適用于重量較重的設(shè)備的支撐。</p><p>　　同一型號的鞍座又分：固定鞍座（F型）和滑動鞍座（S型）。</p><p>　　對同一臺設(shè)備或容器，一般選用兩個鞍座，即固定、滑動鞍座各一個。</p><p>　　課程設(shè)計及課程總結(jié)報告</p

114、><p>　　畫乙烯貯罐的總裝配圖</p><p><b>　　乙烯貯罐設(shè)計說明書</b></p><p>　　乙烯貯罐設(shè)計思路答辯（PPT展示）</p><p>　　本次化工設(shè)備設(shè)計課程總結(jié)報告</p><p>　　第二章 學習感想及體會</p><p>　　首先感謝化工設(shè)

115、計基礎(chǔ)的任課老師在這學期對我的指導和關(guān)心，感謝幫助我的每一位同學，謝謝你們的支持。使我圓滿的完成了本學期化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)的學習。</p><p>　　通過本學期對化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)的學習和了解，使我學習到了很多關(guān)于化工設(shè)備設(shè)計的知識。在學習中，我深刻體會到了設(shè)備設(shè)計的嚴謹性。令我印象最深的是設(shè)計乙烯貯罐作業(yè)。從數(shù)據(jù)的計算到圖紙上的設(shè)計表現(xiàn)，我感覺到化工設(shè)備的設(shè)計是很細致的。我們花了很多時間設(shè)計這個乙烯貯罐，并不是因

116、為它很難，而是它需要我們細心的去在圖紙上安排，每一個尺寸，每一個部位，都需要很心細才行。雖然在設(shè)計期間感覺很辛苦，但是當我們看見一幅完整的設(shè)計圖紙展現(xiàn)在我的面前，也覺得無比欣慰，很有成就感。</p><p>　　其實，比起學習理論知識，我更感興趣與設(shè)計實踐。因此，在乙烯貯罐的設(shè)計上我是很認真對待的。關(guān)于乙烯貯罐設(shè)計說明書，因為我用的軟件是WPS文字工具而不是word，因此用word表現(xiàn)出來時出現(xiàn)編輯問題，直至打印

117、出來才知道的。致使有的信息在說明書上沒有表現(xiàn)出來。我覺得是一點不可預(yù)見性的失誤。</p><p>　　理論知識總是要結(jié)合實踐才能表現(xiàn)出來，理論與實踐在化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)上體現(xiàn)出了完美的結(jié)合。理論是實踐的前提，實踐是理論的表現(xiàn)。因此，要想學習好化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)，既要學習好理論知識，又要把實踐做好。只有兩者的結(jié)合，才能在化工設(shè)備設(shè)計的過程中不做無用功，在短時間獲取較大的效益。我想，這一觀點并不僅僅是在化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)這

118、一門學科上體現(xiàn)的。在各個領(lǐng)域都可以得到論證。</p><p>　　化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)這門課程是作為我們生工專業(yè)的專業(yè)課的。從一開始，我們都認真的對待，但作為初學者的我覺得理論還是比較難懂的。有些概念性的東西以及公式的推導，都是模模糊糊的。就在期末最后幾次的作業(yè)中看出來，它們貫穿了整本教材，使我在懵懂的基礎(chǔ)上有了更深層次的認識。而且我一直相信，學號化工設(shè)備設(shè)計，將會在以后的生活和工作中給我?guī)砗艽蟮挠绊憽?lt;/p

119、><p>　　雖然本學期對化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)的學習就此告一段落，但是“學無止境”啊。我們目前的學習只是皮毛而已，只是入門而已。如果我們肯下功夫，多研究研究與化工設(shè)備設(shè)計的書、資料等等。就可以在化工設(shè)備設(shè)計這個領(lǐng)域里發(fā)揮出很大的作用?！?lt;/p><p>　　最后，在此感謝xx老師的辛勤教導和耐心的指點。使我們圓滿的完成了本學期對化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)的學習。也使我在學習上和生活中受益匪淺。 謝謝！&l