過程設(shè)備設(shè)計(jì)課后答案講解

1、11.壓力容器主要由哪幾部分組成分別起什么作用答：壓力容器由筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座、安全附件六大部件組成。筒體的作用：用以儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。封頭的作用：與筒體直接焊在一起，起到構(gòu)成完整容器壓力空間的作用。密封裝置的作用：保證承壓容器不泄漏。開孔接管的作用：滿足工藝要求和檢修需要。支座的作用：支承并把壓力容器固定在基礎(chǔ)上。安全附件的作用：保證壓力容器的使用安全和測量、控制工作介質(zhì)的參數(shù)，保證壓力容器

2、的使用安全和工藝過程的正常進(jìn)行。2.介質(zhì)的毒性程度和易燃特性對壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理有何影響？答：介質(zhì)毒性程度越高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對材料選用、制造、檢驗(yàn)和管理的要求愈高。如Q235A或Q235B鋼板不得用于制造毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器；盛裝毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的容器制造時(shí)，碳素鋼和低合金鋼板應(yīng)力逐張進(jìn)行超聲檢測，整體必須進(jìn)行焊后熱處理，容器上的A、B類焊接接頭還應(yīng)進(jìn)行100%射線或

3、超聲檢測，且液壓試驗(yàn)合格后還得進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。而制造毒性程度為中度或輕度的容器，其要求要低得多。毒性程度對法蘭的選用影響也甚大，主要體現(xiàn)在法蘭的公稱壓力等級上，如內(nèi)部介質(zhì)為中度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.0MPa；內(nèi)部介質(zhì)為高度或極度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.6MPa，且還應(yīng)盡量選用帶頸對焊法蘭等。易燃介質(zhì)對壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造和管理等提出了較高的要求。如Q235AF不得用于易燃介質(zhì)容器；Q235

4、A不得用于制造液化石油氣容器；易燃介質(zhì)壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)等。3.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》在確定壓力容器類別時(shí)，為什么不僅要根據(jù)壓力高低，還要視壓力與容積的乘積pV大小進(jìn)行分類？答：因?yàn)閜V乘積值越大，則容器破裂時(shí)爆炸能量愈大，危害性也愈大，對容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。2.壓力容器應(yīng)力分析1.一殼體成為回轉(zhuǎn)薄殼軸對稱問題的條件是什么答：幾何形狀、承受載荷、邊界支承、材料性質(zhì)均對旋轉(zhuǎn)軸

5、對稱。2.試分析標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭采用長短軸之比ab=2的原因。答：ab=2時(shí)，橢圓形封頭中的最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力相等，使橢圓形封頭在同樣壁厚的情況下承受的內(nèi)壓力最大，因此GB150稱這種橢圓形封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭3.何謂回轉(zhuǎn)殼的不連續(xù)效應(yīng)？不連續(xù)應(yīng)力有哪些特征，其中β與兩個(gè)參數(shù)的物理意義是什么？答：回轉(zhuǎn)殼的不連續(xù)效應(yīng)：附加力和力矩產(chǎn)生的變形在組合殼連接處附近較大，很快變小，對應(yīng)的邊緣應(yīng)力也由較高值很快衰減下來，稱為“不連續(xù)效應(yīng)”或“邊緣

6、效應(yīng)”。不連續(xù)應(yīng)力有兩個(gè)特征：局部性和自限性。局部性：從邊緣內(nèi)力引起的應(yīng)力的表達(dá)式可見，這些應(yīng)力是的函數(shù)隨著距連接處距離的增大，很快衰減至0。不自限性：連續(xù)應(yīng)力是由于毗鄰殼體，在連接處的薄膜變形不相等，兩殼體連接邊緣的變形受到彈性約束所致，對于用塑性材料制造的殼體，當(dāng)連接邊緣的局部產(chǎn)生塑性變形，彈性約束開始緩解，變形不會連續(xù)發(fā)展，不連續(xù)應(yīng)力也自動(dòng)限制，這種性質(zhì)稱為不連續(xù)應(yīng)力的自限性。β的物理意義：反映了材料性能和殼體幾何尺寸對邊緣效應(yīng)影

7、響范圍。該值越大，邊緣??Rt4213????xe??Rt3應(yīng)力分布：周邊簡支的最大應(yīng)力在板中心；周邊固支的最大應(yīng)力在板周邊。兩者的最大撓度位置均在○3圓形薄板的中心。周邊簡支與周邊固支的最大應(yīng)力比值○4????65.1233.0maxmax???????????frsr周邊簡支與周邊固支的最大撓度比值08.43.013.05153.0maxmax??????????????fsww其結(jié)果繪于下圖8.試述承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼破壞的形式，

8、并與承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼相比有何異同？答：承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼的破壞形式主要是失穩(wěn)，當(dāng)殼體壁厚較大時(shí)也有可能出現(xiàn)強(qiáng)度失效；承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼的破壞形式主要是強(qiáng)度失效，某些回轉(zhuǎn)殼體，如橢圓形殼體和碟形殼體，在其深度較小，出現(xiàn)在赤道上有較大壓應(yīng)力時(shí)，也會出現(xiàn)失穩(wěn)失效。9.試述有哪些因素影響承受均布外壓圓柱殼的臨界壓力？提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，采用高強(qiáng)度材料是否正確，為什么？答：影響承受均布外壓圓柱殼的臨界壓力的因素有：殼體材料的彈性

9、模量與泊松比、長度、直徑、壁厚、圓柱殼的不圓度、局部區(qū)域的折皺、鼓脹或凹陷。提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，采用高強(qiáng)度材料不正確，因?yàn)楦邚?qiáng)度材料的彈性模量與低強(qiáng)度材料的彈性模量相差較小，而價(jià)格相差往往較大，從經(jīng)濟(jì)角度不合適。但高強(qiáng)度材料的彈性模量比低強(qiáng)度材料的彈性模量還量要高一些，不計(jì)成本的話，是可以提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力的。10.求解內(nèi)壓殼體與接管連接處的局部應(yīng)力有哪幾種方法？答：有：應(yīng)力集中系數(shù)法、數(shù)值解法、實(shí)驗(yàn)測試法、經(jīng)驗(yàn)公式