内外压容器-受压元件设计.ppt
《内外压容器-受压元件设计.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《内外压容器-受压元件设计.ppt(65页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、内外压容器受压元件设计,一、压力容器的构成,经典板壳结构(一)旋转薄壳圆筒圆柱壳 球形封头 球壳椭圆封头(椭球壳)碟封(球冠与环壳)锥形封头(锥壳)以薄膜应力承载 在压力作用下,以薄膜应力为主,即以薄膜应力承载,因此整体上产生一次薄膜应力,其应力控制值是一倍的许用应力;但在相邻元件连接部位会因变形协调产生局部薄膜应力和弯曲应力,称为二次应力,其控制值是3倍的许用应力。,(二)平板 圆平板(平盖)环形板(开孔平盖)环(法兰环)弹性基础圆平板(管板)以弯曲应力承载,一、压力容器的构成,1、圆筒(GB150、P26。式51)1)应力状况:两向薄膜应力、环向应力为轴向应力的两倍。2)壁厚计算公式:计算
2、应力值的中径公式另一种表现形式为:=Pc(K+1)/2(K-1)符号说明见GB 150。称中径公式:适用范围,K1.5,等价于pc0.4t 3)公式来由:内压圆筒壁厚计算公式是从圆筒与内压的静力平衡条件得出的。,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,上述计算公式认为应力是沿圆筒壁厚均匀分布的,它们对薄壁容器是适合的。但对于具较厚壁厚的圆筒,其环向应力并不是均匀分布的。薄壁内径公式与实际应力存在较大误差。对厚壁圆筒中的应力情况以由弹性力学为基础推导得出的
3、拉美公式较好地反映了其分布。厚壁和薄壁圆筒的概念:按照承压回转壳体的无力矩理论是指壁厚和直径的比值;若壁厚超过直径的1/10则被称为“厚壁筒”;反之,则为“薄壁筒”。与这个指标相当的是“径比”K,K=DO/Di,当K大于1.2时为“厚壁筒”,小于或者等于1.2时为“薄壁筒”。,二、压力容器受压元件计算,拉美公式与薄膜公式比较采用薄壁理论时,认为DODi,即K 1,max=min当k=Do/Di=1.1时,内外壁应力相差为10%当k=1.3时,内外壁应力相差为35%,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,由拉美公式知:=Pc(K2+1)/(K2-1)厚壁筒中存在的三个方向的应力,其
4、中只有轴向应力是沿厚度均匀分布的。环向应力和径向应力均是非均匀分布的,且内壁处为最大值。筒壁三向应力中,周向应力最大,内壁处达最大值,外壁处为最小值,内外壁处的应力差值随K=D0/Di增大而增大。当K=1.5时,由薄壁公式按均匀分布假设计算的环向应力值比按拉美公式计算的圆筒内壁处的最大环向应力要偏低23%,存在较大的计算误差。,二、压力容器受压元件计算,由于薄壁公式形式简单,计算方便、适于工程应用。为了解决厚壁筒时薄壁公式引起的较大误差,由此采取增大计算内径,以适应增大应力计算值的要求。为此将圆筒计算内径改为中径,即以(Di+)代替Di代入薄壁内径公式中:,二、压力容器受压元件计算,二、压力容
5、器受压元件计算,4)公式计算应力的意义:一次总体环向薄膜应力,控制值。采用中径公式后,计算的应力水平和拉美公式计算结果相比,其值只相差3.8。5)焊接接头系数:指纵缝接头系数。焊接接头系数:在不同的计算要根据筒体受力情况确定;如卧式容器,塔等进行轴向应力校核时,应采用环向焊接接头系数。,二、压力容器受压元件计算,2.球壳 1)应力状况:两向应力作用,各向薄膜应力相等。2)厚度计算式(GB150P26、5-5式)。称中径公式,适用范围pc0.6等价于K1.3533)公式来由:同圆筒轴向应力作用情况。4)计算应力的意义:一次总体、薄膜应力(环向、经向)控制值:。,二、压力容器受压元件计算,2.球壳
6、 5)焊缝接头系数:指所有拼缝接头系数(纵缝、环缝)。注意包括球封与圆筒的连接环缝系数。6)与圆筒的连接结构:见GB 150附录J图J1(d)、(e)、(f)。连接原则:不能削薄圆筒,局部加厚球壳。,二、压力容器受压元件计算,3.椭圆封头A、内压作用下1)应力状况a.薄膜应力(两向应力作用,纬(环)向、经向)a)标准椭圆封头薄膜应力分布:,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,经向应力:最大应力在顶点。环向应力:最大拉应力在顶点,最大压应力在底边。b)变形特征:趋圆。c)计算对象意义:拉应力强度计算 压应力稳定控制b.弯曲应力(与圆筒连接)a)变形协调,形成边界力。b)产生二次应
7、力。,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,c.椭圆封头的应力:薄膜应力加弯曲应力。最大应力的发生部位、方向、组成。,二、压力容器受压元件计算,K=,二、压力容器受压元件计算,二、压力容器受压元件计算,3)焊缝接头系数。指拼缝,但不包括椭封与圆筒的连接环缝的接头系数。4)内压稳定:a.a/b2.6限制条件b.防止失稳,限制封头最小有效厚度:a/b2,即K1 min0.15%Dia/b 2,即K1 min0.30%Di,二、压力容器受压元件计算,B.外压作用下:1)封头稳定以薄膜应力为对象计算:a.变形特征:趋扁。b.计算对象 过渡区不存在稳定问题。封头中心部分“球面区”存在稳定。
8、c.计算意义,按外压球壳。当量球壳:对标准椭圆封头;当量球壳计算外半径:Ro=0.9Do。Do封头外径。,二、压力容器受压元件计算,2)对对接圆筒的影响。外压圆筒计算长度L的意义:L为两个始终保持圆形的截面之间的距离。椭圆封头曲面深度的1/3处可视为能保持圆形的截面,为此由两个椭圆封头与圆筒相连接的容器,该圆筒的外压计算长度L=圆筒长度+两个椭圆封头的直边段长度+两倍椭圆封头曲面深度的1/3。(见GB150,28页、教材169页),二、压力容器受压元件计算,3)外压圆筒失稳特点a.周向失稳(外压作用)圆形截面变成波形截面,波数n从2个波至多个波。长圆筒 n=2,短圆筒 n2。b.轴向失稳(轴向
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 内外 容器 受压 元件 设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5239408.html