圆筒容器设计计算的问题
圆筒容器设计计算的问题
摘要本文就近期所学内容，对长圆筒容器的设计和计算进行了进一步的归纳与总结，利用图解法和解析法对圆筒容器进行计算。
关键词长圆筒容器图解法解析法
1 引言
随着社会的发展，时代的进步，现代化工工业也发生了巨大的变化，大型设备新工艺的使用使其生产效率增加和能耗减少。然而层出不穷的化工企业事故也是人们日益关注。其中部分事故是由设计方面存在缺陷而引发的，而我们这里就浅谈长圆筒容器设计计算。
2 圆筒容器的计算
2.1参数设置
A——系数；
B——系数；
P——临界压力，MPa；
cr
E——弹性模量，MPa；
D——圆筒或换热管外径；
L——计算筒体长度，mm；
m——安全系数，取3.0；
e
δ——圆筒名义厚度 μ——材料泊松比，取0.3；
2.2失稳现】【象1
在外压作用下，突然发生的筒体失去原型，即突然失去原来形状稳定性的现象称为弹性失稳。保证壳体的稳定性是外压容器能够正常操作的必要条件。
外压圆筒侧向失稳后形状
2.3解析法公式推】【导2
对于钢制容器长圆筒μ取0.3则有
30e cr )/D 2.2E(P δ= ①
给①式带入安全系数m=3则可以得
[]30
e cr )D 0.733E(m P P δ== ② 则[P]就为材料的临界周向压力。
对于钢制容器短圆筒有
)()(2.590
5
.20e cr D L D E P δ= ③
2.4图解法公式推导
[P]=cr P /m ④
cr P =m[P] ⑤
E
2D ][m E 2D P E e 0e 0cr cr
δδσεp === ⑥ 我们可以令B E m
=ε2 则可得0e D B
=[P]δ ⑦
2.5举例计算 一台分馏塔内径i D =2000mm ，长6000mm 封头深h=500mm ，塔在400℃工作，
材料R M n 16钢板板，问厚度为14mm 能否满足。
计算塔的计算长度L ：
)(63405003
126000312'mm h L L ≈??+=?+= 我们可以查表得到该材质钢板厚度负偏差1C =0.8mm ，腐蚀裕量2C =1mm ；则名义厚度e δ=12.2mm 。
I.解析法 判断长短圆筒：L D D L >?==12.28022e 00
cr 802217.11.17δ
故此为短圆筒。
m )()(2.59][05
.20
e D L D E P δ= 所以[P]=0.12MPA>1ATM 所以14mm 壁厚容器符合要求。
II.图解法
mm D D e i 2028142200020=?+=+=δ
12.32028
63400==D L 166.2312.2
2028e 0==δD 查表可得A=0.0002
a 9
0126.023.1663101580002.0232][MP D AE P e
=????==δ [P]>0.1MPa 所以可用。
III.两种方法对比
表1图表法与解析法对比
优点 缺点 解析法 变量间关系简捷明了,便于
分析计算
需要通过计算,才能得到所需结果。 图表法 直观表示了变量间变化过
程和变化趋势
函数值只能是近似值
3.结语
以上计算可以清楚看到图表法和解析法处理圆筒计算设计问题时的优点和缺点。较一般而言图表法优先于解析法。同时要在计算时处理好常量之间的关系。
参考文献
【1】 赵军. 化工设备机械基础，第二版 北京 化工工业出版社
【2】陈盛秒薄壁外压容器设计的公式法
压力容器设计方法分析对比.docx
压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力
压力容器设计文件编制规定
目录 1、总则 2、设计文件的分类及组成 2.1设计文件的分类 2.2各种设计文件的说明 2.3设计文件的组成 3、图样） 3.1 制图 3.2 图纸幅面 3.3 图样在图纸上的安排原则 3.4 图样上的文字、符号及代号 3.5 不需单独绘制图样的原则 3.6 需单独绘制部件图的原则 3.7 图样的比例 3.8 图样上尺寸标注的补充规定 3.9 零件、部件的件号 3.10 技术特性表 3.11 管口表 3.12 明细栏 3.13 标题栏 3.14 大、小主标题栏 3.15 简单标题栏 3.16 附注 3.17 设备净重 3.18 技术要求和技术条件 3.19底图的描、校签字栏及选用表 3.20 图样的简化画法 4、技术文件 4.1 幅面 4.2 文字、符合及代号 4.3 章、条、款、项的划分、编号和排列格式 4.4 “注”及脚注 4.5 图及表的编排方法 4.6 文件号的编排方法 4.7 编写方法及内容 5 设计文件的修改 5.1 修改原则 5.2 修改方法
1 总则 1.0.1本规定适用于压力容器产品（以下称设备）设计文件的编制。 1.0.2设计文件应按每个设备、通用部件和标准部件单独成套。 1.0.3使用本规定时，必须同时遵守现行国家标准的有关规定及各级标准的管理办法。 1.0.4 与国外发生联系的设备设计文件的编制办法，除参照本规定执行外，可另行规定。 2 设计文件的分类及组成 2.1 设计文件的分类 初步设计文件 按设计阶段分工程图 施工图设计文件通用图 标准图 总图 装配图 设部件图 计零件图 文图样表格图 件特殊工具图 的管口方位图 分预焊件图 类按文件内容分 图纸目录 技术文件技术条件 计算书 说明书 原图及原稿 按使用目的和性质分底图 复印图（蓝图）
压力容器设计全套表格
XXXXXXXX有限公司XXXXXXXX 压力容器制造记录表卡 压力容器设计任务书 编号 名称 任务来源 设计依据 设 计 内 容 设计人 计划工作量 要求完成日期 备注 编制： 年月日审核： 年月日 批准： 年月日
XXXXXXXX有限公司XXXXXXXX 压力容器制造记录表卡 压力容器设计条件修改书 编号 名称 图号 修改标记修改内容修改人日期 接受修改代表（签字盖章） 年月日
压力容器设计文件标准化审查记录表 图号/文件号名称类别/级别设计人校核人设计日期 施工图总数采用标准图张数通用图张数 审查内容审查结果存在问题修改情况 一、贯彻执行法规、标 准的正确性(包括执行 本单位的制度) 1、设计任务书或设计条 件图 2、计算书选用计算软件 参数输入 3、总图技术要求 4、总图图样 5、零部件图 6、标题栏签署 7、材料表(含选材的标 准) 二、标准化率(按用标准 图数/图纸总数) 三、通用化率(按用通用 图数/图纸总数) 标准化 审查人 日期修改人日期
压力容器设计文件更改通知单 图(代)号和名称更改原因编号 更改实施日期 共页 第页发至 处理意见需同改文件 备注会 签 签署日期 签署 编制校 核 审 核 批 准 日期
压力容器设计文件校审记录表 图号名称 设计文件档案号 设计人共页第页序号校审意见修改情况 校审人：年月日修改人：年月日 审核人：年月日修改人：年月日 校审人：年月日修改人：年月日 注：1、修改情况栏由设计人填写。
压力容器设计质量评定卡 图号名称 设计文件 代号名称 档案号 起止日期设计人 实耗工时设计校核审核 完成成品新图张 新表张 标准图张 通用图张 校、审核发现错误数个/张 设计错误统计错误性质校核标准化审查审核累计图面错误 一般错误 技术错误 质量 评定意见 审核人 签字 日期设计责任工程师/ 批准人 签字 日期 单位技术职能机构 对质量抽查的意见签字 日期 设计人意见校核人 意见 签字 日期 备注 说明：1、图纸张数以折合1号图计算，表格以折合4号图计算。 2、由部门保存作为业务考核的参考。
矩形钢制常压水池的结构分析与设计
矩形钢制常压水池的结构分析与设计 作者：罗佑新， 李晓润， 吴昌栋， 杨春峰， 卞晓芳， Luo Youxin， Li Xiaorun， Wu Changdong， Yang Chunfeng， Bian Xiaofang 作者单位：中冶建筑研究总院有限公司,北京,100088 刊名： 钢结构 英文刊名：STEEL CONSTRUCTION 年，卷(期)：2011,26(3) 参考文献(4条) 1.JB/T 4735-1997.钢制焊接常压容器技术规程 2.储乐平;孙章权海洋平台大型矩形常压容器的框架结构式设计方法[期刊论文]-压力容器 2006(10) 3.姜英明常压矩形容器壁板强度和刚度设计[期刊论文]-合肥工业大学学报(自然科学版) 2001(05) 4.陈鸿斌矩形容器加强筋的合理设计[期刊论文]-石油化工设备 1994(03) 本文读者也读过(10条) 1.曹资.薛素铎.冯远.夏循.王立维.王雪生.Cao Zi.Xue Suduo.Feng Yuan.Xia Xun.Wang Liwei.Wang Xuesheng 张弦网壳结构地震响应规律分析[期刊论文]-钢结构2011,26(4) 2.赵光明.陈东兆.王惠芬.Zhao Guangming.Chen Dongzhao.Wang Huifen门式刚架三阶柱计算长度系数的计算方法[期刊论文]-钢结构2011,26(5) 3.闫华林.YAN Hua-lin水池结构的设计分析[期刊论文]-山西建筑2011,37(13) 4.彭宣茂.杨挺.周晨软基上多格水池结构计算的半解析法[期刊论文]-特种结构2001,18(2) 5.杜鹏.DU Peng浅析钢筋混凝土水池结构设计[期刊论文]-矿业工程2011,09(2) 6.朱召泉.Zhu Zhaoquan钢结构构件稳定性问题浅析[期刊论文]-钢结构2011,26(3) 7.杨振业.姚勇.刘琳混凝土结构水池设计与施工中的几个常见问题[会议论文]-2006 8.徐硕预应力技术在水池结构中的应用初探[会议论文]-2009 9.丁大益.刘威.DING Da-yi.LIU Wei四川省博物馆采光天棚张拉筒壳设计[期刊论文]-空间结构2007,13(3) 10.罗尧治.王彬.LUO Yao-zhi.WANG Bin双层圆柱面和球面网壳的风振系数实用公式[期刊论文]-空间结构2008,14(1) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/ad1882994.html,/Periodical_gjg201103007.aspx
压力容器的设计步骤..
储气罐——压力容器的设计步骤 1.确定压力容器设备的各项参数：压力，介质，温度 最高工作压力为1.5MPa，工作温度为常温20℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3 确定压力容器的类型 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章中有详细的规定，主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分。 储气罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，应为第Ⅰ类容器。 2.确定设计参数 （1）确定设计压力 容器的最高工作压力为1.5MPa，设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。取1.05还是取1.10，取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。 介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则上限1.10。 介质为压缩空气，管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4 （2）确定设计温度 一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得。 如在室外在工作，无保温，容器工作温度为30℃，冬季环境温度最低可到－20℃，则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为－20℃。《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考。 假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。 （3）确定几何容积 按结构设计完成后的实际容积填写。 （4）确定腐蚀裕量 根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。 先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。 《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定，受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。 介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。
压力容器设计记录表格
上海朗森热工设备有限公司质量管理体系文件 压力容器设计 记录表格 记录文件编号：Q/LS.YSF01~17 受控状态： 编 制： 日 期： 审 核： 日 期： 批 准： 日 期： 发布日期: 2014年03月01日 实施日期: 2014年03月05日
压力容器设计质量保证体系记录表格清单 序号 记录名称 记录编号 版本号 修订号 归口管理 部门 保存 期限 1 压力容器设计人员业务考核表Q/LS.YSF01 A/0 工程部 长期 2 压力容器设计任务书 Q/LS.YSF02 A/0 工程部 长期 3 容器设计条件图 Q/LS.YSF03 A/0 工程部 长期 4 换热器设计条件图 Q/LS.YSF04 A/0 工程部 长期 5 压力容器设计文件校审记录表Q/LS.YSF05 A/0 工程部 长期 6 压力容器设计质量评定卡 Q/LS.YSF06 A/0 工程部 长期 7 已归档设计图样 和设计文件更改联系单 Q/LS.YSF07 A/0 工程部 长期 8 压力容器设计条件修改书 Q/LS.YSF08 A/0 工程部 长期 9 设计图样和设计文件 复用联系单 Q/LS.YSF09 A/0 工程部 长期 10 压力容器设计许可 印章使用申请书 Q/LS.YSF10 A/0 工程部 长期 11 压力容器设计许可 印章使用记录表 Q/LS.YSF11 A/0 工程部 长期 12 压力容器产品设计质量反馈表Q/LS.YSF12A/0 工程部 长期 13 压力容器设计文件归档目录 Q/LS.YSF13A/0 工程部 长期 14 压力容器规范标准台账 Q/LS.YSF14A/0 工程部 长期 15 压力容器规范标准借还记录表Q/LS.YSF15A/0 工程部 长期 16 压力容器设计文件提阅申请书Q/LS.YSF16A/0 工程部 长期 17 压力容器设计文件提阅记录表Q/LS.YSF17A/0 工程部 长期
矩形固体料仓-最新文档资料
矩形固体料仓 NB/T47003.2-2009 《固体料仓》对储存固体松散物料的钢制焊接立式圆筒形料仓的设计算有明确的阐述,NB/T47003.1-2009 钢制焊接常压容器》中对储存液体物料的钢制焊接矩形容器的 设计计算有详细的规定。但在某一大型项目中, 有一储存褐煤的钢制矩形锥体料仓。外形见图1, 设计计算无具体的标准参照。 面就其结构及受力状况进行分析, 提出对该种设备的设计计算 方法和依据。 1工艺条件 所有的工艺参数包括设计温度, 设计压力, 料仓材质, 磨蚀及腐蚀裕量,充装介质的密度, 颗粒度,安息角,介质与壳体的磨擦 系数及磨擦角等均由工艺专业提供。 2选材 设备的选材除应满足设计要求外, 还要考虑其经济型。应尽量考虑优选用价格低廉并且刚性较好的碳钢材料。 3设计计算 3.1锥形料仓的分段 为使仓内料松散固体物料能够自动流出, 料仓无论横截面是圆形还是方形其底部均为锥体, 并且锥体部分的半顶角9 的大 小与物料与壳体的摩擦系数及摩擦角有决定性的关系。半顶角9 一般由工艺提供。如图1, 整个设备就是一个截面为矩形的锥形
容器。 为了准确的计算风载荷及地震载荷 , 将料仓在高度方向等间 距截面划分 , 每一段就是一个小的矩形锥体。将每个截面及划分 竖向同等间距设置加强筋。 NB/T47003.2-2009 依次计算每段锥体的容积 震力 , 地震弯矩及任意截面处的最大弯矩等。 3.2 分析液体及固体物料对容器壁的作用力 固体料仓是储存固体松散物料的容器 , 它是区别于储存气体 , 液体的容器。气体充满于所储存的容器内 , 以自身的压力对整个 容器壁产生作用力。液体盛装在容器内 , 以液柱静压力对不同高 度的壁面产生不同的作用力。 而松散的固体物料在自然状态下有 堆积形态 ,对物料面以下的容器壁产生垂直压力 ,水平压力 ,在物 料流动的情况下对壁面还产生摩擦力。 对于矩形容器的壁面其作 用力也是如此。 这里重点对固体松散物料及液体介质对容器壳壁 的作用力作分析及对比。 NB/T 47003.2-2009 《固体料仓》中固体物料对圆形容器的 锥体壁有垂直压应力 pvi-i, 水平压应力 phi-i 及法向压应力 pni-i 三种作用力。固体物料对圆形容器直筒壁有垂直压应力 pvi-i, 水平压应力 phi-i 及摩擦力 Ffi-i 。实际上固体物料对容 器壳体的作用力跟设备横截面的形状没有关系。 固体物料对该料 仓的斜壁板A 及直壁板B 在任意截面i-i 的作用力如图2所示, 物料对斜壁板的法向作用力 pni-i 以及对直壁板的水平压应力 phi-i 决定设备壳体的材料和厚度以及加强筋的材料和规格是否 满足强度及刚度要求。 后的锥体从上到下分别按顺序编号 ,如图 1。 并且在每个截面及 设定料仓壳体的名义厚度及加强筋的规格 , 按照 , 操作质量 , 重心, 地
方形箱体可设计压力容器
论证“多种纤维快速定型节能环保方形蒸箱” -----方形箱体可设计、制造压力容器随着化工和石油化工等工业的发展，压力容器的应用范围越来越广泛。压力容器，早期主要用于化学工业，压力多在10兆帕以下。合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器的压力达100兆帕以上。社会发展的脚步在加快，对压力容器也提出了更高的要求：不但容量要不断增大，有些还要求耐介质腐蚀。20世纪60年代开始，核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和技术要求，从而促进了压力容器的进一步发展，广泛应用于各工业部门。压力容器主要为圆柱形，也有球形等其他形状。根据结构形式，可分为多层式压力容器，绕板式压力容器、型槽绕带式压力容器、热套式压力容器、锻焊式压力容器和厚板卷焊式压力容器等。大多数压力容器由钢制成，也有的用铝、钛等有色金属和玻璃钢、预应力混凝土等非金属材料制成。压力容器在使用中如发生爆炸，会造成灾难性事故。为了使压力容器在确保安全的前提下达到设计先进、结构合理、易于制造、使用可靠和造价经济等目的，各国都根据本国具体情况制定了有关压力容器的标准、规范和技术条件，对压力容器的设计、制造、检验和使用等提出具体和必须遵守的规定。
常用压力容器企业标准：原技术规格及参数
新一代方形压力容器所采用的技术手段是：采用圆型压力容器的技术参数，再把“全钢台面汽车衡”下面加强筋技术用于方形压力容器六个面的外壳上，方形压力容器六面附焊加强筋，这种方案和工作原理的结构特征使方形蒸箱成为合二为一的安全不变形的新一代的节能环保新产品。 此项专利的技术方案简介：利用原有的使用技术参数，参入现有的电加 热系统的技术。 （“多种纤维定型快速方形蒸箱”现规格技术及参数）
矩形容器统一要求
一、计算书格式* 1、按照项目规定格式设计封面。 2、设计数据及基础资料： 设计压力：2.7kPaG； 设计温度：50℃； 工作压力：ATM.； 工作温度：AMB. 试验压力：10kPaG； 保温材料：岩棉，厚度75mm； 腐蚀裕度：碳钢或低合金钢选取3mm，不锈钢选取0mm。 结构参数：长（L）x宽（W）x高（L）按照数据表及最新版P&ID内壁净尺寸输入； 3、材料选取： ?壁板材料按GB6654-1996的16MnR的要求；数据表中用不锈钢的，其材质选用按GB/T4237-1992的0Cr18Ni9的要求。 ?接管规格按GB8163-1999，材料20#的要求；数据表中用不锈钢的，其材质选用GB/T14976-2002，材料0Cr18Ni9。 ?法兰规格按ANSI B16.5，材质按16Mn/JB4726-2000；数据表中用不锈钢的，其材质按JB4728-2000的0Cr18Ni9的要求。 ?弯头规格按ANSI B16.9，ANSIB16.28，材质按20#/JB4726-2000；数据表中用不锈钢的，其材质选用按JB4728-2000的0Cr18Ni9的要求。 ?垫片材料选用不含石棉的石墨垫片或不锈钢缠绕垫片。 4、开口补强： D N80尺寸以上的需进行开口补强。补强圈与壁板选取相同材质、壁厚。 5、吊耳材质按GB3274-1988，材料Q235-A；吊耳垫板与筒体选取相同材质。 二、图纸要求* 一）、设计数据栏 1、设计压力：2.7kPaG，或最新版P&ID的要求。 2、设计温度：50℃，或按照有关数据表及最新版P&ID的要求。 3、工作介质：按照数据表中给定的填写。
内外压容器受压元件设计.
内外压容器——受压元件设计中国石化工程建设公司桑如苞 向全国压力容器设计同行问好！
内外压容器——受压元件设计 压力容器都离不开一个为建立压力所必须的承压外壳—压力壳。 内外压容器设计即是指对组成压力壳的各种元件在压力作用下的设计计算。 压力壳必须以一定方式来支承： 当采用鞍式支座支承时成为卧式容器的形式，由于自重、物料等重力作用，在压力壳上（特别是支座部位）产生应力，其受力相当于一个两端外伸的简支梁，对其计算即为卧式容器标准的内容。 当采用立式支承时成为立（塔）式容器的形式，由于自重、物料重力、风载、地震等作用，在压力壳上产生应力，其受力相当于一个直立的悬臂梁，对其计算即为塔式容器标准的内容。 当压力壳做成球形以支腿支承时，即成为球罐，在自重、物料重力、风载、地震等作用下的计算即为球形储罐标准的内容。 一、压力容器的构成 圆筒—圆柱壳 压力作用下，以薄膜应力承载，为此整 球形封头 —球壳 体上产生一次薄膜应力，控制值1倍 壳体 椭圆封头（椭球壳） 许用应力。但在相邻元件连接部位，会 碟封（球冠与环壳） 因变形协调产生局部薄膜应力和弯曲应 典型板壳结构 锥形封头（锥壳） 力，称二次应力，控制值3倍许用应力。 圆平板（平盖） 压力作用下，以弯曲应力承载，为此整 平板 环形板（开孔平盖） 体上产生一次弯曲应力，控制值1.5倍 环（法兰环） 许用应力。 弹性基础圆平板（管板） 二、压力容器受压元件计算 1.圆筒 1）应力状况：两相薄膜应力、环向应力为轴向应力的两倍。 2）壁厚计算公式：c i c ][2p D p t -= ?σδ符号说明见GB 150。称中径公式：适用范 围，K ≤1.5，等价于p c ≤0.4[σ]t ? 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。 设有内压圆筒如图所示（两端设封头）。 （1）圆筒受压力p c 的轴向作用： p c 在圆筒轴向产生的总轴向力：
外压容器的设计计算
外压容器的设计计算 哈尔滨市化工学校 徐 毅 李喜华 在外压容器设计时,筒体的壁厚计算按文献 〔1〕和〔3〕应采用图算法。图算法要先假设筒体 的壁厚,通过查图表后计算使P≤〔P〕且较接 近,则所设壁厚可用;否则应重新假设,直至满足 为止。为简化设计计算,本文将外压容器的解析法 与图算法结合,使外压容器的壁厚的假设一次完 成。 1 壁厚的计算 按文献〔2〕外压容器壁厚的计算公式 S≥D0( m pL 2.6ED0 )0.4+C(1) 式中S———外压容器筒体的壁厚,mm;D0———外压容器的外径,mm;L———外压容器的计算长度, mm;C———壁厚附加量, mm;m———稳定系数, m=3;P———设计压力, MPa;E———材料在设计温度时的弹性模量, MPa; 设壁厚为S,计算步骤如下: 1.计算壁厚S0=S-C,算出所要设计筒体的L/D0和D0/S0值; 2.按文献〔2〕在图6-10(文献〔2〕)的左侧纵坐标上找到L/D0值,由此点引水平线向右与相应D0/S0线相交。若L/D0>50,则按L/D0=50查图,由交点沿铅垂方向向下求得横坐标系数A(即ε); 3.根据筒体材料选用相应的材料温度线。文献〔2〕中的图6-12、6-13、6-14,在图的下方横坐标找到由2求得的系数A,若A在材料温度线的右方,则由此点沿铅垂上移,与材料温度线相交,再将此点沿水平方向向右求得纵坐标系数B; 4.按系数B用式〔P〕=BS0/D0〔2〕求得许用外压〔P〕; 5.比较设计外压P与许用外压〔P〕,若P≤〔P〕,则所假设的壁厚可用。 6.根据钢板规格,最后确定所用钢板厚度。2 计算实例 设计氨合成塔的内筒,已知筒体外径D0= 410mm,计算长度L=4m,材料为oCr18Ni19Ti,弹性模量E=1.58×105MPa,壁温为480℃,壁厚附加量C=0.8m m,所受外压P=0.5MPa,试确定其壁厚。 由(1)式得: S≥D0(m pL 2.6ED0 )0.4+C=410 ( 3×0.5×4×103 2.6×1.58×105×410 )0.4+0.8=7.6mm 假设壁厚S=7.6mm,计算S0=S-C=7.6-0.8 =6.8mm,L/D0=4/0.41=9.75D0/S0=410/6.8 =60.28 按文献〔2〕在图6-10查得A=0.00032 按文献〔2〕在图6-14查得B=34MPa 按文献〔2〕式〔P〕=BS0/D0=34×6.8/410 =0.57MPa 比较P<〔P〕,即0.5MPa<0.57MPa,即假设壁厚可用。 按文献〔4〕,最后确定所用钢板厚度为8mm。3 结语 筒体的壁厚计算是外压容器设计中重要的内容,但按文献〔1〕和〔3〕进行设计计算时,一般至少要试算3～5次,若运用本文的方法可使筒体的壁厚计算一次成功。 参考文献 1 钢制石油化工压力容器设计规定,全国压力容器标准化技术委员会, 1993 2 余国琼.化工容器的设备.化学工业出版社, 1980 3 全国压力容器标准化技术委员会.G B150-89钢制压力容器.学苑出版社, 1989 4 《化工设备设计手册》.上海人民出版社, 1993 (编辑 毛丽青) ? 7 1 ? 《机械工程师》 1997. 2
矩形教学设计
课题人教版义务教育课程标准实验教科书八年级下册矩形 教材分析 矩形是一种特殊的平行四边形，安排在平行四边形与菱形、正方形之间，它既是学生前面学习平行四边形的有关知识的进一步延伸，研究矩形的思想方法又为我们学习后面菱形、正方形奠定了基础，起着承上启下的作用。 学生在小学阶段已经学习了长方形和正方形的相关知识，而矩形就是长方形和正方形，所以学生对矩形的基本知识已经有一定的了解，而且通过前一章探究平行四边形有关知识的培养，学生具有一定的独立思考和探究的能力。所以本节课主要在学生已有的认知水平上，在实际问题情景中，由学生自主探索发现矩形性质定理，使学生经历实践、推理、交流等数学活动过程，亲身体验数学思想方法，培养学生能力，促进学生发展。 学情分析 新课程理念强调“经历过程与获取结论同样重要”，而且我觉得有时过程比结论更重要。因此我让学生充分动手操作，投入到获取知识的过程中去，在过程中激发学习兴趣和动机，展现思路和方法，学会学习；从过程中培养进取型人格，通过过程中的“成功感”来完善自我。 八年级的孩子思维活跃，模仿能力强。对新知事物满怀探求的欲望。同时他们也具备了一定的学习能力,在老师的指导下,能针对某一问题展开讨论并归纳总结. 但是受年龄特征的影响，他们知识迁移能力不强，推理能力还需进一步培养。 这是学生形成本节课知识时最主要的障碍点。 教学目标 1. 知识目标 (1) 理解矩形有关概念，根据定义探究并掌握矩形的有关性质。 (2) 了解矩形在生活中的应用，根据矩形的性质解决简单的实际问题。 2. 能力目标 (1)经历矩形的概念和性质的探索过程，发展学生合情推理意识，掌握几何思维方法。通过观察、思考、交流、探究等数学活动，发展学生的思维能力和语言表达能力。 (2)根据矩形的性质进行简单的计算和应用，培养学生逻辑推理能力，培养几何直觉向思维逻辑化转化的习惯，进一步体会数形结合的思想方法。 (3) 通过学生观察、实验、分析、交流，引出矩形的概念，感受数学思考过程的条理性及解决问题策略的
压力容器设计例题
（2）贮存液体的容器 当容器盛装液体时，壳体内壁面法向将受到液体静压强的作用，它同样是一种轴对称载荷，这一点与承受气压相同，所不同的是液体静压强大小随液体深度而变化，有时液面上方还同对受到气体压力的作用。这些容器壳体中的薄膜应力一般也可用式(2－7)和式(2－12)求解。 ① 中部支承半径为R 的圆柱形贮液罐 如图2-9(a)所示，罐的底部自由，顶部密闭，液面上方的气体内压力为 p ，充液密度为ρ。 a) 圆筒ab 段：其上任意一点，仅受气压0 p 作用，其0p p =，∞=1R ,故可直接用式 （2-16）求解，得其经向薄膜应力 ? σ和周向薄膜应力 θσ为 ?? ?????== =?θ?σδ σδσ2200R p R p （2-24） b) 圆筒bc 段：其A －A 断面上任一点处，受有压力载荷gh p p ρ+=0的作用，其中h 为至液面距离， g 为重力加速度，因圆筒R R R =∞=21,，故θσ可由式(2-7)求解。另再考 察图2-9(c)所示A －A 断面以上部分区域的平衡，在不计壳体自重时，作用于该区域的轴向外载荷有液体重力G 和A －A 断面的压力 gh p p ρ+=0，则其合力V 为 22200 ()V P G R p gh R gh R p πρπρπ=-=+-= 将V 及1 2 sin π =代入式（2-12）可求得 ? σ。由此得bc 段上任意点的经向和周向薄膜 应力分别为 ?????? ?+= = δρσδ σθ?R gh p R p )(200 （2-25） c) 圆筒cd 段：其B －B 断面上任一点处，作用于图2-9(d)所示B －B 断面以上部分区域的轴向外载荷除有液体重力G 和承受的压力 gh p p ρ+=0外，尚有支座反力 1 2gH R F ρπ=反，其总轴向外力变为
圆筒容器设计计算的问题
圆筒容器设计计算的问题 摘要本文就近期所学内容，对长圆筒容器的设计和计算进行了进一步的归纳与总结，利用图解法和解析法对圆筒容器进行计算。 关键词长圆筒容器图解法解析法 1 引言 随着社会的发展，时代的进步，现代化工工业也发生了巨大的变化，大型设备新工艺的使用使其生产效率增加和能耗减少。然而层出不穷的化工企业事故也是人们日益关注。其中部分事故是由设计方面存在缺陷而引发的，而我们这里就浅谈长圆筒容器设计计算。 2 圆筒容器的计算 2.1参数设置 A——系数； B——系数； P——临界压力，MPa； cr E——弹性模量，MPa； D——圆筒或换热管外径； L——计算筒体长度，mm； m——安全系数，取3.0；
e δ——圆筒名义厚度 μ——材料泊松比，取0.3； 2.2失稳现】【象1 在外压作用下，突然发生的筒体失去原型，即突然失去原来形状稳定性的现象称为弹性失稳。保证壳体的稳定性是外压容器能够正常操作的必要条件。 外压圆筒侧向失稳后形状 2.3解析法公式推】【导2 对于钢制容器长圆筒μ取0.3则有 30e cr )/D 2.2E(P δ= ① 给①式带入安全系数m=3则可以得 []30 e cr )D 0.733E(m P P δ== ② 则[P]就为材料的临界周向压力。 对于钢制容器短圆筒有 )()(2.590 5 .20e cr D L D E P δ= ③ 2.4图解法公式推导 [P]=cr P /m ④ cr P =m[P] ⑤
E 2D ][m E 2D P E e 0e 0cr cr δδσεp === ⑥ 我们可以令B E m =ε2 则可得0e D B =[P]δ ⑦ 2.5举例计算 一台分馏塔内径i D =2000mm ，长6000mm 封头深h=500mm ，塔在400℃工作， 材料R M n 16钢板板，问厚度为14mm 能否满足。 计算塔的计算长度L ： )(63405003 126000312'mm h L L ≈??+=?+= 我们可以查表得到该材质钢板厚度负偏差1C =0.8mm ，腐蚀裕量2C =1mm ；则名义厚度e δ=12.2mm 。 I.解析法 判断长短圆筒：L D D L >?==12.28022e 00 cr 802217.11.17δ 故此为短圆筒。
容器设计规定
容器设计规定 1. 范围 本标准规定了石油化工压力容器（反应器、塔器、换热器及其它容器）设计的一般要求以及材料、结构等方面的要求。 本标准适用于石油化工压力容器的设计。 本标准是国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》、GB151《管壳式换热器》等标准的补充规定。 2. 引用文件 下列标准所包含的条文，通过在本标准中构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 3. 一般规定 3.1 压力容器类别划分按《压力容器安全技术监察规程》第6条规定。 3.2 设计压力 3.2.1 容器的设计压力 容器的设计压力应略高于最高工作压力。对装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破压力。 3.2.2 内压容器 内压容器的设计压力一般按表1确定。 表1 内压容器的设计压力MPa 最高工作压力Pw 设计压力P Pw≤1.8 1.8＜Pw≤4.0 4.0＜Pw≤8.0 Pw＞8.0 P＝Pw+0.18 P＝1.1Pw P＝Pw +0.4 P＝1.05Pw 注：1.正常操作工况为正压，但开停工时或事故停工时有真空工况的容器应进行真空工况校核。 2.当工作压力向上波动的可能性很小时压力裕度可适当减小。 3. Pw＜0.1 MPa的塔式容器，设计压力取P≥0.1 MPa。 3.2.3 常压容器 工作压力小于0.1MPa且不与大气直接相通（通过呼吸阀与大气相接的容器视为与大气直接相通）的常压容器其设计压力取工作压力加0.18MPa，否则按常压设计。 3.2.4 外压容器 外压容器应考虑在正常工况下可能出现的最大内外压力差，再参考表1确定设计外压力。 3.2.5 真空容器 3.2.5.1 设有安全控制装置时设计压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中较小值。 3.2.5.2 未设有安全控制装置时设计压力取0.1MPa。 3.2.6 夹套容器 3.2.6.1 夹套为内压的带夹套的真空容器的设计压力按下列要求确定： 1）容器壁：按外压容器设计，取无夹套真空容器规定的设计压力值加夹套的设计压力，必须校核在
2018 RQ-1压力容器设计习题
2018 RQ-1压力容器设计习题 一、单选题【本题型共63道题】 1.对于锥壳的大端，可以采用无折边结构，锥壳半顶角（）。 ?A．α≤30°? ?B．α≤45°? ?C．α≤60°? ?D．α≤75° 正确答案：[A] 用户答案：[A] ??得分：1.30 2.根据《压力容器封头》（GB/T25198-2010）和《压力容器》GB150.4-2011的规定，（）封头的拼接焊接接头不需要进行表面检测。 ?A．要求局部射线或超声检测的容器中先拼板后成形凸形封头上所有拼接接头? ?B．Q345R材料制，旋压（冷成形）封头拼接的焊接接头? ?C．复合钢板制封头的复合层焊接接头? ?D．标准抗拉强度下限值大于540MPA.钢板制封头缺陷的修磨处 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 3.等直径、等壁厚塔式容器的自振周期是将其简化成（）。 ?A．单自由度体系? ?B．双自由度体系? ?C．多自由度体系? ?D．弹性连续体 正确答案：[D] 用户答案：[D] ??得分：1.30 4.在下列管壳式换热器元件中，应考虑腐蚀裕量的元件为（）。 ?A．换热管?
?B．管板? ?C．折流板? ?D．支持板 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 5. 根据GB12337-2014《钢制球形储罐》的规定，铁磁性材料球罐内侧表面检测时，宜采用（）。 ?A．黑磁粉检测? ?B．荧光磁粉检测? ?C．渗透检测? ?D．射线检测 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 6.容器内的压力若有可能小于大气压力，该容器又不能承受此负压条件时，容器上应装设（）。 ?A．拱形防爆片? ?B．正拱形防爆片? ?C．防负压的泄放装置? ?D．非直接载荷式安全阀 正确答案：[C] 用户答案：[C] ??得分：1.30 7.Q235-B钢板制作压力容器，其设计压力P小于或等于（）Mpa；钢板的使用温度为（）；用于壳体时，钢板厚度不大于（）mm。 ? ?A.10 Mpa?????B.1.6 Mpa????? C.2.5 Mpa ? ?D.0-300℃????E.20-300℃???? F.16mm?????G.30mm ?A．Ｂ、E、F? ?B．C、E、F? ?C．Ｂ、D、F? ?D．Ｂ、E、G
容器设计
1. 选题背景 1.1 太空杯市场概述 由于水杯市场竞争越来越激烈，快速有效的掌握水杯市场发展状况成为了企业及管理者成功的关键。水杯市场发展分析是一个科学系统的工作，直接影响着发展战略的规划、产品营销方案的设计、企业投资方略的制定以及未来发展方向的确定。水杯市场分析并非单纯从某一个层面对市场进行评价分析，要得到有实际价值、具有指导意义的结论，就必须从专业的角度对市场进行全面细致的剖析。这样，才能时刻保持清晰的发展思路，不会因繁琐的信息迷失，在日益激烈的市场竞争中立于不败之地。 首先设计材料的选择随着科技的进步越来越广泛，从石头，陶，木材，青铜，铁器，然后再到近代材料科技巨大的进步，出现许多新生的材料，如塑料，不锈钢，玻璃等。现代设计的材料运用在水杯这个行业已经完全集中在后来的这几种材料上，像青铜材料只在当时科技比较落后的情况下，只为少数人而设计，体现地位的尊卑。现代设计面对的对象是全体大众，所以选择的材料必须不能十分昂贵，大多数人能够消费得起。 目前国内知名水杯品牌主要有艾德利，特百惠、乐扣、NIKE、ADIDAS、箭牌、富光、膳魔师等，陶瓷的应用源远流长，在古代的茶具中占有主要的地位，但现在陶瓷的应用不如古代那么流行。玻璃的透明性给人以干净的感觉，但其热稳性极差。因此，塑料水杯占据了水杯市场的大部分份额，特别是在经常携带的水杯使用场合，如现在学生上课时带水所用的水杯95%为塑料水杯，5%为不锈钢水杯，而且采用塑料进行水杯设计，水杯的造型几乎能够随心所欲，能够给设计师提供充分的想象任意发挥。 1.2 富光炫耀太空杯产品概述 富光炫耀太空杯采用PC作为成型材料，水杯质量小，容易密封不漏水，一般的价格处于水杯价格的最底端。且杯子是塑料制品，易成型、成本低，水杯的形状可以不受其形态和线性的限制。有一定的强度，足以满足盛水的需要；透明性好、着色性强，因此水杯的颜色可以千变万化以供选择。耐磨性高，水杯不易变花，透光保温。 对于材质，消费者大多选择塑料，因为大多数人都觉得塑料即便宜又实用。 而对于外型，每个年龄层都不同，青年都会选择时尚型的，因为都比较注重外形。中老年都会选择简洁型。 目前，富光炫耀太空杯主要采用的溶类型有250ml,300ml,350ml，400ml等。现实功能为承载液体，潜在功能是作为装饰品或收藏品。 1.3 选题对象 本课程设计选择富光炫耀350ml太空杯。 设计目的：对现有容器造型、销售包装、进行再设计。
容器设备设计计算
第1章 设计参数的选定 1.1设计题目 液化石油气储罐的设计 1.2设计数据 如下表1-1。 表1-1 设计数据 序号 项目 数值 单位 备注 1 名称 1003m 液化石油气储罐 2 用途 液化石油气储配站 3 最大工作压力 0.79 MPa 4 工作温度 50 ℃ 5 公称直径 3400 mm 6 容积 100 m 7 单位容积充装量 0.42 t/3m 8 装量系数 0.9 9 工作介质 液化石油气（易燃） 10 其他要求 100%无损检测 1.3设计压力 设计压力取最大工作压力的1.1倍，即 M P a 88.08.01.11.10=?==P P （1-1） 1.4设计温度 工作温度为50℃， 设计温度取45+5=50℃。
1.5主要元件材料的选择 1.5.1筒体封头材料的选择 根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢16MnR （钢材标准为GB6654）[]MPa 170=t σ。16MnR 适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定 腐蚀性,壁厚较大（≥8mm ）的压力容器。 1.5.2鞍座材料的选择 根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-B ，其许用应力[]MPa 147=sa σ 1.5.3地脚螺栓的材料选择 地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力[]MPa 147=bt σ
第2章 设备的结构设计 2.1圆筒厚度的设计 计算压力c P ： 液柱静压力: Pa 1076.12.381.956041?=??==gh p ρ （2-1） %5%210869.01076.1641<=??=p p , 故液柱静压力可以忽略，即869 .0c ==P P 该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为 1.0φ=。 圆筒的厚度在6～16mm 范围内，查GB150-1998中表4-1可得：在设计温度70℃下，屈服极限强度MPa 345=s σ， 许用应力MPa 170][=t σ 利用中径公式， 计算厚度： mm 7.8869 .01700.123400 869.0][2=-???=-=MPa P PD C t i σφδ （2-2） 查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm ，而有GB150-1998中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm ，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取10C =。 查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知,在无特殊腐蚀情况下，腐蚀裕量2C 不小于1mm 。本例取12=C 则筒体的设计厚度 mm 7.90.107.821=++=++=C C n δδ （2-3） 圆整后，取名义厚度mm 10=n δ 筒体的有效厚度 mm 911021=-=--=C C n δδθ （2-4）
压力容器图样设计技术通用规定
1、范围 本标准是针对技术部各级设计人员设计、绘制压力容器施工图过程中所作出的一般规定，也是技术部各级设计人员在设计、绘制施工图时所必须遵循的基本准则。此外，在设计、绘图时，还应执行现行的有关最新发布的国家标准、规范及相关的行业标准。 2、总则 施工图图面表示方法必须遵循下述标准： 2.1图纸幅面及格式应符合GB/T14689的规定。 2.2图样的比例应符合GB/T14690规定。 2.3字体应符合GB/T14691规定。 2.4图线应符合GB4457.4规定。 2.5剖面符号应符合GB4457.5规定。 2.6表面粗糙度符号、代号及其标注应符合GB/T131的规定。 2.7焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法应符合GB12212的规定 2.8螺纹及螺纹紧固件的标注应符合GB/T4459.1的规定。 2.9图样的画法应符合GB4458.1的规定。 2.10尺寸标注方法应符合GB4458.5的规定。 2.11公差与配合的标注方法应符合GB4458.5的规定。 2.12形状和位置公差应符合GB/T1182、GB/T1184、GB/T4249、GB/T16671的规定。 3、分述
3.1图纸幅面 3.1.1图纸幅面一般为Al；Al,A2,A3,A4加长加宽幅面尽量不用。 3.1.2 A3幅面不允许单独竖放；A4幅面不允许横放；A5幅面不允许单独存在。 3.2字体 a、文字、汉字为仿宋体，拉丁字母(英文字母)为B型直体。 b、阿拉伯数字为B型直体1,2,3……。 c、放大图序号为B型直体罗马数字I,II,Ⅲ……。 d、焊缝序号为阿拉伯数字。 e、焊缝符号及代号按国标或行业标准。 f、标题放大图用汉字表示。 g、剖视图、向视图符号以大写英文字母表示：如A向、A一A,B 一B等。 h、管口符号以小写的英文字母a,b,c……表示。同一用途、规格的管口，数量以下标1,2,3表示。 3.3图样的画法 3.3.1视图选择的原则: a、在明确表示物体的前提下，使视图(包括向视图、剖视图等)的数量应为最少。 b、尽量避免使用虚线表示物体的轮廓及棱线。 c、避免不必要的重复。 3.3.2不需单独绘制图样的原则: 每一个设备、部件或零件，一般均应单独绘制图样，但符合下列情况
常用压力容器工作压力-设计压力 表1,表2
表1： 表2：
注意事项注意事项：：1表中设计压力确定的原则不包括盛装液化气体的压力容器、外压容器及真空容器。2我公司压力容器设计、制造资质范围：设计压力设计压力P P ＜1010MPa MPa MPa。。 3 对Pw Pw＞＞4.0MPa MPa的过滤器的过滤器，设计压力P通常按1.05～1.1Pw考虑，也可根据甲方要求或由装置选型确定。设计压力P的选取,原则上应高于工作压力Pw；对表中所列压力容器，选择接管法兰的公称压力公称压力PN PN PN应应≥设计压力设计压力P P ，且接管法兰在设计温度下最高无冲击工作压力应大于该容器的工作压力最高无冲击工作压力应大于该容器的工作压力Pw Pw Pw。。4准备推出的2008版过滤器新样本，从过滤器型号中可以同时知道滤芯代号、进出口直径和设计压力。（例：GL1-50/1.6、GL8－400/4.0B）5 当管路系统液压试验压力与本表所列压力容器液压试验压力不同时，选取过滤器时应注意所选其设计压力能否满足系统液压试验压力的要求。 67容器上接管法兰公称压力级PN选用原则，依据1999版《压力容器安全技术监察规程》修订说明及条文解释中（四）重点问题说明2中的第5条。8 当管路系统中已设置超压泄放装置（如：安全阀或爆破片装置等），系统中单体压力容器可不再设置超压泄放装置。但系统中的超压泄放装置设置应遵循以下两个原则：⑴.所设置的超压泄放装置的安全泄放量应大于等于整个系统（含容器含容器））的安全泄放量；⑵.超压泄放装置开启压力的设定， 应按《压力容器安全技术监察规程》1999版第三章第31条的规定。即：系统的设计压力系统的设计压力P≥P≥P≥安全阀开启压力安全阀开启压力安全阀开启压力＞＞系统的工作压力系统的工作压力Pw Pw Pw。。 编制：韩玉蓉校核:刘 靓审核： 钟儒芬 2007.10.18 压力容器设计室第 2 页