化工设备机械基础(第五章)外压圆筒与封头的设计.ppt

教学重点:
(1)失稳和临界压力的概念;
(2)影响临界压力的因素;
(3)外压容器的图算法设计。
教学难点:
图算法的原理。
第5章外压圆筒与封头的设计
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第一节概述
一、外压容器的失稳
壳体外部压力大于壳体内部压力的容器称为外压容器
石油、化工生产中外压操作,例如:
①石油分馏中的减压蒸馏塔、
②多效蒸发中的真空冷凝器、
③带有蒸汽加热夹套的反应釜、
④真空干燥、真空结晶设备
1、外压容器的定义
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1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置
图5-1 夹套反应釜结构图
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薄壁圆筒
环向薄膜应力
δ—计算厚度,mm;D—筒体中间面直径,mm。
经向薄膜应力
压应力
2、外压薄壁容器的受力
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这种压应力如果能够增大到材料的屈服极限,将和内压圆筒一样,引起筒体的屈服变形。然而这种情况在薄壁圆筒中是极少发生的。因为存在于外压圆筒筒壁内的压应力经常是当它的数值<<材料的屈服极限时,筒壁会突然被压瘪。
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外压容器的失效形式有两种:
①发生压缩屈服破坏;
②失稳。
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中国江苏省响水县一公司23日发生***气泄漏,导致下风向的一家公司30多名员工中毒,目前还有21人在医院接受治疗,暂时没有人员死亡。
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承受外压载荷的壳体,当外
压载荷增大到某一值时,壳
体会突然失去原来的形状,
被压扁或出现波纹,载荷卸
去后,壳体不能恢复原状,
这种现象称为外压壳体的失稳。
3、失稳及其实质
图5-2 失稳后的情况
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在建昆明机场引桥垮塌事故的脚手架失稳简单分析 physics/post/
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二、容器失稳型式的分类
侧向失稳
容器由均匀侧向外压引起的失稳,叫侧向失稳特点:横断面由圆形变为波形
长圆筒
动画2波
短圆筒
动画3波
短圆筒
动画4波
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1、按受力方向分为侧向失稳与轴向失稳
图5-3 外压圆筒侧向失稳后的形状
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