化工设备设计基础第五章内压薄壁容器设计.ppt

第三章 内压薄壁容器设计
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一、薄壁容器设计的理论基础
㈠　薄壁容器
根据容器外径DO与内径Di的比值K来判断，
当K≤
K＞
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㈡圆筒形薄壁容器承受内压时的应力
只有拉应力无弯曲
“环向纤维”和“纵向纤维”受到拉力。
s1（或s轴）圆筒母线方向(即轴向)拉应力，
s2（或s环）圆周方向的拉应力。
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㈢　圆筒的应力计算
1. 轴向应力
D-筒体平均直径，亦称中径，mm；
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2. 环向应力
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分析：
（1）薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。
问题a：筒体上开椭圆孔，如何开
应使其短轴与筒体的轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度，使环向应力不致增加很多。
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分析：
问题b：钢板卷制圆筒形容器，纵焊缝与环焊缝哪个易裂？
筒体纵向焊缝受力大于环向焊缝，故纵焊缝易裂，施焊时应予以注意。
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（2）分析式(4-1)和(4-2)也可知，
内压筒壁的应力和d/D成反比，d/D 值的大小体现着圆筒承压能力的高低。
因此，分析一个设备能耐多大压力，不能只看厚度的绝对值。
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二、无力矩理论基本方程式
㈠ 基本概念与基本假设
1． 基本概念
（1） 旋转壳体 ：壳体中面（等分壳体厚度）是任意直线或平面曲线作母线，绕其同平面内的轴线旋转一周而成的旋转曲面。
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（2） 轴对称
壳体的几何形状、约束条件和所受外力都是对称于某一轴。
化工用的压力容器通常是轴对称问题。
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