水工藝設(shè)備理論基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-03-07 22:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 σθ也相等。 (2)球殼上的薄膜應(yīng)力只有同直徑同壁厚圓柱殼的環(huán)向應(yīng)力的一半或者說(shuō)等于經(jīng)向應(yīng)力 。 ds 4pDm =ds q 4pD= 167。 容器應(yīng)力理論 薄膜應(yīng)力理論在球殼上的應(yīng)用 167。 容器應(yīng)力理論 三、橢圓殼（簡(jiǎn)述） 水工程中常用橢球殼的一半作為容器的封頭，它是由四分之一橢圓曲線繞回轉(zhuǎn)軸 Oy旋轉(zhuǎn)而形成的，見圖示。 半橢球殼上各點(diǎn)的 σm和 σθ可按下式分別計(jì)算。 式中： a半橢球殼長(zhǎng)軸的一半； b半橢球殼短軸的一半； δ半橢球殼的壁厚； x， y半橢球殼殼體上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)； p容器承受的內(nèi)壓力。 224222 bxbyapm+=ds ????++=)(21 24242422424xbyababxbyapds q 167。 容器應(yīng)力理論 結(jié)論： （ 1） 橢球殼上各點(diǎn)的應(yīng)力是不等的，它與各點(diǎn)的坐標(biāo)（ x， y） 有關(guān)。 （ 2） 橢球殼上應(yīng)力的大小及其分布情況與橢球的長(zhǎng)軸與短軸之比a/b有關(guān)。 a/b值增大時(shí)，橢球殼上的最大應(yīng)力將增大，而當(dāng) a/b=1時(shí)，橢球殼即變?yōu)榍驓?，?a=b代入即變?yōu)榍驓?yīng)力計(jì)算公式，這時(shí)殼體的受力最為有利。 （ 3） 水工藝設(shè)備用半個(gè)橢球用作容器的端蓋時(shí)，為便于沖壓制造和降低容器高度，封頭的深度淺一些，即 a/b大一些較好。但 a/b的增大將導(dǎo)致應(yīng)力的增大，故橢球封頭的 a/b不應(yīng)超過(guò) 2。 （ 4） 當(dāng) a/b2時(shí)，半橢球封頭的最大膜應(yīng)力產(chǎn)生于半橢球的頂點(diǎn)，即 x=0， y= b處，其值為： 167。 容器應(yīng)力理論 半橢球母線 167。 容器應(yīng)力理論 四、錐形殼 錐形殼一般用于容器的封頭或變徑段，如圖所示。 錐形殼的薄膜應(yīng)力表達(dá)式如下： 式中： p介質(zhì)的內(nèi)壓力， MPa； α錐殼的半頂角； δ錐殼的壁厚 。 r計(jì)算點(diǎn)所在平行圓的半徑，即該點(diǎn)距回轉(zhuǎn)軸的距離； 從上述二式中可以看出隨著半錐角的增大殼體的應(yīng)力將變大，所以在承壓容器中太大的錐角是不宜采用的。同時(shí)也可以看出，錐形殼中最大應(yīng)力產(chǎn)生于大端，其值分別為 式中： D容器的中徑。 ads cos12 ?=prm ads q cos1?= prads cos14 ?= pDm ads q cos12 ?= pD 167。 容器應(yīng)力理論 四、錐形殼 錐形殼一般用于容器的封頭或變徑段，如圖所示。 錐形殼的薄膜應(yīng)力表達(dá)式如下： 式中： p介質(zhì)的內(nèi)壓力， MPa； α錐殼的半頂角； δ錐殼的壁厚 。 r計(jì)算點(diǎn)所在平行圓的半徑，即該點(diǎn)距回轉(zhuǎn)軸的距離； 從上述二式中可以看出隨著半錐角的增大殼體的應(yīng)力將變大，所以在承壓容器中太大的錐角是不宜采用的。同時(shí)也可以看出，錐形殼中最大應(yīng)力產(chǎn)生于大端，其值分別為 式中： D容器的中徑。 167。 容器應(yīng)力理論 錐形殼 α αdρ 2rD D1D2（）作封頭 a （）作變徑段 b 167。 容器應(yīng)力理論 167。 壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算 一、壓力容器與常壓容器 受勞動(dòng)部頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（簡(jiǎn)稱《容規(guī)》）管理的壓力容器必須同時(shí)滿足以下三個(gè)條件： 1. 最高工作壓力 pw≥（ 不含液體靜壓力）。 2. 容器內(nèi)徑 D1≥150mm， 且容積 V≥25L。 3. 介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。 在水工藝設(shè)備中，使用最多的是充滿常溫水的壓力容器。嚴(yán)格地講，這些容器不屬于《容規(guī)》監(jiān)察的壓力容器。但是若水的壓力較高，器壁也會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，這種容器的壁厚仍然與受《容規(guī)》監(jiān)察的容器一樣按強(qiáng)度計(jì)算確定。 容器的壁厚是壓力容器設(shè)計(jì)的一個(gè)主要方面，常壓容器的壁厚一般按剛度及制造要求來(lái)確定。 167。 容器應(yīng)力理論 二、內(nèi)壓圓筒壁厚的確定 （ 1）理論計(jì)算壁厚 以圓筒體為例： 經(jīng)向薄膜應(yīng)力和環(huán)向薄膜應(yīng)力分別是 若鋼板在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為 [σ]， 按薄膜應(yīng)力條件： [σ]≥ ?由于容器的筒體一般用鋼板卷焊而成，焊縫可能存在某些缺陷許用應(yīng)力 [σ]應(yīng)乘以一個(gè)焊縫系數(shù) φ， φ≤1。 于是 ≤[σ]φ ds 4pDm = dsq 2pD=ds q 2pD=d2pD 167。 容器應(yīng)力理論 另外，一般由工藝條件確定的是圓筒的內(nèi)直徑 D1， 故在上式中代入 D= D1+δ， 得 ≤[σ]φ 解出 δ， 去掉不等號(hào)便得到
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