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[法律資料]特種設(shè)備安全第四章-資料下載頁(yè)

2025-01-19 14:16本頁(yè)面
  

【正文】 0mm,內(nèi)徑為 400mm,由過(guò)盈量為 厚圓筒熱套組成的高壓圓筒的冷縮應(yīng)力,工作壓力為 80MPa時(shí)容器內(nèi)外壁的周向綜合應(yīng)力( E= 105 MPa)。 解: R0= 280mm, R=240mm, Ri=200mm, δ’ =, p=80MPa, 鋼的彈性膜量 E= 105 MPa 。 由公式( 1)、( 2)、( 3)、( 4)計(jì)算得: MP aRR RRREii 2202200 ?????? ???? ?? ? MP aRRRRRRREiii 2202220230 ??????? ???? ?? ? MP aRRRRRRREiii 2202202230 ????????? ???MP aRR RRREiii 0220 ???????? ??? 而在工作壓力 p=80MPa的作用下,圓筒在內(nèi)壁及外壁的周向應(yīng)力分別為: 在中間套合面上,即 r=240mm處: 故綜合應(yīng)力為: 在內(nèi)筒內(nèi)壁: 在外筒外壁: 在內(nèi)筒外壁: 在外筒內(nèi)壁: MP apkki ??????MP apk 80212 220 ????????MP arRk pm 2202 ????????? ?????? ? M P aiiiT ?????? ??? ???? ? M P aT ?????? ??? ???? ? M P aimT ?????? ??? ???? ? M P aimT ?????? ??? ??? 熱套筒體應(yīng)力沿壁厚分布 按類似于厚壁圓筒的應(yīng)力分析方法,可得球殼的環(huán)向應(yīng)力及徑向應(yīng)力分別為: 當(dāng)僅受內(nèi)壓作用時(shí): ???????? ??? 3303 211 rRkp??1212133330330????????? ?????????? ?? k rRkprRp ii?????????? ??? 3303 11 rRkpr?11133330330????????? ?????????? ?? k rRkprRp iir? 熱應(yīng)力 熱膨脹 鍋爐壓力容器在設(shè)計(jì)、制造、安裝時(shí),必須充分考慮各部件受熱后的膨脹問(wèn)題。 對(duì)于長(zhǎng)度為 L的鋼管(或鋼棒),當(dāng)均勻受熱后,溫度由 t0升高 t時(shí),其沿長(zhǎng)度方向的膨脹量為: 其中: — 線性膨脹系數(shù), m/(m.℃ ),對(duì)于碳鋼在 20~200℃ 時(shí), m/(m.℃ ), ΔtαL)tα L ( tΔL 0t ???? ???ααL L tΔL 熱應(yīng)力 當(dāng)元件膨脹受到限制時(shí),將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓縮熱應(yīng)力,這個(gè)熱應(yīng)力就相當(dāng)于在管子一端加上一個(gè)外力 P,將熱膨脹量壓回去,即: 根據(jù)直桿受單向拉壓時(shí)的受力分析(即虎克定律),則 的計(jì)算式為: 式中: F為截面面積, E為彈性模量。 故: 即可得熱應(yīng)力 為: 0LL pt ????pL?EFPLL P ???ELEFPLtL t?? ????t?tEt ??? ?? 應(yīng)力分析 受壓元件傳熱溫差而引起的熱應(yīng)力是最常見(jiàn)的熱應(yīng)力,這里主要分析圓筒形元件的熱應(yīng)力。 假設(shè): (1)圓筒無(wú)限長(zhǎng),不考慮其端部約束情況及端部的邊界效應(yīng); (2)圓筒不承受外載,只受徑向溫差作用; (3)圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱,溫度分布只是半徑的函數(shù); 由彈性力學(xué)知: ?????? ???????? ???????? l nk1rR1k 1rRlnl nk2 ttμ1 αEσ 22020i0tr?????? ???????? ???????? 1l nk1rR1k 1rRlnl nk2 ttμ1 αEσ 22020i0tθ?????? ??????? 1l nk1k 2rRln2l nk2 ttμ1 αEσ 20i0t? 從上各式知: 在圓筒體內(nèi)表面有: 在圓筒體外表面有: 0tri??? ? ???????? ??????? l nk11k k2ttμ)2( 1αEσ 2 2i0t iθtθit i σσ ?? 0tr0 ??? ? ?????? ??????? l nk11k 2tt)2(1 E 2i0t 0 ??? ?t 0t 0 ?? ?? ? 影響圓筒體熱應(yīng)力的因素 ( 1) 鋼材性能 包括膨脹性能、彈性變形性能和導(dǎo)熱性能等。 ( 2)傳熱負(fù)荷 ( 3)圓筒元件壁厚 單層球殼內(nèi)外壁溫差引起的熱應(yīng)力 鍋爐啟動(dòng)、停爐時(shí)壁面熱應(yīng)力 對(duì)于圓筒體沿徑向一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程,可視為平板導(dǎo)熱,由傅立葉定律知: 式中: a— 導(dǎo)溫系數(shù), a=λ/ρc (m2/s ); τ— 時(shí)間。 ? ?? ?1k1k21kkμ)2(1)tα E (tσ3i0ti ? ??????? ?? ?1k2k1kμ)2(1)tα E (tσ3i0t0 ? ??????22drtdadτdt ?故由數(shù)學(xué)近似計(jì)算可得: 式中: — 鍋爐啟動(dòng)和停爐時(shí)升溫和降溫的速度。 從上式可知,當(dāng)鍋爐材料及壁厚一定時(shí),熱應(yīng)力取決于升溫和降溫的速度。 aδΔτΔtΔt 2??ΔτΔt
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