化工设备(全).doc
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1、1对变形固体作的三个假设:连续性假设、均匀性假设、各向同性假设 2截面法步骤1、在需要求内力处假想用一横截面将构件截开,分成两部分; 2、以任一部分为研究对象;3、在截面上加上内力,以代替另一部分对研究对象的作用4、写出研究对象的平衡方程式,解出截面上的内力。 3应力集中 在截面突变处应力局部增大的现象称为应力集中 4塑性材料和脆性材料机械性能的主要区别 1塑性材料在断裂时有明显的塑性变形;而脆性材料在断裂时变形很小;2塑性材料在拉伸和压缩时的弹性极限、屈服极限和弹性模量都相同,它的抗拉和抗压强度相同。而脆性材料的抗压强度远高于抗拉强度,因此,脆性材料通常用来制造受压零件。5拉伸和压缩的强度条
2、件?解决什么问题?强度条件:在工程上,强度条件可以解决三类问题:强度校核、设计截面尺寸、确定许可载荷。 6梁的基本形式 简支梁:一端固定铰链,另一端活动铰链;外伸梁:简支梁一端或两端伸出支座以外;悬臂梁:一端固定,另一端自由。外力内力应力强度条件和刚度条件 7变形的几何条件:平面截面假设 ;各纵向纤维之间互不挤压 ;中性层,中性轴8卧式容器的支座有三种:鞍座;圈座;支腿;立式容器的支座主要有:耳式支座; 支承式支座;裙式支座9容器为什么要开孔?开孔后,为什么要补强?工艺、安装、检修的要求。削弱器壁的强度,出现不连续,形成高应力集中区。(峰值应力通常较高,达到甚至超过材料屈服极限。局部应力较大,
3、加之材质和制造缺陷等),为降低峰值应力,需要对结构开孔部位进行补强,以保证容器安全运行。应力集中和开孔形状有关,圆孔的应力集中程度最低。容器开孔补强的形式分为:整体补强和补强圈补强在开孔附近区域增加补强金属,提高器壁强度,满足强度设计要求。10如何提高提高压杆稳定性?答:1、合理选材,钢材E值大(1分)2、合理选择截面形状,Jz对称均匀(2分)3、减少压杆长度,或在中部设支座(1分)4、改善支座形式(1分)11简述容器开孔以后补强的措施有那些?容器开孔补强的形式分为:整体补强:增加整个壳体的厚度,或用全焊透将厚壁接管或整体补强锻件与壳体相焊,降低开孔附近的应力。补强圈补强:开孔周围贴焊一圈钢板
4、,即补强圈。补强圈与器壁搭接,材料相同,补强圈尺寸参照标准确定,或等面积补强(3分)12为什么压力容器壳体上开孔尺寸较小时可不另行补强计算壁厚考虑了焊缝系数,钢板规格,壳体壁厚超过实际强度,最大应力值降低,相当于容器已被整体加强。且容器开孔总有接管相连,其接管多于实际需要的壁厚也起补强作用。容器材料有一定塑性储备,允许承受不是十分过大的局部应力,所以当孔径不超过一定数值时,可不进行补强。 13 GB150-1998对压力容器开孔的最大直径是如何规定的?筒体及封头开孔最大直径不允许超过:(1) 圆筒Di1500mm,开孔最大直径d1/2Di,且d520mm;圆筒Di1500mm时,开孔最大直径d
5、1/3Di,且d1000mm; (2) 凸形封头或球壳的开孔最大直径d1/2Di。 (3) 锥壳开孔最大直径d1/3Di,Di为开孔中心处的锥壳内直径。14剪应力互等定理:在相互垂直的两个平面上,剪应力必然成对存在,且数值相等;两者都垂直于两个平面的交线,方向则共同指向或背离这一交线。 15公称直径DN:指标准化以后的标准直径,以DN表示,单位mm,例如内径1200mm的容器的公称直径标记为DN1200。公称压力PN:容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力,以PN表示,单位MPa。16压力容器的公称直径 钢板卷焊公称直径是内径。容器直径较小,可直接用无缝钢管制作。公称直径指钢管
6、外径。封头的公称直径与筒体一致。18钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径指的是哪个直径?(内径)无缝钢管制作筒体时,公称直径指的是哪个直径?(外径)19判断下列容器属一、二、三类容器的哪一类?(不知道)1)2000的液氨储罐2)p为4MPa的剧毒介质容器3)p为10MPa,V为800L的乙烯储罐 20压力容器标准是如何制定的?它都包含那些方面的内容?答:压力容器标准是全面总结压力容器生产、设计、安全等方面的经验,不断纳入新科技成果而产生的。它是压力容器设计、制造、验收等必须遵循的准则。(2分)压力容器标准涉及设计方法、选材及制造、检验方法等。1989我国压力容器标准化技术委员会制订了GB150-
7、89钢制压力容器, 1998年修订成GB150-1998,使标准更加完善。GB150钢制压力容器内容包括:压力容器板壳元件计算;容器结构要素的确定;密封设计;超压泄放装置的设置;容器的制造与验收的要求等。(3分)22为什麽要进行压力试验呢?制造加工过程不完善,导致不安全,发生过大变形或渗漏。最常用的压力试验方法是液压试验。常温水。也可用不会发生危险的其它液体试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。不适合作液压试验,如装入贵重催化剂要求内部烘干,或容器内衬耐热混凝土不易烘干,或由于结构原因不易充满液体的容器以及容积很大的容器等,可用气压试验代替液压试验。23承受气体压力的圆筒和圆锥形壳体的应力有什么
8、特点?标准椭圆壳的应力又是怎样的?只有拉应力无弯曲“环向纤维”和“纵向纤维”受到拉力24无力矩理论的内容?适用条件是什么?基本方程式?在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用。此时应力状态和承受内压的薄膜相似。又称薄膜理论平衡方程:区域平衡方程:25边缘应力的特点是什么?1局限性 大多数都有明显的衰减波特性,随离开边缘的距离增大,边缘应力迅速衰减。 2自限性 弹性变形相互制约,一旦材料产生塑性变形,弹性变形约束就会缓解,边缘应力自动受到限制,即边缘应力的自限性。26在什么情况下需要考虑边缘应力?塑性好的材料可减少容器发生破坏。 局部性与自限性,设计中一般不按局部应力来确定厚度,而是在结构上作局部
9、处理。但对于脆性材料,必须考虑边缘应力的影响。 27失稳的概念容器强度足够却突然失去了原有的形状,筒壁被压瘪或发生褶绉,筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形。这种在外压作用下,筒体突然失去原有形状的现象称弹性失稳。28外压圆筒的失稳形式有哪些?侧向失稳、轴向失稳 、局部失稳29 影响外压圆筒临界压力的因素有哪些? 筒体几何尺寸、材质及结构因素有关。30外压圆筒上设置加强圈的目的是什么?装上一定数量的加强圈,利用圈对筒壁的支撑作用,可以提高圆筒的临界压力,从而提高其工作外压。临界压力:导致筒体失稳的外压,Pcr失稳是固有性质,不是由于圆筒不圆或是材料不均或其它原因所导致。每一具体的外压圆筒结构,都客
10、观上对应着一个固有的临界压力值。31常用封头形式有哪些种?各有什么特点?球冠形封头、平板封头边缘应力较大,平板封头厚度较大,平板封头结构简单,制造方便,在压力不高,直径较小的容器中采用。承压设备人孔、手孔以及在操作时需要用盲板封闭的地方,才用平板盖。(2分) 锥形封头:广泛用于化工设备(如蒸发器、喷雾干燥器、结晶器及沉降器等)的底盖,便于收集与卸除设备中的固体物料。塔设备上、下部分的直径不等,也常用锥形壳体连接,称为变径段。(1分)凸形封头:半球形封头受力最好,壁厚最薄、重量轻,但深度大制造难,中、低压小设备不宜采用;碟形封头深度可调节,适合于加工,但曲率不连续,局部应力,故受力不如椭圆形封头
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