过程设备设计第三课后习题

1、(完整版)过程设备设计第三版(郑津洋)课后习题答案(完整版)过程设备设计第三版(郑津洋)课后习题答案16/16(完整版)过程设备设计第三版(郑津洋)课后习题答案ex的函数随着距连结处距离的增大，很快过程设备设计题解1.压力容器导言思考题压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接收、支座、安全附件六大零件组成。筒体的作用：用以积蓄物料或达成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用：与筒体直接焊在一同，起到组成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用：保证承压容器不泄露。开孔接收的作用：知足工艺要求和检修需要。支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。安全

2、附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。2.压力容器应力解析思考题1.何谓展转壳的不连续效应？不连续应力有哪些特点，其中与两个参数的物理意义是什么？答：展转壳的不连续效应：附加力和力矩产生的变形在组合壳连结处周边较大，很快变小，对应的边缘应力也由较高值很快衰减下来，称为“不连续效应”或“边缘效应”。不连续应力有两个特点：局部性和自限性。局部性：从边缘内力惹起的应力的表达式可见，这些应力是衰减至0。不自限性：连续应力是由于毗邻壳体，在连结处的薄膜变形不相等，两壳体连结边缘的变形受到弹性拘束所致，关于用塑性材料制造的壳体，当连结边缘

3、的局部产生塑性变形，弹性拘束开始缓解，变形不会连续发展，不连续应力也自动限制，这种性质称为不连续应力的自限性。4312的物理意义：反应了材料性能和壳体几何尺寸对边缘效应影响范围。该值越大，边缘Rt效应影响范围越小。Rt的物理意义：该值与边缘效应影响范围的大小成正比。反应边缘效应影响范围的大小。单层厚壁圆筒承受内压时，其应力散布有哪些特点？当承受内压很高时，可否仅用增加壁厚来提高承载能力，为什么？答：应力散布的特点：1周向应力及轴向应力z均为拉应力（正当），径向应力r为压应力（负值）。在数值上有如下规律：内壁周向应力有最大值，其值为：KmaxpiK221，而在外壁处减至最小，1其值为minpi2

4、-pi，随着r增加，径向应力绝对值2，内外壁之差为pi；径向应力内壁处为K1渐渐减小，在外壁处r=0。2轴向应力为一常量，沿壁厚平均散布，且为周向应力与径向应力和的一半，1即r3K值相关。z。除z外，其他应力沿厚度的不平均程度与径比2不能用增加壁厚来提高承载能力。因内壁周向应力有最大值，其值为：K21maxpi，随K值K21增加，分子和分母值都增加，当径比大到一定程度后，用增加壁厚的方法降低壁中应力的效果不显然。单层厚壁圆筒在内压与温差同时作用时，其综合应力沿壁厚怎样散布？筒壁服气发生在哪处？为什么？答：单层厚壁圆筒在内压与温差同时作用时，其综合应力沿壁厚散布情况题图。内压内加热时，综合应力的

5、最大值为周向应力，在外壁，为拉伸应力；轴向应力的最大值也在外壁，也是拉伸应力，比周向应力值小；径向应力的最大值在外壁，等于0。内压外加热，综合应力的最大值为周向应力，在内壁，为拉伸应力；轴向应力的最大值也在内壁，也是拉伸应力，比周向应力值小；径向应力的最大值在内壁，是压应力。筒壁服气发生在：内压内加热时，在外壁；内压外加热时，在内壁。是因为在上述两种情况下的应力值最大。预应力法提高厚壁圆筒服气承载能力的基本源理是什么？答：使圆筒内层材料在承受工作载荷前，预先受到压缩预应力作用，而外层材料处于拉伸状态。当圆筒承受工作压力时，筒壁内的应力散布按拉美公式确定的弹性应力和节余应力叠加而成。内壁处的总应

6、力有所下降，外壁处的总应力有所上涨，均化沿筒壁厚度方向的应力散布。进而提高圆筒的初始服气压力，更好地利用材料。承受横向均布载荷的圆形薄板，其力学特点是什么？其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是什么？答：承受横向均布载荷的圆形薄板，其力学特点是：1承受垂直于薄板中面的轴对称载荷；2板弯曲时其中面保持中性；3变形前位于中面法线上的各点，变形后仍位于弹性曲面的同一法线上，且法线上各点间的距离不变；4平行于中面的各层材料互不挤压。其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是：薄板内的应力散布是线性的弯曲应力，最大应力出现有板面，其值与pRt2成正比；而薄壁壳体内的应力散布是平均散布，其值与pRt成正比

7、。同样的Rt情况下，按薄板和薄壳的定义，Rt2Rt，而薄板承受的压力p就远小于薄壳承受的压力p了。试比较承受均布载荷作用的圆形薄板，在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。答：1周边固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小为：3pR2fpR4max2wmax64D4t2周边简支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小为：33pR2spR45max2wmax64D18t3应力散布：周边简支的最大应力在板中心；周边固支的最大应力在板周边。两者的最大挠度地点均在圆形薄板的中心。4周边简支与周边固支的最大应力比值2srmaxfrmax周边简支与周边固支的最大挠度比值30.321.65wmaxs50

8、.350.3wmaxf114.080.3其结果绘于下列图试述承受均布外压的展转壳损坏的形式，并与承受均布内压的展转壳相比有何异同？答：承受均布外压的展转壳的损坏形式主假如失稳，当壳体壁厚较大时也有可能出现强度无效；承受均布内压的展转壳的损坏形式主假如强度无效，某些展转壳体，如椭圆形壳体和碟形壳体，在其深度较小，出现在赤道上有较大压应力时，也会出现失稳无效。试述有哪些因素影响承受均布外压圆柱壳的临界压力？提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，采用高强度材料是否正确，为什么？答：影响承受均布外压圆柱壳的临界压力的因素有：壳体材料的弹性模量与泊松比、长度、直径、壁厚、圆柱壳的不圆度、局部地区的折皱、鼓胀或凹

9、陷。提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，采用高强度材料不正确，因为高强度材料的弹性模量与低强度材料的弹性模量相差较小，而价钱相差往往较大，从经济角度不合适。但高强度材料的弹性模量比低强度材料的弹性模量还量要高一些，不计成本的话，是能够提高圆柱壳弹性失稳的临界压力的。习题1.试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p，壳体中面半径为R，壳体厚度为t）。若壳体材料由20R（b400MPa,s245MPa）改为16MnR（b510MPa,s345MPa）时，圆柱壳中的应力怎样变化？为什么？解：求解圆柱壳中的应力1应力分量表示的微体和地区平衡方程式：pzF2rktsinR1R2rpz

10、dr2rk03圆筒壳体：R1=，R2=R，pz=-p，rk=R，=/2pRprkpRt2sin2t2壳体材料由20R改为16MnR，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅经过求解平衡方程就能获得应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力散布和大小不受材料变化的影响。对一标准椭圆形封头（如下列图）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm，厚度t=10mm，测得E点（x=0）处的周向应力为50MPa。此时，压力表A指示数为1MPa，压力表B的指示数为2MPa，试问哪一个压力表已失灵，为什么？E的内压力：解：根据标准椭圆形封头的应力计算式

11、计算1标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm。在x=0处的应力式为：pa22bt210502btp21MPaa2500从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A的一致，压力表B已失灵。2有一球罐（如下列图），其内径为20m（可视为中面直径），厚度为20mm。内贮有液氨，球罐上部尚有3m的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa，液氨密度为640kg/m3，球罐沿平行圆A-A支承，其对应中心角为120，试确定该球壳中的薄膜应力。解：1球壳的气态氨部分壳体内应力散布：R1=R2=R，pz=-ppRprkpRht2sin2tpR0.4100000100MPa2t22

12、0支承以上部分，任一角处的应力：R1=R2=R，pz=-p+gR（cos20-cos），r=Rsin，dr=Rcosdsin10272510.70cos01010由地区平衡方程和拉普拉斯方程：42Rtsin22rpcoscosRgrdrr002pRgcosrrdr2R3gcos2sind0r00R2pRgcos0sin2sin202R3gcos3cos30223233RpRgcossinsin00Rgcoscos02tsin23tsin2Rp22Rcos022133tsin22sinsin0g2sinsin0coscos03pzRtpcos0cosRgRtpcos0cosRgtRRp22Rgc

13、os02sin213cos3tsin2sinsin02sin03cos02Rpsin2sin20Rgcos0sin2sin201cos3cos30tsin2223100.2106sin20.510.02sin2106409.810.35sin20.511cos30.733500221974.4sin20.5120928cos30.343sin2522.2sin20.512.1cos30.343sin2522.2sin22.1cos312.042MPasin2pcos0cosRgRtRpsin2sin20Rgcos0sin2sin201cos3cos30tsin2223221.97431.392

14、cos522.2sin22.1cos312.042MPasin2支承以下部分，任一角处的应力(120)：3R=R=R，p=-p+gR（cos0-cos），r=Rsin，dr=Rcosd12z5V2rpcoscosRgrdr4R3g1h23Rhgr00332pRgcosrrdr2R3gcos2sindg4R3h23Rh0r003R2pRgcos0sin2sin202R3gcos3cos303g4R3h23Rh3V2Rtsin2RpRgcos0sin2sin20R2gcos3cos302tsin23tsin2g4R2h23h6tsin2RRpsin2sin20Rgcos0sin2sin21cos3

15、cos3tsin222030g4R2h23h6tsin2RpzRtpcos0tcosRgRpcos0cosRgRtRpsin2sin2Rgcos0sin2sin21cos3cos3tsin2202003g4R2h23h6tsin2R6Rpsin2sin20Rgcos0sin2sin201cos3cos3tsin2223g4R2h23h6tsin2R100.2106sin20.510.02sin2106409.810.35sin20.511cos30.73196566243sin2500221974.4sin20.5120928cos30.34339313.248sin2522.2sin20.5

16、12.1cos30.3433.9sin2522.2sin22.1cos38.14MPasin2pcos0cosRgRg4R2h23ht6tsin2RRpsin2sin20Rgcos0sin2sin201cos3cos30tsin222320031.3920.7cos522.2sin20.512.1cos30.343sin220031.3920.7cos522.2sin22.1cos38.14sin2221.974-31.392cos522.2sin22.1cos38.14MPasin2有一锥形底的圆筒形密闭容器，如下列图，试用无力矩理论求出锥形底壳中的最大薄膜应力与的值及相应地点。已知圆筒形容

17、器中面半径R，厚度t；锥形底的半锥角，厚度t，内装有密度为的液体，液面高度为H，液面上承受气体压力pc。解：圆锥壳体：R1=，R2=r/cos（半锥顶角），pz=-pc+g(H+x)，=/2-,rRxtg019.656624sin2FR2pcHgxR2r2Rrg2rtcos3R2pcHg1xR2r2Rrg3x2rtcosrR2pcHgxR2xRtgx2tg2g32Rxtgtcos7pzR1R2tpcHxgRxtgtcosd1gRxtgpcHxgtgdxtcos令：d0 x1Htgpctgd22gtgdxRgdx202tgtcos在x处有最大值。的最大值在锥顶，其值为。pc1RpcgRHtgpc

18、tgHtgHg2gmax2tcos3压力容器材料及环境和时间对其性能的影响思考题压力容器用钢有哪些基本要求？答：有较高的强度，优秀的塑性、韧性、制造性能和与介质相容性。压力容器选材应考虑哪些因素？答：应综合考虑压力容器的使用条件、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料使用经验、材料价钱和规范标准。4压力容器设计思考题压力容器设计有哪些设计准则？它们和压力容器无效形式有什么关系？答：压力容器设计准则有：1强度无效设计准则：弹性无效设计准则、塑性无效设计准则、爆破无效设计准则、弹塑性无效设计准则、疲劳无效设计准则、蠕变无效设计准则、脆性断裂无效设计准则；2刚度失效设计准则；3稳定无效设计准则；4泄露

19、无效设计准则。弹性无效设计准则将容器总体部位的初始服气视为无效，以危险点的应力强度达到许用应力为依据；塑性无效设计准则以整个危险面服气作为无效状态；爆破无效设计准则以容器爆破作为无效状态；弹塑性无效设计准则认为只需载荷变化范围达到平定载荷，容器就无效；疲劳无效设计准则以在载荷频频作用下，微裂纹于滑移带或晶界处形成，并不断扩展，形成宏观疲劳裂纹并贯串容器厚度，进而致使容器发生无效；蠕变无效设计准则以在高温下压力容器产生蠕变脆化、应力松驰、蠕变变形和蠕变断裂为无效形式；脆性断裂无效设计准则以压力容器的裂纹扩展断裂为无效形式；刚度无效设计准则以构件的弹性位移和转角超过规定值为无效；稳定无效设计准则以

20、外压容器失稳损坏为无效形式；泄露无效设计准则以密封装置的介质泄露率超过许用的泄露率为无效。什么叫设计压力？液化气体积蓄压力容器的设计压力怎样确定？答：压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力。液化气体积蓄压力容器的设计压力，根据大气环境温度，考虑容器外壁有否保冷设备，根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。根据定义，用图标出计算厚度、设计厚度、名义厚度和最小厚度之间的关系；在上述厚度中，知足强8度（刚度、稳定性）及使用寿命要求的最小厚度是哪一个？为什么？答：1计算厚度、设计厚度、名义厚度和最小厚度之间的关系度dn厚i度nm算厚计度度计腐化裕量C2厚厚设义小厚度负偏差C1名最第一次

21、厚度圆整值腐化裕量C22知足强度（刚度、稳定性）及使用寿命要求的最小厚度是设计厚度。因为设计厚度是计算厚度加腐化裕量，计算厚度能够知足强度、刚度和稳定性的要求，再加上腐化裕量能够知足寿命的要求。因为腐化裕量不一定比厚度负偏差加第一厚度圆整值的和小，最小厚度有可能比计算厚度小，而不能保证寿命。影响材料设计系数的主要因素有哪些？答：影响材料设计系数的主要因素有：应力计算的正确性、材料性能的平均必、载荷确实切程度、制造工艺和使用管理的先进性以及查验水同样因素。压力容器的常例设计法和解析设计法有何主要区别？答：压力容器的常例设计法和解析设计法的主要区别：1常例设计法只考虑承受“最大载荷”按一次施加的静

22、载，不考虑热应力和疲劳寿命问题；2常例设计法以材料力学及弹性力学中的简化模型为基础，确定筒体与零件中平均应力的大小，只需此值限制在以弹性无效设计准则所确定的许用应力范围内，则认为筒体和零件是安全的；3常例设计法只解决规定容器构造形式的问题，无法应用于规范中未包含的其他容器结构和载荷形式，不利于新型设备的开发和使用；4解析设计法对承受各样载荷、任何构造形式的压力容器进行设计时，先进行详尽的应力解析，将各样外载荷或变形拘束产生的应力分别计算出来，然后进行应力分类，再按不同的设计准则来限制，保证容器在使用期内不发生各样形式的无效。薄壁圆筒和厚壁圆筒怎样区分？其强度设计的理论基础是什么？有何区别？答：

23、1当知足/D0.1或K1.2属薄壁圆筒，否则属厚壁圆筒。2强度设计的理论基础是弹性无效设计准则。弹性无效设计准则是以危险点的应力强度达到许用应力为依据的。3。关于各处应力相等的构件，如内压薄壁圆筒，这种设计准则是正确的。可是关于应力散布不平均的构件，如内压厚壁圆筒，由于材料韧性较好，当危险点（内壁）发生服气时，其余各点仍处于弹性状态，故不会致使整个截面的服气，因而构件仍能持续承载。在这种情况下，弹性无效(一点强度)设计准则就显得有些保守。7.为什么GB150中规定内压圆筒厚度计算公式仅合用于设计压力p0.4t？答：因形状改变比能服气无效判据计算出的内压厚壁圆筒初始服气压力与实测值较为吻合，因而

24、与形状改变比能准则相对应的应力强度eq4能较好地反应厚壁圆筒的实际应力水平3K2eq42pcK1与中径公式相对应的应力强度为K1eqmpc2K19eq4eqm随径比K的增大而增大。当K=1.5时，比值eq4eqm1.25表示内壁实际应力强度是按中径公式计算的应力强度的1.25倍。由于GB150取ns=1.6，若圆筒径比不超过1.5，仍可按中径公式计算圆筒厚度。因为液压试验（pT=1.25p）时，圆筒内表面的实际应力强度最大为许用应力的1.251.25=1.56倍，说明筒体内表面金属仍未达到服气点，处于弹性状态。当K=1.5时，=Di(K-1)/2=0.25Di，代入中径公式得：0.25Dipc

25、Di0.5t1.25pcpc0.4tt2pc这就是中径公式的合用范围规定为：pc0.4t的依据。椭圆形封头、碟形封头为何均设置短圆筒？答：短圆筒的作用是防备封头和圆筒的连结焊缝处出现经向曲率半径突变，以改良焊缝的受力状况。从受力和制造两方面比较半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头的特点，并说明其主要应用场合。答：从受力情况排序依次是半球形、椭圆形、碟形、锥壳和平盖封头，由好变差；从制造情况次序正好相反。半球形封头是从受力解析角度，最理想的构造形式，但缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量较大。半球形封头常用在高压容器上。椭圆形封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续，应

26、力散布比较平均，且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易于冲压成型，是当前中、低压容器中应用较多的封头之一。碟形封头由半径为R的球面体、半径为r的过渡环壳和短圆筒等三部分组成。碟形封头是一不连续曲面，在经线曲率半径突变的两个曲面连结处，由于曲率的较大变化而存在着较大边缘弯曲应力。该边缘弯曲应力与薄膜应力叠加，使该部位的应力远远高于其他部位，故受力状况不佳。但过渡环壳的存在降低了封头的深度，方便了成型加工，且压制碟形封头的钢模加工简单，使碟形封头的应用范围较为宽泛。锥壳：由于构造不连续，锥壳的应力散布并不理想，但其特殊的构造形式有利于固体颗粒和悬浮或粘稠液体的排放，可作为不同直径圆筒的中间过渡段，

27、因而在中、低压容器中使用较为普遍。平盖封头的应力散布属弯曲应力，最大应力与平盖直径的平方成正比，与板厚的平方成反比，受力状况最差。但制造方便，在压力容器上常用于平盖封头、人孔和手孔盖、塔板等。螺栓法兰连结密封中，垫片的性能参数有哪些？它们各自的物理意义是什么？答：1有垫片比压力y和垫片系数积上所受的最小压紧力；垫片系数的压应力。m两个。2垫片比压力y的物理意义为形成初始密封条件时垫片单位面的物理意义为保证在操作状态时法兰的密封性能而必须施加在垫片上法兰标准化有何意义？选择标准法兰时，应按哪些因素确定法兰的公称压力？答：1简化计算、降低成本、增加交换性。2容器法兰的公称压力是以16Mn在200时

28、的最高工作压力为依据制订的，因此当法兰材料和工作温度不同时，最大工作压力将降低或升高。在容器设计采用法兰时，应采用设计压力周边且又稍微高一级的公称压力。当容器法兰设计温度升高且影响金属材料强度极限时，则要按更高一级的公称压力采用法兰。压力试验的目的是什么？为什么要尽可能采用液压试验？答：压力试验的目的：在超设计压力下，核查缺陷是否会发生迅速扩展造成损坏或开裂造成泄露，查验密封构造的密封性能。对外压容器，在外压作用下，容器中的缺陷受压应力的作用，不可能发生开裂，且外压临界失稳压力主要与容器的几何尺寸、制造精度相关，与缺陷无关，一般不用外压试验来核查其稳定性，而以内压试验进行“试漏”，检查是否存在

29、穿透性缺陷。由于在相同压力和容积下，试验介质的压缩系数越大，容器所积蓄的能量也越大，爆炸也就越危险，故应用压缩系数小的流体作为试验介质。气体的压缩系数比液体的大，因此选择液体作为试验介质，进行液压10试验。习题一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa，设计温度为50；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐化，腐化速率K0.1mm/a，设计寿命B=20年。试在Q2305-AF、Q235-A、16MnR三种材料中采用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。解：pc=1.85MPa，Di=1000mm，=

30、0.85，C2=0.120=2mm；钢板为4.516mm时，Q235-A的t=113MPa，查表4-2，C1=0.8mm；钢板为616mm时，16MnR的t=170MPa，查表4-2，C1=0.8mm。材料为Q235-A时：pD1.8510009.724mm2tp21130.851.85nC1C29.7240.8212.524mm取n14mm材料为16MnR时：pD1.8510006.443mm2tp21700.851.85nC1C26.4430.829.243mm取n10mm一顶部装有安全阀的卧式圆筒形积蓄容器，两头采用标准椭圆形封头，没有保冷举措；内装混淆液化石油气，经测试其在50时的最大

31、饱和蒸气压小于1.62MPa（即50时丙烷饱和蒸气压）；圆筒内径Di=2600mm，筒长L=8000mm；材料为16MnR，腐化裕量C2=2mm，焊接接头系数=1.0，装量系数为0.9。试确定：1各设计参数；2该容器属第几类压力容器；3圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；4水压试验时的压力，并进行应力校核。解：1ci=2600mm2t=170p=p=1.11.62=1.782MPa，D，C=2mm，=1.0，钢板为616mm时，16MnR的MPa，=345MPa，查表4-2，C=0.8mm。容积s1VDi2L2.62842.474m3,pV1.78242.47475.689MPam34423

32、3pV=75.689MPam10MPam，属三类压力容器。中压积蓄容器，积蓄易燃介质，且3圆筒的厚度pD1.782260013.693mm2tp217011.62nC1C213.6930.8216.493mm取n18mm标准椭圆形封头的厚度pD1.782260013.728mmt0.5p217010.521.62nC1C213.7280.8216.528mm取n18mm114水压试验压力pT1.25p1.251.7822.228MPa应力校核pTDie2.2282600182.80.9345310.5MPaT218191.667MPa0.9s2e2.8一多层包扎式氨合成塔，内径Di=800mm

33、，设计压力为31.4MPa，工作温度小于200，内筒材料为16MnR，层板材料为16MnR，取C2=1.0mm，试确定圆筒的厚度。解：钢板为616mm时，16MnR的it0ts1i=1.0，=170MPa，=345MPa，查表4-2，C=0.8mm，0=0.9。为安全起见取=0.9，按中径公式计算：pcDi31.480091.479mm2tpc21700.931.4取6mm层板16层，内筒1层，共17层的总壁厚负偏差为170.813.6mm91.47913.61106.079mm取n110mm4.今需制造一台分馏塔，塔的内径Di=2000mm，塔身长（指圆筒长+两头椭圆形封头直边高度）L1=6

34、000mm，封头曲面深度hi=500mm，塔在370及真空条件下操作，现库存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A钢板，问可否用这三种钢板制造这台设备。解：计算长度LL12hi6000250036333.333mm3查表4-2得：8mm、12mm、14mm钢板，C1=0.8mm；取C2=1mm。三种厚度板各自对应的有效厚度分别为：8-1.8=6.2mm、12-1.8=10.2mm、14-1.8=12.2mm。三种厚度板各自对应的外径分别为：2016mm、2024mm、2028mm18mm塔计算D0e20166.2325.16120,LD06333.33320163.142查图得：A0.0

35、0007;查图得：E54-64-71.6910MPap2AE20.000071.691050.0243MPa0.1MPa3D03325.161e8mm钢板不能制造这台设备212mm塔计算D0e202410.2198.43120,LD06333.33320243.129查图得：A0.0001;查图得：E1.6954-64-710MPap2AE20.00011.691050.057MPa0.1MPa3D03197.647e12mm钢板不能制造这台设备314mm塔计算12D0e202812.2166.2320,LD06333.33320283.123查图得：A0.00022;查图得：E1.6954-

36、64-710MPap2AE20.000221.691050.149MPa0.1MPa3D03166.23e14mm钢板能制造这台设备图所示为一立式夹套反应容器，两头均采用椭圆形封头。反应器圆筒内反应液的最高工作压力pw=3.0MPa，工作温度Tw=50，反应液密度=1000kg/m3，顶部设有爆破片，圆筒内径Di=1000mm，圆筒长度L=4000mm，材料为16MnR，腐化裕量C2=2.0mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，且进行100%无损检测；夹套内为冷却水，温度10，最高压力0.4MPa，夹套圆筒内径Di=1100mm，腐化裕量C2=1.0mm，焊接接头系数=0.85，试进行如下设计

37、：1确定各设计参数；2计算并确定为保证足够的强度和稳定性，内筒和夹套的厚度；3确定水压试验压力，并校核在水压试验时，各壳体的强度和稳定性是否知足要求。解：1各设计参数：1反应器圆筒各设计参数：按GB150规定，选择普通正拱型爆破片，静载荷情况下，其最低标定爆破压力psmin1.43pw1.4334.29MPa查GB150表B3爆破片的制造范围，当设计爆破压力高于3.6MPa时，取精度等级0.5级，其制造范围上限为3%设计爆破压力，下限为1.5%设计爆破压力，设计爆破压力为pbpsmin10.0154.291.0154.354MPa按内压设计时的设计压力（并取计算压力等于设计压力）：ppb10.

38、034.3541.034.485MPa按外压设计时的设计压力（并取计算压力等于设计压力）：p0.41.250.5MPa按外压设计时的计算长度：1000L4000300403990mm4设计温度取工作温度钢板为616mm时，16MnR的t=170MPa，查表4-2，C1=0.8mm，腐化裕量C2=2.0mm，=1.02夹套各设计参数：设计压力（并取计算压力等于设计压力）：取最高工作压力。设计温度取10，C1=0。2内筒和夹套的厚度：1圆筒和标准椭圆形封头壁厚设计1按内压设计时13圆筒壁厚：pD4.485100013.368mm2tp217014.485nC1C213.3680.8216.168m

39、m取n18mm标准椭圆形封头壁厚：pD4.48510002t0.5p217010.513.279mm4.485nC1C213.2790.8216.079mm取n18mm按外压设计时2圆筒稳定性校核：取n18mm,e182.815.2mm,D01000361036mmD0e103615.268.15820,LD0399010363.851查图4-6得：A0.00055;查图4-8得：B70MPaB701.027MPa0.5MPapD0e68.15818mm知足稳定性要求标准椭圆形封头稳定性校核：取n18mm,e182.815.2mm,D01000361036mm，查表45得系数K10.9,R0K

40、1D00.91036932.4mm0.1250.12515.2查图4-8得：B160MPaA0.002R0e932.4B16015.2p2.608MPa0.5MPaR0e932.418mm知足稳定性要求夹套壁厚设计2圆筒壁厚：pD0.411001.525mmtp21700.850.42nC1C21.52512.525mm，取n4mm3mm标准椭圆形封头壁厚：pD0.41100t0.5p21.524mm21700.850.50.4nC1C21.52412.524mm，取n4mm3mm6.有一受内压圆筒形容器，两端为椭圆形封头，内径Di=1000mm，设计（计算）压力为2.5MPa，设计温度300，材料为16MnR，厚度n=14mm，腐化裕量C2=2.0mm，焊接接头系数=0