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1、单向拉伸平板小圆孔边缘沿圆周方向的应力分布,化工设备设计基础总复习,单向拉伸平板小圆孔边缘沿平行和垂直于拉伸方向的应力分布,化工设备设计基础总复习,单向拉伸平板小椭圆孔边缘应力分布 长轴平行于拉伸方向时的最大应力 发生在短轴两端: 长轴垂直于拉伸方向时的最大应力 发生在长轴两端:,化工设备设计基础总复习,开孔应力集中系数：开孔边缘的最大应力与壳体 最大基本应力之比。 球壳开小圆孔应力集中系数：K=2 圆筒壳开小圆孔应力集中系数：K=2.5 球壳开小椭圆孔应力集中系数：K=2(a/b) 圆筒壳开小椭圆孔应力集中系数：K=0.5+2(a/b),化工设备设计基础总复习,壳体开孔应力集中的几点结论 （
2、1）孔边缘的应力集中系数最大； （2）孔口附近的应力集中具有局部性，离开边缘应力很 快衰减为基本应力； （3）对于同一种壳体，开椭圆孔比开圆孔应力集中系数 大； （4）对于同样的孔（圆或椭圆），开在圆筒上比开在球 壳上应力集中系数大； （5）在圆筒上开椭圆孔，长轴平行于圆筒轴线比垂直于 圆筒轴线的应力集中系数大。,化工设备设计基础总复习,开孔接管处的应力分布,化工设备设计基础总复习,开孔接管处的应力集中系数计算 应力指数法：查表 应力集中系数曲线：查图 图中有关参数 （1）开孔系数： （2）接管名义厚度与壳体名义厚度之比： （3）应力集中系数：,化工设备设计基础总复习,开孔补强设计的内容与步骤
3、,化工设备设计基础总复习,（1）计算开孔需要补强的面积A；,（2）计算开孔处能够起有效补强作用的面积： A= A1+ A2+ A3 ；,（3）判定是否需要补强： AA ，不需要补强； AA需 要补强；,（4）若需要补强，选择补强结构，假设补强厚度，并计 算增加的补强面积A4；,（5）校核补强是否满足要求：A+A4A 满足。否则，重 新假设补强厚度，直至满足补强要求为止。,开孔补强的结构 补强圈补强的适用范围,化工设备设计基础总复习,（1）补强圈补强（优缺点） （2）加强管补强（优缺点） （3）整锻件补强（优缺点）,（1）补强圈材料的b540 MPa ； （2）补强圈厚度1.5n； （3）壳体名
4、义厚度n38 mm。,开孔补强的等面积补强原则： 不需要进行补强计算应满足的四条要求： （1）设计压力2.5 MPa； （2）两相邻开孔中心距两孔直径之和的两倍； （3）接管公称直径89 mm ； （4）接管最小壁厚满足下表要求：,化工设备设计基础总复习,需要补强的面积补强区内的有效补强面积，即 A= A1+ A2+ A3 + A4,等面积补强法适用的开孔范围,化工设备设计基础总复习,（1）圆筒上开孔最大直径：Di1500 mm 时，dDi/2和 520 mm； Di1500 mm 时，dDi/3和1000 mm； （2）球壳或凸形封头上开孔最大直径：dDi/2； （3）锥壳上开孔最大直径：d
5、Di/3（Di为开孔处锥壳内 径）。,开孔处所需补强面积 内压容器开孔补强： 外压容器开孔补强： 有效补强范围 有效宽度： 外侧有效高度： 内侧有效高度：,化工设备设计基础总复习,有效补强范围内的补强面积 （1）壳体承受内压或外压所需设计厚度之外的多余金属 面积： （2）接管承受内压或外压所需设计厚度之外的多余金属 面积： （3）补强区内的焊缝面积 A3，mm2 ； （4）补强区内另加的补强面积 A4 ，mm2。 若 ，则不需要另行补强； 若 ，则需要另行补强，其补强面积 为：,化工设备设计基础总复习,压力容器标准零部件： 法兰设计的基本要求： 密封可靠、强度足够、结构简单、装拆方便 法兰密封
6、原理：密封处的流体阻力大于两侧介质 压力差。 预紧密封比压：预紧时垫片单位面积上受到的压 紧力。 工作密封比压：工作时垫片单位面积上受到的压 紧力。,化工设备设计基础总复习,法兰、支座、人孔和手孔、安全装置等,影响法兰密封的主要因素,化工设备设计基础总复习,（1）螺栓预紧力 （2）垫片性能：变性能力和回弹能力 （3）密封面型式和表面性能 （4）法兰刚度 （5）操作条件（压力、温度、介质特性等）,法兰密封面型式及适用场合,化工设备设计基础总复习,（1）平面型密封面（RF）：适用于较低压力（p1.6 MPa）无毒介质场合； （2）凹凸型密封面（RM/M）：适用于较高压力（1.6 p2.5 MPa）
7、场合； （3）榫槽型密封面（T/G）：适用于较高压力（2.5 p10 MPa）场合； （4）梯形槽密封面：适用于高压（p10 MPa）场合。,法兰垫片的类型 （1）非金属垫片：橡胶、石棉橡胶、聚四氟乙烯、膨胀 石墨。 （2）金属垫片：铝、铁、软钢、不锈钢等。主要用于较 高温度和压力（t350，p6.4 MPa）场合。 （3）金属非金属组合垫片：金属包垫片（t450, p6.4 MPa）、金属缠绕垫片（t500, p25 MPa） 、带骨架的非金属垫片。,化工设备设计基础总复习,压力容器法兰标准：JB/T47004707-2000 压力容器法兰类型 压力容器法兰的选用依据与步骤： （1）根据压力
8、、介质特性和容器类别等确定法兰类型； （2）根据压力和介质特性确定法兰密封面型式； （3）根据确定的法兰类型、容器的公称压力、公称直径 和工作温度确定法兰公称压力和公称直径； （4）对所选法兰进行标记。,化工设备设计基础总复习,（1）甲型平焊法兰 （2）乙型平焊法兰 （3）长颈对焊法兰,管法兰标准：GB91129125、HG2059220635 管法兰与压力容器法兰的区别 法兰标准不同 法兰类型不同 法兰结构形式及尺寸不同 因此，相同公称压力和公称直径的管法兰与压力容器法兰之间不能相互代用。,化工设备设计基础总复习,鞍式支座标准：JB/T4712-92 鞍座的位置 鞍座中心线至封头 直边切线的
9、距离： 鞍座的类型：A、B （F、S） 鞍座的选用：1个S， 其余F。,化工设备设计基础总复习,立式容器支座 （1）腿式支座：JB/T4713-92 A型：角钢制作； B型：钢管制作。 （2）支承式支座： JB/T4724-92 A型：钢板制作； B型：钢管制作。 （3）耳式支座： JB/T4725-92 A型：普通臂长； B型：长脚支座。,化工设备设计基础总复习,人（手）孔的作用：检查、检修和装拆容器内 部装置 人（手）孔的设置原则： （1）Di1000 mm，应至少开设1个人孔； （2） 500Di1000 mm，应开设1个人孔或2个手孔； （3） 300Di500 mm，应至少开设2个手
10、孔。 人孔的规格：DN400, DN450, DN500, DN600 手孔的规格：DN150, DN250,化工设备设计基础总复习,人孔和手孔标准 人孔标准： 碳钢：HG2151421527-95 不锈钢：HG2159421600-1999 手孔标准： 碳钢：HG2152821535-95 不锈钢：HG2160121604-1999,化工设备设计基础总复习,压力容器安全装置包括：安全阀、爆破片、压力 表、温度计、液位计等。 安全阀、爆破片的选用：由介质特性、工作压 力、工作温度、安全排放量来确定其型式、公 称压力和公称通径。,化工设备设计基础总复习,考试试题类型（I卷） 一、力学部分计算题（
11、共50分） 二、选择题：在题后括号内填入正确答案的顺序号（共10分，每小题1分） 三、判断题：在题后括号内，正确划“”，错误划“”（共10分，每小题1分） 四、容器设计部分计算题：（共30分，每小题10分）,化工设备设计基础总复习,考试试题类型（ II卷） 一、力学部分计算题（共50分） 二、是非题：在题后括号内，正确划“”，错误划“”（共10分，每小题1分） 三、选择题：在题后括号内填入正确答案的顺序号（共10分，每小题1分） 四、简答题：（共10分，每小题5分） 五、容器设计部分计算题：（20分）,化工设备设计基础总复习,Merry Christmas! 祝同学们考试顺利！,化工设备设计基础总复习,
