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过程设备设计复习资料.doc

过程设备设计复习资料

李思琪
2019-05-19 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《过程设备设计复习资料doc》,可适用于工程科技领域

作业过程设备的安全性主要从哪些方面考虑材料的强度韧性和与介质的相容性设备的刚度抗失稳能力个密封性能等方面考虑压力容器主要有哪些部分组成筒体封头密封装置开孔与接管支座及安全附件组成封头按照几何形状可分为哪几种根据几何形状的不同封头可以分为球形椭圆形碟形球冠形锥壳和平盖等几种其中球形椭圆形碟形和球冠形封头有统称为凸形封头压力容器上一般有哪些开孔?开孔对容器有什么影响?一般有人孔手孔视镜孔物料进出口接管以及安装压力表液面计安全阀测温仪表等接管开孔。其影响为:会使开孔部位的强度被削弱并使该处的应力增大常见的压力容器支座有哪几种有立式容器支座包括腿式支座支承式支座耳式支座和群式支座卧式容器支座有鞍座等压力容器常用的分类方法有哪几种?按安全技术管理如何分类按压力等级分类可分为内压容器和外压容器其中内压容器按设计压力大小可分为:低压容器(mpa大于或等于p小于mpa)中压容器(mpa大于或等于p小于mpa)高压容器(mpa大于或等于p小于mpa)超高压容器(p大于或等于mpa)按容器在生产中的作用分类可分为反应压力容器换热压力容器分离压力容器储存压力容器按安装方式分类可分为固定式压力容器移动式压力容器按安全技术管理分类可分为:第一类压力容器第二类压力容器和第三类压力容器安全技术管理的分类如下a介质分组第一组介质:毒性危害程度为极度危害高度危害的化学介质易爆介质液化气体第二组介质:除第一组介质以外的介质b压力容器分类压力容器分类应当先按照介质特性选择相应的分类图再根据设计压力p和容器积标出坐标点确定容器类别压力容器上的纵焊缝和环焊缝哪种焊缝质量要求高为什么纵焊缝质量要求高因为纵焊缝所受的是环向应力而环焊缝所受的是轴向应力环向应力要比轴向应力大所以纵焊缝质量要求比环焊缝的质量要求高椭球形的薄膜应力分布有什么特点?标准椭圆形封头的应力分布有什么特点?椭球壳的薄膜应力分析特点椭球壳上各点的应力是不等的顶点处,赤道点椭球壳应力大小除与内压p壁厚t有关外还与长轴与短轴之比ab有很大关系。椭球壳承受均匀内压时在任何ab值下恒为正值即拉伸应力且由顶点处最大值向赤道逐渐递减至最小值。当ab>时应力将变号从拉应力变为压应力标准封头:ab=的数值在顶点处和赤道处大小相等但符号相反而恒是拉伸压力在顶点处达最大值:pat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并用高强度材料是否正确?为什么?外直径壳壁厚度t材料的弹性模量泊松比都会影响临界压力高强度指抗压强度而临界压力与之无关。所以采用高强度材料不正确。第二章:(P)思考题:、、、、、、习题:、、、第四章:(P)思考题:、、、、、、、、习题:、单层厚壁圆筒承受内压时其应力分布有哪些特征?当承受内压很高时能否仅用增加壁厚来提高承载能力为什么?答:应力分布的特征:周向应力σθ及轴向应力σz均为拉应力(正值)径向应力σr为压应力(负值)。在数值上有如下规律:内壁周向应力σθ有最大值其值为:而在外壁处减至最小其值为内外壁σθ之差为pi径向应力内壁处为pi随着r增加径向应力绝对值逐渐减小在外壁处σr=。轴向应力为一常量沿壁厚均匀分布且为周向应力与径向应力和的一半即。除σz外其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K值有关。不能用增加壁厚来提高承载能力。因内壁周向应力σθ有最大值其值为:随K值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明显。什么叫设计压力?液化气体储存压力容器的设计压力如何确定?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。液化气体储存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施根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。第五章储运设备一、储罐的结构、卧式圆柱形储罐:()地面卧式储罐()地下卧式储罐、立式平底圆筒形储罐()固定顶储罐:)、锥顶储罐)、拱顶储罐)、伞形顶储罐)、网壳顶储罐()浮顶储罐:)、外浮顶储罐)、内浮顶储罐、球形储罐()罐体:)、纯桔瓣式罐体)、足球瓣式罐体)、混合式罐体()支座:)、支柱的结构)、支柱与球壳的链接)、拉杆  (具体见课本页)()人孔与接管()附件、低温储罐二、卧式储罐设计卧式储罐的计算过程:(具体情况看课件)()给定设计条件:压力、温度、直径、长度、材料等()计算圆筒和封头厚度δnδh()设置鞍座位置A()计算容器质量、鞍座反力F、轴向弯矩m、M、M()计算轴向应力σ~σ()计算切向应力τ、τh()计算周向应力σ()计算鞍座应力σ“扁塌”一旦发生那么支座处圆筒截面的上部就成为难以抵抗轴向弯矩的“无效截面”而剩下的圆筒下部截面才是能够承担轴向弯矩的“有效截面”。第六章换热设备定义:用来完成各种不同传热过程的设备作用:使热量从热流体传递到冷流体。使冷、热流体分别达到工艺流程规定的温度指标以满足工艺流程的需要回收余热从而提高工艺生产的经济效益降低成本。常用的换热设备:冷却器、冷凝器、加热器(一般不发生相变)、蒸发器(发生相变)、再沸器、废热锅炉*管壳式换热器的分类()固定管板式换热器)、优点:结构简单、紧凑、能承受较高的压力造价低管程清洗方便管子损坏时易于堵管或更换。缺点:不易清洗壳程壳体和管束中可能产生较大的热应力。)、适用场合:适用于壳程介质清洁不易结垢管程需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。(注)为减少热应力通常在固定管板式换热器中设置柔性元件(如膨胀节、挠性管板等)来吸收热膨胀差。()浮头式换热器)、优点:管内和管间清洗方便不会产生热应力。缺点:结构复杂设备笨重造价高浮头端小盖在操作中无法检查。)、适用场合:壳体和管束之间壁温相差较大或介质易结垢的场合。()U形管式换热器)、优点:结构简单价格便宜承受能力强不会产生热应力。缺点:布板少管板利用率低管子坏时不易更换。)、适用场合:特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀大的物料。第七章塔设备承受载荷:介质压力、各种重量、管道推力、偏心载荷、风载荷、地震载荷三种工况:正常操作、停工检修、压力试验三种工况下轴向强度及稳定性校核的基本步骤:()按设计条件初步确定塔的厚度和其他尺寸()计算塔设备危险截面的载荷包括重量、风载荷、地震载荷和偏心载荷等()危险截面的轴向强度和稳定性校核()设计计算裙座、基础环板、地脚螺栓等(作业题).单层厚壁圆筒承受内压时其应力分布有哪些特征?当承受内压很高时能否仅用增加壁厚来提高承载能力为什么?答:应力分布的特征:周向应力σθ及轴向应力σz均为拉应力(正值)径向应力σr为压应力(负值)。在数值上有如下规律:内壁周向应力σθ有最大值其值为:而在外壁处减至最小其值为内外壁σθ之差为pi径向应力内壁处为pi随着r增加径向应力绝对值逐渐减小在外壁处σr=。轴向应力为一常量沿壁厚均匀分布且为周向应力与径向应力和的一半即。除σz外其他应力沿厚度的不均匀程度与径比K值有关。不能用增加壁厚来提高承载能力。因内壁周向应力σθ有最大值其值为:随K值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明显。.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如何分布?筒壁屈服发生在何处?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分布情况题图。内压内加热时综合应力的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。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。筒壁屈服发生在: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屈服承载能力的基本原理是什么?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分布按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成。内壁处的总应力有所下降外壁处的总应力有所上升均化沿筒壁厚度方向的应力分布。从而提高圆筒的初始屈服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征是什么?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征是:承受垂直于薄板中面的轴对称载荷板弯曲时其中面保持中性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:薄板内的应力分布是线性的弯曲应力最大应力出现有板面其值与成正比而薄壁壳体内的应力分布是均匀分布其值与成正比。同样的情况下按薄板和薄壳的定义而薄板承受的压力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:周边固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小为:周边简支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小为:应力分布: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。两者的最大挠度位置均在圆形薄板的中心。

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