第八章 压力容器简介与薄膜应力.ppt
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薄膜应力课件
薄膜应⼒课件第9章压⼒容器中的薄膜应⼒本章重点内容及对学⽣的要求：（1）压⼒容器的定义、结构与分类；（2）理解回转薄壳相关的⼏何概念、第⼀、⼆主曲率半径、平⾏圆半径等基本概念。
（3）掌握回转壳体薄膜应⼒的特点及计算公式。
第⼀节压⼒容器概述1、容器的结构如图1所⽰，容器⼀般是由筒体（壳体）、封头（端盖）、法兰、⽀座、接管及⼈孔（⼿孔）视镜等组成，统称为化⼯设备通⽤零部件。
图1 容器的结构⽰意图2、压⼒容器的分类压⼒容器的使⽤范围⼴、数量多、⼯作条件复杂，发⽣事故的危害性程度各不相同。
压⼒容器的分类也有很多种，⼀般是按照压⼒、壁厚、形状或者在⽣产中的作⽤等进⾏分类。
本节主要介绍以下⼏种：○1按照在⽣产⼯艺中的作⽤反应容器（R ）：主要⽤来完成介质的物理、化学反应，利⽤制药中的搅拌反应器，化肥⼚中氨合成塔，。
换热容器（E ）：⽤于完成介质的热量交换的压⼒容器，例如换热器、蒸发器和加热器。
分离压⼒容器（S ）：完成介质流体压⼒缓冲和⽓体净化分离的压⼒容器，例如分离器、⼲燥塔、过滤器等；储存压⼒容器（C ，球罐代号为B ）：⽤于储存和盛装⽓体、液体或者液化⽓等介质，如液氨储罐、液化⽯油⽓储罐等。
○2按照压⼒分外压容器：容器内的压⼒⼩于外界的压⼒，当容器的内压⼒⼩于⼀个绝对⼤⽓压时，称之为真空容器。
内压容器：容器内的压⼒⼤于外界的压⼒。
低压容器（L ）： MPa P MPa 6.11.0<≤；中压容器（M ）：M P a P M P a 1016.0<≤⾼压容器（H ）：M P a P M P a 10010<≤超⾼压容器（U ）：P M P a ≤10○3《压⼒容器安全监察规程》⼀类容器：有下列情况之⼀的A ⾮易燃或⽆毒介质的低压容器；B 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器；⼆类容器：有下列情况之⼀的A 剧毒介质的低压容器；B 易燃或者有毒介质的低压反应容器和储运容器；C 中压容器；D 内径⼩于1m 的低压废热锅炉三类容器：有下列情况之⼀的A ⾼压、超⾼压容器；B 剧毒介质，且最⾼⼯作压⼒与容积的乘积MPa L V P W ?≥?200C 易燃或者有毒介质且MPa L V P W ?≥?500的中压反应容器；或者M P a L V P W ?≥?500的中压储运容器；D 中压废热锅炉或内径⼤于1m 的低压废热锅炉。
ASME 第八卷 应力分类
冲击试验
• 影响断裂韧性的因素： • 它随温度、材料的化学成分和制造业、制造工艺儿变化。 • • 其他因素：电弧闪击，特别是修理过的区域，冷加工成型 的板材上的应力集中因素，划痕。 • • 夏比V型槽切口冲击试验是测量断裂韧性的最广泛的方法。
冲击试验
• ASME中需要评估断裂韧性的有： • 筒体、接管、人孔、管板、封头、法兰、补强圈、平盖封 头、条状垫板（在容器上的）、（焊接在容器上的完整的 受压的）附属元件。 • • ASME中包含了脆性断裂的评估过程 • MDMT：最低设计金属温度，即元件/构件有足够的断裂韧 性的最低温度。 • CET：Critical Exposure Temperature，薄膜应力产生的最小 温度。 • 区别：MDMT是物质特性，CET是环境因素。
冲击试验
• 当计算的应力＜许用应力时，MDMT最小设计金属温 度会减小。 • PWHT焊后热处理可以减少MDMT达到30°F，假如 PWHT在规范中没有强制需要，而且MDMT得结果是55°F。 • 如果元件的厚度比计算的更厚，可以将MDMT标为通 过。（例如，计算应力＜需用应力 ）
冲击试验
描述几个材料组之间的关系， 组成厚度和最低设计金属温 度。 如果点在线上或者在曲线的 下方，那么材料是不需要进 行冲击试验的。（例如， MDMT≤CET） 如果不能免除冲击试验，那 么必须在CET温度下对材料 进行冲击试验。 免除意思是这里有足够的经 验证明材料有足够的断裂韧 性不需要进行进一步的试验。
以下图表关联了薄膜应力和弯曲应力的比率和周期反应镇静或者棘轮效应应力分类材料的许用应力对于大多数锅炉压力容器规范卷册许用应力可在sectioniipartd材料性能中找到
材料分子间的作用力
分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子间的距 离为某一距离R0时，引力与斥力相等； 当分子间的距离小于R0时（比如压缩物体时）引力 和斥力都增大，但斥力增大得更快，因此分子间的作用力 表现为斥力； 当分子间的距离大于R0时（比如拉伸物体时）引力 和斥力都减小，但斥力减小得更快，因此分子间的作用力 主要表现为引力； 当分子间的距离大于10R0以上时，分子间的作用力 非常小，可以忽略不计，气体分子就属于这种情况（分开 气体很容易，说明气• UG-45(c) ：接管剪切许用应力 = 接管抗拉许用应力 的70% • UW-15(c) ：焊缝的许用应力是容器材料许用应力的 百分之几： • 坡口焊缝抗拉许用应力 = 74% • 坡口焊缝抗剪许用应力 = 60% • 角焊缝抗剪许用应力 = 49% • 用于按UG-41的补强强度计算。
压力容器基本知识PPT课件
家都设有专门的机构，对压力容器进行安全管理和监督检查，并要求按规
定的技术规范进行设计、制造和使用管理。作为压力容器操作人员，正确
使用和维护压力容器，保证压力容器安全运行是应尽的职责。为了帮助操
作人员丰富理论知识和提高实际操作水平，本章将讲解一些与压力容器有
.
3
关的基本知识。
本节主要内容
▪ 1 压力 ▪ 2 压力容器的压力源 ▪ 3 压力容器界限 ▪ 4 压力容器在工业生产中的应用
（3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于 其标准沸点的液体（注3）。
.
20
▪ 注1：工作压力，是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到 的最高压力（表压力）。
▪ 注2：容积，是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计 算（不考虑制造公差）并且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器 内部的内件的体积。
（指在1个大气压下的沸点）的液体。
.
18
▪ 《特种设备安全监察条例》中压力容器的定义为：压力容 器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备， 其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表 压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5 MP•L a的 气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的 液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于 或者等于1.0 MP•L a 的气体、液化气体和标准沸点等于 或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。
.
17
▪ 3.2 我国压力容器的界限范围 ▪ 国家质量技术监督检验检疫总局颁发的《压力容器安全技术监察
规程》规定同时具备下列三个条件的容器作为特殊设备来管理： （1）最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（不包括液体静压力，
压力容器应力分析PPT课件
7
无力矩理论（薄膜理论）与有力矩理论（弯曲理论）
图a：Nφ——径向力，Nθ——环向力、 Nφ、Nθ 统称为法向力，NφθNθφ——
剪切力，法向力、剪切力统称为薄膜内力；
图b：QφQθ——横向剪力 图c：Mφ、Mθ——弯矩，MφθMθφ——扭矩
横向剪力、弯、扭矩 统称为弯曲内力
8
有力矩理论 或弯曲理论
11
在图b中：因壳体沿经线的曲率常有变化，故Nφ随φ变化，因 abcd是微元体，故Nφ随φ的变化量很小，可忽略， 则σφ+dσφ≈σφ；Nφ+dNφ≈Nφ
微元平衡方程：微元体所受薄膜应力在法线方向的分量等于微
元面积所受的介质压力：
2Nsind22Nsind2pdA 因 d、d均很 ，故 小 sindd、sindd
线与平行圆走同一个圆；
r——平行圆半径； R1（经线在B点的曲率半径）——第一曲率半径； R2（与经线在B点处的切线相垂直的平面截交回转曲面得一平面曲线，该
平面曲线在B点的曲率半径）——第二曲率半径，R2=r/sinφ 考虑 壁厚，含纬线的正交圆锥面能截出真实壁厚，含 平行圆的横截面不能截出真实壁厚。
薄壁：Di≈D
图a： 4Di2pD t p 4tD 图b： DiLp 2tL p2tD
5
2.1.2 回转薄壳的无力矩理论
压力容器应力分析
6
压力容器应力分析
OA、OA′——母线、经线； OO′——回转轴； O（中面与回转轴交点）——极点； 纬线——正交圆锥面（母线k2B）与回转曲面截交所得圆； 平行圆——垂直于回转轴的平面（横截面）与中面的交线，过同一点的纬
无力矩理论 或薄膜理论
无矩应力状 态
压力容器应力分析
同时考虑薄膜内力和弯曲内力，适用 于抗弯刚度大、曲率变化大 只考虑薄膜内力、不考虑弯曲内力， 适用于抗弯刚度小、曲率变化小 承受轴对称载荷的回转薄壳，仅有径向力 Nφ与环向力Nθ、无弯曲内力的应力状态
无力矩理论（薄膜理论）与有力矩理论（弯曲理论）
图a：Nφ——径向力，Nθ——环向力、 Nφ、Nθ 统称为法向力，NφθNθφ——
剪切力，法向力、剪切力统称为薄膜内力；
图b：QφQθ——横向剪力 图c：Mφ、Mθ——弯矩，MφθMθφ——扭矩
横向剪力、弯、扭矩 统称为弯曲内力
8
有力矩理论 或弯曲理论
11
在图b中：因壳体沿经线的曲率常有变化，故Nφ随φ变化，因 abcd是微元体，故Nφ随φ的变化量很小，可忽略， 则σφ+dσφ≈σφ；Nφ+dNφ≈Nφ
微元平衡方程：微元体所受薄膜应力在法线方向的分量等于微
元面积所受的介质压力：
2Nsind22Nsind2pdA 因 d、d均很 ，故 小 sindd、sindd
线与平行圆走同一个圆；
r——平行圆半径； R1（经线在B点的曲率半径）——第一曲率半径； R2（与经线在B点处的切线相垂直的平面截交回转曲面得一平面曲线，该
平面曲线在B点的曲率半径）——第二曲率半径，R2=r/sinφ 考虑 壁厚，含纬线的正交圆锥面能截出真实壁厚，含 平行圆的横截面不能截出真实壁厚。
薄壁：Di≈D
图a： 4Di2pD t p 4tD 图b： DiLp 2tL p2tD
5
2.1.2 回转薄壳的无力矩理论
压力容器应力分析
6
压力容器应力分析
OA、OA′——母线、经线； OO′——回转轴； O（中面与回转轴交点）——极点； 纬线——正交圆锥面（母线k2B）与回转曲面截交所得圆； 平行圆——垂直于回转轴的平面（横截面）与中面的交线，过同一点的纬
无力矩理论 或薄膜理论
无矩应力状 态
压力容器应力分析
同时考虑薄膜内力和弯曲内力，适用 于抗弯刚度大、曲率变化大 只考虑薄膜内力、不考虑弯曲内力， 适用于抗弯刚度小、曲率变化小 承受轴对称载荷的回转薄壳，仅有径向力 Nφ与环向力Nθ、无弯曲内力的应力状态
8-2 薄膜应力理论的应用
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
15
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器的底板所受到的液体总压力是否相同？ ① 三个容器的底板所受到的液体总压力是否相同？ 相同
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
16
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器所受到的支撑反力是否相同（不计容器自重）？ ）？为什 ② 三个容器所受到的支撑反力是否相同（不计容器自重）？为什 么？ 不同
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
7
一、承受气体内压力壳体的薄膜应力续4 4.椭球壳封头的薄膜应力 椭球壳封头的形成：由1/4椭圆曲线绕一固定轴 旋转一周而成 已知： σφ、 已知：p、a、b、δ，求：σφ、σθ 椭圆曲线的经线方程 x 2 + y 2 = 1
b2 x y′ = =－ 2 , 2 2 a y a a −x
B
B
A
A
若三个容器均直接置于地面上，那么三个容器的A ⑤ 若三个容器均直接置于地面上，那么三个容器的A-A截面上的 是否相等？为什么？ σφ是否相等？为什么？ 不等
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
20
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器筒体上各对应点处（按同一高度考虑） ⑥ 三个容器筒体上各对应点处（按同一高度考虑）的σθ是否相 等？写出σθ计算式。 写出σ 计算式。 相等
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器的B 截面上的σ 是否相同？为什么？写出σ ④ 三个容器的B-B截面上的σφ是否相同？为什么？写出σφ计算 式。 不等
8.2 薄膜应力理论的应用
15
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器的底板所受到的液体总压力是否相同？ ① 三个容器的底板所受到的液体总压力是否相同？ 相同
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
16
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器所受到的支撑反力是否相同（不计容器自重）？ ）？为什 ② 三个容器所受到的支撑反力是否相同（不计容器自重）？为什 么？ 不同
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
7
一、承受气体内压力壳体的薄膜应力续4 4.椭球壳封头的薄膜应力 椭球壳封头的形成：由1/4椭圆曲线绕一固定轴 旋转一周而成 已知： σφ、 已知：p、a、b、δ，求：σφ、σθ 椭圆曲线的经线方程 x 2 + y 2 = 1
b2 x y′ = =－ 2 , 2 2 a y a a −x
B
B
A
A
若三个容器均直接置于地面上，那么三个容器的A ⑤ 若三个容器均直接置于地面上，那么三个容器的A-A截面上的 是否相等？为什么？ σφ是否相等？为什么？ 不等
2010.9——2011.1
8.2 薄膜应力理论的应用
20
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器筒体上各对应点处（按同一高度考虑） ⑥ 三个容器筒体上各对应点处（按同一高度考虑）的σθ是否相 等？写出σθ计算式。 写出σ 计算式。 相等
二、承受液体静压力的壳体
B
B
A
A
三个容器的B 截面上的σ 是否相同？为什么？写出σ ④ 三个容器的B-B截面上的σφ是否相同？为什么？写出σφ计算 式。 不等
压力容器基本知识 教学PPT课件
全使用
3级、在规定的操作条件下能安全使用
4级、在规定的操作条件下监控使用
5级、判废
压力容器的主要缺陷分为A、B两类。
A类相当于五级安全状况的压力容器的第5级 B类相当于五级安全状况的压力容
器的第4级
指重大问题，主要包括危及安全 生产的问题，严重影响压力容器总成 件寿命和性能的问题，容易导致重大 机械、安全事故发生的问题等。
案例二：
B厂催化裂化车间分馏系统蜡油罐、回炼油罐发生爆 炸引起大火。当时，设备设计压力0.33MPa，工作压力 0.16MPa，回炼油罐液位达100％，温度达310℃，致使 罐内介质大量汽化，压力升高，使回炼油罐筒体与球形封 头沿焊接热影响区断裂、爆破引起大量蜡油外溢发生大爆 炸，其强大冲击波使分馏塔变形、基础倾斜、柴油汽提塔 变形倒塌、主风机车间控制室破坏、周围建筑物大部分损 坏，蜡油罐被炸成五块，最大块落在距爆炸中心40m处， 最远一块落在距爆炸中心700m处，有5人轻伤，厂内直 接损失90.52万元。
压力容器安全管理的重要性
从法律角度来看: 中华人民共和国国务院令【373】号《特种设备安全
监察条例》，简称《条例》。它对特种设备的定义： 是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器
（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、 大型游乐设施。
第四十条 特种设备使用单位应当对特种设备作业人员进行 特种设备安全教育和培训，保证特种设备作业人员具 备必要的特种设备安全作业知识。 特种设备作业人员在作业中应当严格执行特种设 备的操作规程和有关的安全规章制度。
3、严格压力容器维修管理 既要防止压力容器失修，又要避免对压力容器进行不 必要的拆卸和“过剩维修”。 4、严格压力容器配件和附件、工具的管理 5、严格压力容器故障停车和事故管理 要严格压力容器事故统计、上报制度，对发生的压力 容器事故要按照“四不放过”的原则严肃处理。
压力容器中的薄膜应力、弯曲应力和二次应力(共71张PPT)
厚呈线性分布的拉伸和压缩应力。〔环截面内〕
37
3 σθ,M与σr,M的分布规律及它们的最大值
最大弯曲应力出现在板的 中心处：
Mmax (,M)r0 (r,M)r0
1.24
pR2
2
“－〞：圆板上外表的应力 “＋〞：圆板下外表的应力
38
最大弯曲应力出现在板的
四周：
Mm ax( r,M)rR0.75pR 22
一 边界应力产生的原因
边界应力：筒体与封头在连接处所出现的自由 变形不一致，导致在这个局部的边界地区产生
相互约束的附加内力。 42
结论：〔1〕封头限制了筒体端部直径的增 大
环向压缩〔薄膜〕应力
〔2〕封头限制了筒体端部横截面的转动43
二 影响边界应力大小的因素
薄壁圆筒和厚平板形封头在封头不变形的
情况下，横截面的最大弯曲应力：
相当应力 个点沿该点切线方向的拉伸应力或压缩应
筒体和半球形封头连接： 内压圆球形壳体上各点的薄膜应力相同，就某一点，该点环向薄膜应力等于径向薄膜应力 。 结论：半球形封头与筒体的二次薄膜应力 1 球形壳体和椭球形壳体的区别
焊逢系数
制造容器的钢板在设计温度下的许用应力
58
2 强度理论简介
〔1〕一点处应力状态：构件某点的各截面上 的应力
16
作用在筒壁环形横截面上的内力
N
/
为： D4i2pDm
其中:中径
p
2
D
根据力的平衡条件
可得：
经向薄膜应力:
m
pD
4
17
环向薄膜应力:
pD
2
经向薄膜应力:
m
pD
4
中径公式
18
37
3 σθ,M与σr,M的分布规律及它们的最大值
最大弯曲应力出现在板的 中心处：
Mmax (,M)r0 (r,M)r0
1.24
pR2
2
“－〞：圆板上外表的应力 “＋〞：圆板下外表的应力
38
最大弯曲应力出现在板的
四周：
Mm ax( r,M)rR0.75pR 22
一 边界应力产生的原因
边界应力：筒体与封头在连接处所出现的自由 变形不一致，导致在这个局部的边界地区产生
相互约束的附加内力。 42
结论：〔1〕封头限制了筒体端部直径的增 大
环向压缩〔薄膜〕应力
〔2〕封头限制了筒体端部横截面的转动43
二 影响边界应力大小的因素
薄壁圆筒和厚平板形封头在封头不变形的
情况下，横截面的最大弯曲应力：
相当应力 个点沿该点切线方向的拉伸应力或压缩应
筒体和半球形封头连接： 内压圆球形壳体上各点的薄膜应力相同，就某一点，该点环向薄膜应力等于径向薄膜应力 。 结论：半球形封头与筒体的二次薄膜应力 1 球形壳体和椭球形壳体的区别
焊逢系数
制造容器的钢板在设计温度下的许用应力
58
2 强度理论简介
〔1〕一点处应力状态：构件某点的各截面上 的应力
16
作用在筒壁环形横截面上的内力
N
/
为： D4i2pDm
其中:中径
p
2
D
根据力的平衡条件
可得：
经向薄膜应力:
m
pD
4
17
环向薄膜应力:
pD
2
经向薄膜应力:
m
pD
4
中径公式
18
压力容器课件PPT课件
(11)电梯的呼叫方式、召唤按钮在厅门的左侧还是右侧、电梯位置 指示灯的位置、呼叫截梯方法等。
2020/3/29
19
电梯的常用专业术语
• 二、电梯的常用术语(1)供电系统:为电梯提供电源的装置(2)曳引电动机:即电梯的动力源。交流电梯用 交流电动机,直流电梯用直流电动机。(3)操纵装置:对电梯的运行实行操纵的装置,轿厢内的按钮操纵盘 或手柄开关箱及厅外的呼叫按钮。(4)位置显示装置:即轿厢内和厅门的指示灯,以灯光数字显示电梯所 在的楼层,以箭头显示电梯的运行方向。(5)选层器:一种机械或电气驱动的装置。用于执行或控制下述 全部或部分功能:确定运行方向、加速、减速、平层、停止、取消呼梯信号、门操作、位置显示和层门 指示灯控制。(6)限速器:装在机房内。当电梯的运行速度超过额定速度一定值时,其动作能导致安全钳 起作用的安全装置。能产生机械动作,切断控制电路。(7)安全钳装置:限速器动作时,使轿厢或对重停止 运行保持静止状态,并能夹紧在导轨上的一种机械安全装置。(8)缓冲器:位于行程端部,用来吸收轿厢动 能的一种弹性缓冲安全装置。有弹簧式和液压式之分。(9)对重:由曳引钢丝绳经曳引轮与轿厢相连接, 在运行过程中起平衡作用的装置。(10)层站:各楼层用于出入轿厢的地点。(11)基站:轿厢无指令运行时 停靠的层站,一般位于大厅或底层端站乘客最多的地方。(12)顶层端站:最高的轿厢停靠站。(13)底层端 站：最低的轿厢停靠站。(14)地坎:轿厢或层门入口处出入轿厢的带槽金属踏板。(15)平层:在乎层区域 内,使轿厢地坎于层门地坎达到同一平面的运动。(16)平层准确度:轿厢到站停靠后,轿厢地坎上平面与层 门地坎上平面之间垂直方向的偏差值。(17)额定载重量:指设计规定的电梯载重量,是制造厂保证电梯正 常运行的允许载重量,是用户选用电梯的主要依据,它是电梯的主要参数。(18)额定速度:是指设计规定的 电梯运行速度,也是制造厂家保证电梯正常运行的速度。它和额定载重量一样是用户选用的主要依据,也 是电梯的主要参数。
2020/3/29
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电梯的常用专业术语
• 二、电梯的常用术语(1)供电系统:为电梯提供电源的装置(2)曳引电动机:即电梯的动力源。交流电梯用 交流电动机,直流电梯用直流电动机。(3)操纵装置:对电梯的运行实行操纵的装置,轿厢内的按钮操纵盘 或手柄开关箱及厅外的呼叫按钮。(4)位置显示装置:即轿厢内和厅门的指示灯,以灯光数字显示电梯所 在的楼层,以箭头显示电梯的运行方向。(5)选层器:一种机械或电气驱动的装置。用于执行或控制下述 全部或部分功能:确定运行方向、加速、减速、平层、停止、取消呼梯信号、门操作、位置显示和层门 指示灯控制。(6)限速器:装在机房内。当电梯的运行速度超过额定速度一定值时,其动作能导致安全钳 起作用的安全装置。能产生机械动作,切断控制电路。(7)安全钳装置:限速器动作时,使轿厢或对重停止 运行保持静止状态,并能夹紧在导轨上的一种机械安全装置。(8)缓冲器:位于行程端部,用来吸收轿厢动 能的一种弹性缓冲安全装置。有弹簧式和液压式之分。(9)对重:由曳引钢丝绳经曳引轮与轿厢相连接, 在运行过程中起平衡作用的装置。(10)层站:各楼层用于出入轿厢的地点。(11)基站:轿厢无指令运行时 停靠的层站,一般位于大厅或底层端站乘客最多的地方。(12)顶层端站:最高的轿厢停靠站。(13)底层端 站：最低的轿厢停靠站。(14)地坎:轿厢或层门入口处出入轿厢的带槽金属踏板。(15)平层:在乎层区域 内,使轿厢地坎于层门地坎达到同一平面的运动。(16)平层准确度:轿厢到站停靠后,轿厢地坎上平面与层 门地坎上平面之间垂直方向的偏差值。(17)额定载重量:指设计规定的电梯载重量,是制造厂保证电梯正 常运行的允许载重量,是用户选用电梯的主要依据,它是电梯的主要参数。(18)额定速度:是指设计规定的 电梯运行速度,也是制造厂家保证电梯正常运行的速度。它和额定载重量一样是用户选用的主要依据,也 是电梯的主要参数。
化工设计课件-7 压力容器中的薄膜应力、弯曲应力与二次应力
讨论薄膜应力在压力容 器中的分布情况，以及 对容器性能的影响。
弯曲应力与二次应力
弯曲应力
解释什么是弯曲应力，以 及在压力容器中如何计算 和分析。
二次应力
介绍二次应力的概念以及 在压力容器设计中的重要 性。
常见来源
讨论导致二次应力的常见 因素，如热应力和卸荷引 起的不均匀载荷。
薄膜应力 vs. 弯曲应力
化工设计课件-7 压力容器 中的薄膜应力、弯曲应力 与二次应力
本节课程将探讨压力容器中的薄膜应力、弯曲应力和二次应力。我们将学习 与这些应力相关的计算方法、来源以及影响因素。
薄膜应力的分析
1 定义与它产生的原理。
介绍计算薄膜应力的常 用方法，例如壳程法和 弯曲法。
二次应力的计算方法
1
解析方法
介绍解析计算二次应力的常用方法，如应力分析法和有限元法。
2
经验法则
讨论基于实际案例和经验的计算二次应力的规则和准则。
3
数值模拟
介绍使用计算机模拟和仿真软件进行二次应力计算的方法。
薄膜应力
对比薄膜应力与弯曲应力，包括应力类型、产生 原因和应力分布。
弯曲应力
了解弯曲应力与薄膜应力之间的区别和相互作用。
二次应力的影响因素
材料特性
讨论材料的弹性模量、热膨 胀系数和塑性变形对二次应 力的影响。
几何结构
解释容器的形状、尺寸和连 接方式如何影响二次应力的 产生。
工作条件
讨论压力、温度和载荷变化 对二次应力的影响。
压力容器基础知识PPT课件
温度的量度实质上是温差的量度。
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标（ ℃ ）、热力 学温标。
第九页，共73页。
（一）摄氏温标
摄氏温度，或叫百分度温标
取标准大气压力下的冰点为零度和水沸点为100度作为两个基准点，在此
两点之间分成100等分，每一等分温度间隔即为1摄氏度，以符号℃表 示，并以t代表其读数。
场所不定，监管的难 充装环节易发生超装 内部存在氧气，易诱
度大
混装事故
发火灾事故
介质风险高，易发大 用户、充装检验单位
事故
多，监管难度大
材料的多样性
第六页，共73页。
2.3压力容器的参数
2.3.1压力
试验压力：压力试验时，顶部的压力
设计压力：设定的顶部最高压力作为设计载荷的条件输入
最高工作压力：容器在正常使用过程中，顶部可能出现的最大压力（或最 大压力差值）
质。
第十五页，共73页。
第十六页，共73页。
第十七页，共73页。
2.3.4 容积
几何容积，由设计标注的尺寸计算得出，不扣除内件体积
2.3.5 直径
公称直径：标准化、系列化的尺寸
卷制压力容器——内直径
无缝管制容器——外直径
第十八页，共73页。
2.3压力容器的参数
2.3.6 厚度
计算厚度：按照标准公式计算得出
（1）公称工作压力 永久气体：基准温度（20度）时限定的气体充装压力（氧气瓶15MPa）
液化气体：60度时气体压力的上限值，高压液化气体公称压力不得小于8MPa
气瓶水压试验压力：公称压力的1.5倍
（2）气瓶的容积
气瓶标准规定的系列，液化气钢瓶15KG瓶=35.5L 常见的氧气瓶40L
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标（ ℃ ）、热力 学温标。
第九页，共73页。
（一）摄氏温标
摄氏温度，或叫百分度温标
取标准大气压力下的冰点为零度和水沸点为100度作为两个基准点，在此
两点之间分成100等分，每一等分温度间隔即为1摄氏度，以符号℃表 示，并以t代表其读数。
场所不定，监管的难 充装环节易发生超装 内部存在氧气，易诱
度大
混装事故
发火灾事故
介质风险高，易发大 用户、充装检验单位
事故
多，监管难度大
材料的多样性
第六页，共73页。
2.3压力容器的参数
2.3.1压力
试验压力：压力试验时，顶部的压力
设计压力：设定的顶部最高压力作为设计载荷的条件输入
最高工作压力：容器在正常使用过程中，顶部可能出现的最大压力（或最 大压力差值）
质。
第十五页，共73页。
第十六页，共73页。
第十七页，共73页。
2.3.4 容积
几何容积，由设计标注的尺寸计算得出，不扣除内件体积
2.3.5 直径
公称直径：标准化、系列化的尺寸
卷制压力容器——内直径
无缝管制容器——外直径
第十八页，共73页。
2.3压力容器的参数
2.3.6 厚度
计算厚度：按照标准公式计算得出
（1）公称工作压力 永久气体：基准温度（20度）时限定的气体充装压力（氧气瓶15MPa）
液化气体：60度时气体压力的上限值，高压液化气体公称压力不得小于8MPa
气瓶水压试验压力：公称压力的1.5倍
（2）气瓶的容积
气瓶标准规定的系列，液化气钢瓶15KG瓶=35.5L 常见的氧气瓶40L
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pa
其薄膜应力的分布特点为： ➢顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应力。 ➢ 顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍； ➢顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。 ➢ 应力值连续变化。
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第七章 压力容器中的薄膜应力、弯曲应力和二次应力
图1-1 常减压精馏装置
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图1-2 汽油稳 定塔与电精制 工艺
1、环向弯曲应力 2、径向弯曲应力
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3、环向和径向弯曲应力的分布规律及最大值
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第一节 回转壳体中的薄膜应力 一、容器壳体的几何特点 1、容器：设备的外壳。
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2、容器的几何特点 ⑴ 回转曲面： 以任何直线或平面 曲线为母线，绕 其同平面内的轴 线旋转一周所形 成的曲面。
对于球壳，没有轴向和环向之分。
m
pD
4
直径与内压相同，球壳内应力仅是圆筒形 ， 壳体环向应力的一半，即球形壳体的厚度仅
需圆筒容器厚度的一半。 当容器容积相同时，球表面积最小，故大 型贮罐制成球形较为经济。
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⑵ 回转壳体的几何特点
① 纵截面： 用过C点和回转轴的平面截开壳体得到的截面称 为纵截面。
② 锥截面： 用过C点并与回转壳体内表面正交的倒锥面截开 壳体得到的截面称为锥截面。
③ 横截面： 用垂直于回转轴的平面截开壳体得到的截面称为 横截面。
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图1-5 球形容器群
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图1-6 催化汽油稳定塔的再沸器
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⑵ 回转壳体的几何特点
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二、回转壳体上的拉伸应力 环向薄膜应力、经向薄膜应力
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周边固支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力
出现在板的四周，其值为：
max
0.75
pR2
2
上述公式中的“—”代表圆板上表面的应力， 带“＋”表示的是下表面的应力。
㈣、薄膜应力理论在锥形壳体上的应用
锥形壳体锥截面上的薄膜应力
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m
2
pr
cos
pr
cos
➢锥形壳体环向应力是经向应力两倍， 随半锥角a的增大而增大；
➢半锥角要选择合适，不宜太大。 ➢在锥形壳体大端r=R时，应力最大，在锥顶处，
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回转薄壳上的环向应力
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㈠ 薄膜应力理论在圆柱壳体上的应用
，
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㈢、薄膜应力理论在椭圆壳体上的应用
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标准椭圆封头的薄膜应力
化工常用标准椭圆形封头，a/b=2，故有：
⑴
在椭圆封头的顶点处： m
pa
⑵
在赤
2
a2 b2 )
应力为零。因此，一般在锥顶开孔。
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第二节 圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力
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一、平板变形与内力分析
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1、环向薄膜应力：
pD
2
２、经向薄膜应力：
m
pD
4
，
其中Ｄ为壳体中径。
两点结论：
⑴ 环向应力是经向（轴向）应力的２倍。
⑵ 筒体壁厚与直径的比值决定应力水平的高低，
而不是壁厚的绝对值。
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㈡、球壳上的薄膜应力
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周边简支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力 出现在板的中心处，其值为：
max ( ,M )r0 ( r,M )r0
3(3 ) pR2 8 2
对于化工用钢， 0.3
则： max
pR2
1.24 2
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图1-3
具有成型 顶盖的立式 圆筒形储罐
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图1-4 具有成型顶盖的卧式圆筒形储罐
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