夹套容器计算压力取值

第四章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计二、 填空题A 组：1. 有一容器,其最高气体工作压力为1。

6Mpa ，无液体静压作用，工作温度≤150℃且装有安全阀,试确定该容器的设计压力p=(1.76 )Mpa ；计算压力p c =（ 1。

76 ）Mpa;水压试验压力p T =（2。

2 )MPa 。

2. 有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0。

5MPa ，工作温度<200℃，试确定:(1)釜体的计算压力（外压）p c =（ -0。

6 ）MPa ；釜体水压试验压力p T =（ 0.75 )MPa.（2)夹套的计算压力（内压)p c =( 0。

5 ）MPa ；夹套的水压试验压力p T =（ 0.625 )MPa 。

3. 有一立式容器，下部装有10m 深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达0.5MPa ，工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0。

5 )MPa ；计算压力p c =（ 0.617 ）MPa;水压试验压力p T =（0.625 )MPa.4. 标准碟形封头之球面部分内径R i =( 0.9 ）D i ;过渡圆弧部分之半径r=( 0。

17 ）D i .5. 承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向 ）弯曲应力，且最大应力在圆平板的（边缘 ）处；若周边简支,最大应力是（ 径向 ）和( 切向 )弯曲应力，且最大应力在圆平板的( 中心 )处。

6. 凹面受压的椭圆形封头，其有效厚度Se 不论理论计算值怎样小,当K ≤1时，其值应小于封头内直径的( 0。

15 )％；K 〉1时,Se 应不小于封头内直径的( 0.3 ）%。

7. 对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min =( 3 ）mm;对于高合金钢制容器,其最小壁厚S min =( 2 ）mm.8. 对碳钢，16MnR,15MnNbR 和正火的15MnVR 钢板制容器，液压试验时,液体温度不得低于（ 5 ) ℃,其他低合金钢制容器（不包括低温容器）,液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃.三、 判断是非题（是者画√；非者画×）1. 厚度为60mm 和6mm 的16MnR 热轧钢板，其屈服点是不同的,且60mm 厚钢板的σs 大于6mm 厚钢板的σs 。

搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计2.1概述夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分组成。

封头有椭圆形封头和锥形封头等形式。

上、下封头与筒体常为焊接。

2.2釜体材料的选择根据工艺参数及操作条件（见附录2）确定封头、筒体及夹套的材料。

此设计的釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料选用Q235-B,热轧钢板，其性能与用途见表2-1 0由工艺参数及操作条件和表2-1可知，0Cr18Ni9和Q235-B材料能够满足任务书中的设计温度、设计压力。

在操作条件下，Q235- B能使设备安全运转，并且不会因腐蚀而对介质产生污染，而且相对与其他钢号价格便宜，所以本设计釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料采用Q235-B热轧钢板。

2.3封头的选择搅拌反应釜顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，本设计采用椭圆形标准封头，直边高度h=45mm，其内径取与筒体内径相同的尺寸。

椭圆形封头是由半个椭圆球体和一个圆柱体组成，由于椭圆部分径线曲率平滑连续，圭寸头中的应力分布不均匀。

对于ab =2得标准形圭寸头，圭寸头与直边的连接处的不连续应力较小，可不予考虑。

椭圆形封头的结构特性比较好。

2.4釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径 D i 和高度H 。

釜体的几何尺寸首先要满足 化工工艺的要求。

对于带搅拌器的反应釜来说，容积 V 为主要决定参数。

241确定筒体的内径由于搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往需随釜体直 径的增加而增大。

因此，在同样的容积下筒体的直径太大是不适宜的。

对于发酵 类物料的反应釜，为使通入的空气能与发酵液充分接触，需要有一定的液位高度， 筒体的高度不宜太矮。

因此，要选择适宜的长泾比（HD.）。

根据釜体长径比对搅拌功率、传热的影响以及物料特性对筒体长径比的要=1.638 m将D i 值圆整到标准直径，取筒体内径 D i =1600mm 02.4.2确定筒体的高度由《搅拌设备设计》可知:(2-2)式中：必——下封头所包含的容积，在《材料与零部件》中查得,46 4H 二一 (64 -0.617)兀江1.6 .0.8 =3.689 m把H 1的值圆整到H =3700m m ，则:求，又由实践经验，针对一般反应釜，液一液相物料, HD i取值在1.7-2.3 之间，并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置，因此，取HD =2・3。

夹套罐设计目录1设计说明.................................................................................................................................... ３2设计参数的选取........................................................................................................................ ４2.1 设计压力......................................................................................................................... ４2.2 设计温度......................................................................................................................... ４2.3 材料的选择及许用应力确定......................................................................................... ４2.4 焊缝系数......................................................................................................................... ４2.5 附加厚度......................................................................................................................... ４3几何参数的确定........................................................................................................................ ６3.1 描述设备的总体结构..................................................................................................... ６3.2 确定各封头参数............................................................................................................. ６3.3 筒体高度(含设备容积的计算) ................................................................................... ７3.4 夹套高度（含传热面积的计算）............................................................................... ７3.5 搅拌口法兰尺寸的确定（确定法兰标准及型号）..................................................... ８3.6 窥镜规格的确定（确定窥镜标准及型号）................................................................. ９3.7 其他法兰接口尺寸的确定......................................................................................... １０4 罐体强度设计....................................................................................................................... １１4.1 罐体筒体内压强度设计............................................................................................. １１4.2 罐体封头内压强度设计............................................................................................. １２5 夹套强度设计....................................................................................................................... １４5.1 夹套筒体内压强度设计............................................................................................. １４5.2 夹套封头内压强度设计............................................................................................. １４6 罐体与夹套连接处的剪切强度设计................................................................................... １５6.1 罐体质量计算............................................................................................................. １５6.2 罐体内介质质量计算................................................................................................. １５6.3 罐体上法兰及其他附属件质量计算......................................................................... １５6.4 总负荷计算................................................................................................................. １６6.5 焊缝连接处环形面积计算......................................................................................... １６6.6 焊缝连接处剪切应力校核......................................................................................... １７7 开孔补强计算....................................................................................................................... １８7.1 搅拌器连接口补强计算............................................................................................. １８7.2 蒸汽入口补强计算..................................................................................................... １９8水压实验压力确定................................................................................................................ ２１8.1 罐体水压实验校核..................................................................................................... ２１8.2 夹套水压实验校核..................................................................................................... ２２9 支座的选取........................................................................................................................... ２５9.1 容器总质量的计算..................................................................................................... ２５9.2 支座选取..................................................................................................................... ２５参考文献................................................................................................................................... ２７1设计说明本次设计的压力容器为夹套罐，是由内外两个容器套在一起构成，内置容器是由竖直圆筒和上下两个椭球封头组成的罐体；在罐体的外面有一个比罐体稍大的夹套容器，夹套下部是一个椭球封头，上部在适当高度采用圆弧过渡结构与罐体连接。

压力容器设计一般规定1 主题内容与适用范围本标准规定了压力容器（简称容器）设计的分类、材质使用温度范围、探伤合格标准及压力试验等.本标准适用于钢制压力容器。

铝制压力容器可参照执行。

2 引用标准《压力容器安全技术监察规程》GB 150—1998 钢制压力容器GB 151-89 钢制管壳式换热器GB 700-89 碳素结构钢GB 3190-82GB 3193GB 3274—88 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB 4237—92不锈钢热轧钢板GB 6654—1996压力容器用钢板JB 1580-75铝制焊接容器技术条件JB 4710—92钢制塔式容器JB 4730-94压力容器无损检测JB/T 25493压力容器划定、及使用范围3．13。

2 GB150与《容规》适用范围按表2的规定。

3.3低温容器设计按表3的规定.4一般规定4.1 容器与介质的分类4.1.1 根据压力P、压力乘积P.V、介质物性，用途以及设计、制造特点、综合分类按表4的规定。

4。

1.2 按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类符合表5的规定注: 在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程的主要作用划分品种。

4.1.3 介质分类及介质危害程度按表6的规定.4.2 压力4。

2.1 容器压力定义按表7的规定。

4。

2。

2 超压泄放装置压力定义见表84。

2。

3 设计压力Ｐ的规定取法按表9。

4.3温度4.3.1设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。

4.3.2金属温度标记在名牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最底值。

系指容器(或换热器）各受压元件沿截面厚度的平均温度（再任何情况下，元件金属表面温度不得超过钢材的允许温度）.4。

3.3试验温度系指压力试验时容器（或换热器）壳体的金属温度。

4.4厚度各种厚度定义及相互之间关系按图21—厚度附加量（C1+C2)2—最小厚度3—计算厚度4—设计厚度（3+C2）5—名义厚度(图样厚度）6—有效厚度（毛胚后度5—C）注:CI—钢板、钢管厚度负偏差C2-腐蚀裕量C-厚度附加量4.5材料4。