椭圆形封头的应力增强系数

过程设备设计题解1.压力容器导言习题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 （MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR（MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？解：○1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式：δσσθφzp R R -=+21φσππφsin 220t r dr rp F k r z k=-=⎰圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2tpRpr tpR k 2sin 2===φδσσφθ○2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，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。

2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）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？解：○1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 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：MPa abt p btpa 15002501022222=⨯⨯⨯===θθσσ ○2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。

3. 有一球罐（如图所示），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/m 3，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。

1. 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、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。

筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。

封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。

密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。

开孔接管的作用：满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,《压力容器安全技术监察规程》的适用范围：○1最高工作压力≥0.1MPa （不含液体静压力）；○2内直径（非圆形截面指其最大尺寸）≥0.15m ，且容积≥0.025m 3；○3盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

GB150的适用范围：○10.1MPa ≤p ≤35MPa ，真空度不低于0.02MPa ；○2按钢材允许的使用温度确定（最高为700℃，最低为-196℃）；○3对介质不限；○4弹性失效设计准则和失稳失效设计准则；○5以材料力学、板壳理论公式为基础，并引入应力增大系数和形状系数；○6最大应力理论；○7不适用疲劳分析容器。

1. 一壳体成为回转薄壳轴对称问题的条件是什么?答：几何形状、承受载荷、边界支承、材料性质均对旋转轴对称。

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 （MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR（MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？解：○1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式：δσσθφzp R R -=+21φσππφsin 220t r dr rp F k r z k=-=⎰圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2tpRpr tpR k 2sin 2===φδσσφθ○2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。

期末复习题纲填空30分、选择5题10分、简答3题15分、计算3题45分第1章填空1.承压类特种设备包括锅炉、压力容器、压力管道。

2.影响压力容器事故危害的因素主要有压力、介质特性、容器体积等。

3.在国内的管理体系中，压力容器首先被分为固定式、移动式、气瓶、氧舱。

4.移动式压力容器类别有铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱。

5.典型压力容器的结构包括筒体、封头、支座、接管、法兰、人孔、安全附件等。

6.按损坏程度，压力容器事故一般分为爆炸事故、失稳变形事故、泄漏事故。

选择1.中压容器的压力范围？高压容器的压力范围？2.常温容器的温度范围？高温容器的温度范围？3.气瓶常见的体积规格？压缩气体气瓶通常的充装压力？4.常见的压缩气体气瓶介质？常见的液化气体气瓶介质？5.特别重大事故、重大事故、较大事故和一般事故的具体划分？简答1.简述压力容器的广义定义？2.简述固定式压力容器，按工艺作用原理分类？3.简述压力容器安全重要性？第2章填空1.压力容器事故原因分为人的不安全行为和物（设备）的不安全状态。

2.压力容器法规标准体系具有5个层次，分别为法律、行政法规、部门规章、安全技术规范、标准。

3.目前与压力容器有关的部门规章，基本均由国家质检总局制定。

4.国家标准由国务院标准化行政主管部门制定5.标准按性质分为：强制性标准和推荐性标准。

简答1.简述安全监察的定义？第3章填空1.金属材料性能包括：力学性能、物理性能、化学性能、加工工艺性能。

2.常用的材料力学性能的特征指标包括强度、塑性、硬度、冲击韧性。

3.塑性指标包括断后伸长率和断面收缩率。

4.材料产生弹性变形难易程度的衡量指标是弹性模量E。

对同一种材料，温度升高，弹性模量降低。

5.碳素钢的碳含量小于2.11%。

6.当铬含量＞11.7%时，钢的耐腐蚀性显著提高。

实际应用的不锈钢，平均Cr＞13% 。

7.普通碳钢一般仅能用于400 ℃以下。

8.热强性的提高方法有：①强化固溶体；②稳定金项组织；③提高再结晶温度。

管道试压封‎头的选用及‎设计随着中高压‎大口径管道‎增多，以往凭经验‎、查手册确定‎试压封头的‎方法难以满‎足现场需要‎，尤其是采用‎压缩空气试‎压时，甚至因封头‎选用不当发‎生试压事故‎。

本文以现行‎压力容器、金属管道设‎计规范及管‎件标准为依‎据，讨论现场常‎用试压封头‎计算公式的‎选用，并对带加强‎肋平盖封头‎设计进行探‎讨，在长庆气田‎施工中多次‎应用验证，这些方法安‎全、可靠、经济。

1 管道试压封‎头的结构形‎式常用管道‎试压封头有‎椭圆形封头‎(管帽)、平盖封头(平管底、承插焊平盖‎封头、带加强肋平‎盖封头)、盲板法兰和‎法兰盖。

按其与管道‎的连接形式‎有：与筒体成一‎体或与筒体‎对接、与筒体角焊‎或其它焊接‎、螺栓连接，结构简图详‎见GB15‎0-1998 《钢制压力容‎器》中表7-7、GB124‎59-90s|{J408—90)《钢制对焊无‎缝管件》、SHJ40‎9-90《钢板制对焊‎无缝管件》、GB503‎16-2000《工业金属管‎道设计规范‎》表6．6。

2 常用试压封‎头的设计选‎用2．1 椭圆形封头‎一般用于大‎口径、中高压管道‎，通常按公式‎(1)计算管子表‎号(Sch)或按公式(2)计算封头壁‎厚，然后查GB‎12459‎(SHJ40‎8，SHJ40‎9)选用管帽材‎质、型号，确定代号(一般DN3‎00mm、PN6．4 a以上应采‎用椭圆形管‎帽)。

Sch= ×1000 (1)I I 油面正常、储气罐正常‎工作的情况‎下，声波除灰器‎定时自动启‎动，使对流段翅‎片管上的积‎灰随烟气一‎起排出，从而提高锅‎炉热效率，降低排烟温‎度。

振片式大功‎率高强声波‎除灰器在现‎场应用后，高压锅炉排‎烟温度可降‎低30℃，锅炉热效率‎可提高1．2％。

3 应用效果(1)节油效果好‎。

技改前后对‎比注汽锅炉‎热效率平均‎提高2．4％，一年累计节‎约燃油57‎6t，每吨原油价‎格为100‎0元，则年节约燃‎料费57．6万元。

椭圆形封头标准椭圆形封头是一种常见的压力容器头部形状，其具有较好的流体动力学性能和结构强度。

椭圆形封头标准是指椭圆形封头的设计、制造和使用过程中需要遵循的一系列规范和标准。

本文将从椭圆形封头的结构特点、标准规范以及应用领域等方面进行介绍。

椭圆形封头的结构特点。

椭圆形封头是由椭圆形曲线旋转而成，其外形呈椭圆形，具有两个焦点和两个半轴。

椭圆形封头相对于球形封头而言，具有较大的内部空间和较小的投影面积，因此在一些对容器内部空间要求较大的场合中得到广泛应用。

椭圆形封头的结构特点决定了其在压力容器中的应用优势，同时也需要遵循相应的标准规范以确保其安全可靠地运行。

椭圆形封头标准规范。

椭圆形封头的标准规范主要包括设计、制造、检测和使用等方面的要求。

在设计方面，椭圆形封头需要满足相关的厚度、曲率半径、焊缝形式等要求，以确保其在承受压力时不会发生变形或破裂。

在制造和检测方面，椭圆形封头需要符合相关的材料、工艺和质量控制要求，以确保其内部结构和表面质量达到标准规定。

在使用方面，椭圆形封头需要按照相关的安装、运行和维护要求进行操作，以确保其在使用过程中不会发生泄漏或其他安全问题。

椭圆形封头的应用领域。

椭圆形封头由于其结构特点和标准规范的要求，被广泛应用于石油、化工、医药、食品等行业的压力容器中。

在石油行业中，椭圆形封头常用于储罐、反应釜、换热器等设备中；在化工行业中，椭圆形封头常用于塔器、容器、管道等设备中；在医药和食品行业中，椭圆形封头常用于卫生容器、食品加工设备等场合中。

椭圆形封头的应用领域多样，但其标准规范的要求始终如一，以确保其安全可靠地运行。

总结。

椭圆形封头作为一种常见的压力容器头部形状，具有较好的流体动力学性能和结构强度。

椭圆形封头的标准规范包括设计、制造、检测和使用等方面的要求，以确保其安全可靠地运行。

椭圆形封头被广泛应用于石油、化工、医药、食品等行业的压力容器中，其应用领域多样，但其标准规范的要求始终如一。