过程设备设计复习题及答案

过程设备设计复习题及答案

一、单选题

1. 压力容器导言

1.1所谓高温容器是指下列哪一种：（ A ）

A.工作温度在材料蠕变温度以上

B.工作温度在容器材料的无塑性转变温度以上

C.工作温度在材料蠕变温度以下

D.工作温度高于室温

1.2GB150适用下列哪种类型容器：（B ）

A.直接火加热的容器B.固定式容器C.液化石油器槽车D.受辐射作用的核能容器

1.3一个载荷稳定均匀的内压厚壁圆筒最好采用哪种设计准则：（B ）

A 弹性失效B 塑性失效C 爆破失效D 弹塑性失效

1.4有关《容规》适用的压力说法正确的是：（B ）

A.最高工作压力大于0.01MPa(不含液体静压力)

B.最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力)

C.最高工作压力大于1MPa(不含液体静压力)

D.最高工作压力大于等于1MPa(不含液体静压力)

1.5毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器：（ C ）

A.Ⅰ类B.Ⅱ类C.Ⅲ类D.不在分类范围

1.6影响过程设备安全可靠性的因素主要有：材料的强度、韧性和与介质的相容性；设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。以下说法错误的是：（ B ）

A.材料强度是指在载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力

B.冲击吸收功是指材料断裂过程中吸收变形能量的能力

C.刚度是过程设备在载荷作用下保持原有形状的能力

D.密封性是指过程设备防止介质或空气泄漏的能力

1.7毒性为中度危害的化学介质最高容许质量浓度为：（ B ）

A.<0.1mg/m3B.0.1~<1.0mg/m3C.1.0~<10mg/m3D.10mg/m3

1.8内压容器中，设计压力大小为50MPa的应划分为：（ C ）

A.低压容器B.中压容器C.高压容器D.超高压容器

1.9下列属于分离压力容器的是：（ C ）

A.蒸压釜B.蒸发器C.干燥塔D.合成塔

2. 压力容器应力分析

2.1在厚壁圆筒中，如果由内压引起的应力与温差所引起的热应力同时存在，下列说法正确的是：（D ）

A.内加热情况下内壁应力和外壁应力都有所恶化

B.内加热情况下内壁应力和外壁应力都得到改善

C.内加热情况下内壁应力有所恶化，而外壁应力得到改善

D.内加热情况下内壁应力得到改善，而外壁应力有所恶化

2.2通过对最大挠度和最大应力的比较，下列关于周边固支和周边简支的圆平板说法正确的

是：（ A）

A.周边固支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边简支的圆平板

B.周边固支的圆平板仅在刚度方面均优于周边简支的圆平板

C.周边固支的圆平板仅在强度方面均优于周边简支的圆平板

D.周边简支的圆平板在刚度和强度两方面均优于周边固支的圆平板

2.3下列有关受均布外压作用圆筒的失稳情况的叙述，错误的是：（ A ）

A.失稳临界压力与材料屈服点无关

B.受均布周向外压的长圆筒的临界压力与L无关

C.很短的圆筒在受均布轴向压缩载荷时将出现对称失稳

D.圆筒的形状缺陷对圆筒的稳定性产生很大影响

2.4下列不属于提高厚壁圆筒屈服承载能力的措施为：（ D）

A.增加壁厚

B.采用多层圆筒结构，对内筒施加外压

C.自增强处理

D.采用分析设计的方法

2.5下列有关不连续应力的叙述，错误的为：（ C ）

A.不连续应力是由于结构不连续引起变形不协调造成的

B.具有局部性与自限性的特征

C.其危害程度比总体薄膜应力大

D.脆性材料制造的壳体对不连续应力十分敏感

2.6下列关于局部载荷说法正确的是：（ B ）

A.对管道设备附件设置支架，会增加附件对壳体的影响

B.对接管附件加设热补偿元件，无明显意义

C.压力容器制造中出现的缺陷，会造成较高的局部应力

D.两连接件的刚度差大小与边缘应力无明显关系

2.7外压的短圆筒，失稳时，出现的波形个数为：（C ）

A.两个B.四个C.大于两个D.大于四个

2.8下列关于薄壳应力分析中应用的假设，错误的是：（ D ）

A.假设壳体材料连续，均匀，各向同性

B.受载后的形变是弹性小变形

C.壳壁各层纤维在变形后互不挤压

D.壳壁各层纤维在变形后互相挤压

2.9关于薄圆平板的应力特点，下列表述错误的是：（B ）

A.板内为二向应力，切应力可予以忽略

B.正应力沿板厚分布均匀

C.应力沿半径分布与周边支承方式有关

D.最大弯曲应力与（R/t）的平方成正比

3. 压力容器材料及环境和时间对其性能的影响

3.1在压力容器制造过程中应用最广的焊接方法是：（ A ）

A.熔焊B.压焊C.钎焊D.点焊

3.2一般高压容器的平盖制造用的钢材是：（ C ）

A.钢板B.钢管C.锻件D.铸件

3.3在焊接中力学性能得到明显改善，是焊接接头中组织和性能最好的区域是：（B

A.过热区B.正火区C.融合区D.焊缝 ）

3.4下列不属于压力容器焊接结构的设计应遵循的原则的是：（ D）

A.尽量采用对接接头结构，不允许产生未熔透缺陷

B.尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷

C.尽量减少焊缝处的应力集中

D.尽量选用好的焊接材料

3.5下列焊接接头中可能出现的缺陷，最危险的是：（A ）

A.裂纹B.夹渣C.气孔D.未熔透

3.6下列金属会产生低温变脆的是：（ B ）

A.铜B.碳素钢C.铝D.奥氏体不锈钢

3.7磁粉检测属于：（ D ）

A.破坏性检验B.外观检查C.密封性检查D.无损检测

3.8下列关于硫化学成分在钢材中的作用说法正确的是：（C ）

A.硫元素不是钢材中的有害元素。

B.硫元素能提高钢的强度，但会增加钢的脆性。

C.硫元素能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。

D.压力容器用钢对硫的限制和一般结构钢相当。

3.9钢材的可焊性主要取决于它的化学成分，其中影响最大的是：（A ）

A.含碳量B.含硫量C.含磷量D.含氢量

3.10金属塑性变形可分为热变形和冷变形，其中分界线是：（ A ）

A.金属再结晶温度B.金属熔点C.常温D.100摄氏度

3.11下列关于氢腐蚀与氢脆的说法错误的是：（ D ）

A.氢腐蚀指高温高压下氢与钢中的碳化合生成甲烷

B.奥氏体不锈钢可以很好地抵抗氢腐蚀

C.氢脆是指钢吸收氢而导致韧性下降的现象

D.碳素钢在500摄氏度以上的高压环境下才发生氢腐蚀

4. 压力容器设计

4.1平垫密封属于：（ A ）

A.强制密封B.自紧式密封C.半自紧式密封D.以上三种都不是

4.2同一承载能力下，仅受内压作用的圆筒按哪种计算方法计算的壁厚最薄：（ A ）

A.中径公式B.最大拉应力准则 C.形状改变比能准则D.最大切应力准则

4.3下列有关压力容器失效形式的叙述，正确的是：（C ）

A.韧性断裂是在容器整体应力水平较高状态下发生的，因而比脆性断裂更具危害性。

B.脆性断裂属于疲劳断裂。

C.只有在交变载荷的作用下，才可能发生疲劳断裂。

D.蠕变断裂按断裂前的应力来划分，具有韧性断裂的特征。

4.4下列有关压力容器失效判据与设计准则的叙述，错误的是：（ D ）

A.失效判据是判别压力容器失效状态的依据

B.失效判据是基于力学分析结果与简单实验测量结果相比较得出的。

C.失效判据不能直接用于压力容器设计计算。

D.为考虑压力容器制造过程中很多不确定因素，引入焊接接头系数得到与失效判据相对应的设计准则。

4.5在按弹性失效设计准则进行内压厚壁圆筒设计时，采用不同的强度理论会得到不同的结果，下列叙述错误的是：（B）

A.按形状改变比能屈服失效判据计算出的内壁初始屈服压力和实测值最为接近。

B.在厚度较大即压力较高时各种设计准则差别不大。

C.在同一承载能力下，中径公式算出的厚度最薄。

D.在同一承载能力下，最大切应力准则算出的厚度最厚。

4.6下列有关圆筒设计的叙述，正确的是：（B）

A.中径公式的适用范围仅限于薄壁圆筒即K<=1.2时。

B.对单层厚壁圆筒常采用塑性失效设计准则或爆破失效设计准则设计。

C.在厚壁圆筒的设计过程中，一般都考虑预应力的影响。

D.常规设计中需对圆筒的热应力进行校核计算。

4.7下列有关压力容器设计技术参数的叙述，正确的是：（A）

A.设计压力不得低于最高工作压力。最高工作压力不包括液柱静压力。

B.设计压力引入安全系数后得到计算压力。

C.设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度。

D.只要容器成形后厚度满足大于计算厚度就能满足设计要求。

4.8下列有关焊接接头系数和材料设计系数的表述错误的是：（D）

A.为弥补焊缝对容器整体强度的消弱，在强度计算中需引入焊接接头系数。

B.焊接接头系数的大小主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求及长度比例有关。

C.料设计系数是为了保证受压元件强度有足够的安全储备量。

D.抗拉强度安全系数一般小于屈服强度安全系数，我国目前前者取1.6，后者取3.0

4.9下列有关压力容器密封装置的叙述错误的是：（C）

A.螺栓法兰连接结构是一种可拆密封结构，由法兰、螺栓和垫片组成。

B.根据获得密封比压力的不同，密封可分为强制式密封和自紧式密封，高压容器尽可能采用自紧式密封。

C.垫片密封基本宽度与压紧面的形状无关，取垫片的实际宽度。

D.形成初始密封条件时垫片单位面积上所受的最小压紧力，称为“垫片比压力”。

5. 储存设备

5.1设计卧式储存罐双鞍座支承时，两支座的状态应采用：（C）

A.两个都固定B.两者均可移动C.一个固定，一个移动D.以上均可

5.2低温球罐的支柱与球壳连接处最好采用：（ C）

A.接连接结构形式 B.加托板结构 C.U型柱结构形式 D.支柱翻边结构

5.3卧式储罐发生扁塌现象的根本原因是：（A ）

A.支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩B.圆筒上不设置加强圈C.支座的设置位置不适合

D.设计压力过高

5.4随着石油业的发展，在大型球罐上最常采用的罐体组合方式是：（ C ）

A.纯桔瓣罐体B.足球瓣式罐体C.混合式罐体D.两个半球组成的罐体

6. 换热设备

6.1根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（ B ）

A.固定管板式换热器B.蓄热式换热器

C.浮头式换热器D.U形管式换热器

6.2常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（C ）

A.直接接触式换热器B.蓄热式换热器C.间壁式换热器D.中间载热体式换热器

6.3下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B ）

A.蛇管式换热器B.套管式换热器C.管壳式换热器D.缠绕管式换热器

6.4下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（C ）

A.在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热

器。

B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。

C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。

D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。

6.5下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A）

A.增加壳程数量或降低横流速度。

B.改变管子的固有频率。

C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。

D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。

4.28 分析设计标准划分了哪五组应力强度？许用值分别是多少？是如何确定的？

(1)一次总体薄膜应力强度SⅠ 许用值以极限分析原理来确定的。SⅠ<=KSm

(2)一次局部薄膜应力强度SⅡ SⅡ<=1.5KSm

(3)一次薄膜（总体或局部）加一次弯曲应力强度SⅢ SⅢ<=1.5KSm

(4)一次加二次应力强度SⅣ 根据安定性分析，一次加二次应力强度SⅣ许用值为3Sm

(5)峰值应力强度SⅤ 按疲劳失效设计准则，峰值应力强度应由疲劳设计曲线得到的应力幅Sa进行评定，即SⅤ<=Sa

5.3 “扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？

由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯距，在周向弯距的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓“扁塌”现象。

可以设置加强圈，或者使支座靠近封头布置，利用加强圈或封头的加强作用。

6.1换热设备有哪几种主要形式？

按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，可分为以下几种主要形式：

1.直接接触式换热器 利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热。

2.蓄热式换热器 借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体。

3.间壁式换热器 利用间壁（固体壁面）冷热两种流体隔开，热量由热流体通过间壁传递给冷流体。

4.中间载热体式换热器 载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释放给低温流体。

6.2间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？

1.管式换热器 按传热管的结构形式不同大致可分为蛇管式换热器、套管式换热器、缠绕管式换热器和管壳式换热器。

在换热效率、结构紧凑性和单位传热面积的金属消耗量等方面不如其它新型换热器，但它具有结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承受较高的操作压力和温度等优点。在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。

2.板面式换热器 按传热板面的结构形式可分为：螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。

传热性能要比管式换热器优越，由于其结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍

流状态，从而强化了传热。板面式换热器采用板材制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。

3.其他一些为满足工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器，如回转式换热器、热管换热器、聚四氟乙烯换热器和石墨换热器等。

6.3管壳式换热器主要有哪几种形式？

1.固定管板式：结构简单，承压高，管程易清洁，可能产生较大热应力；适用壳侧介质清洁；管、壳温差不大或大但壳侧压力不高。

2.浮头式：结构复杂，无热应力、管间和管内清洗方便，密封要求高。适用壳侧结垢及大温差。

3.U形管式：结构比较简单，内层管不能更换；适用管内清洁、高温高压。

4.填料函式：结构简单，管间和管内清洗方便，填料处易泄漏；适用4MPa以下，温度受限制。

6.5换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？

1.强度胀（密封与抗拉脱弱，无缝隙）；

2.强度焊（密封与抗拉脱强，有缝隙，存在焊接残余热应力）；

3.胀焊并用（先焊后胀，至少保证其中之一抗拉脱）。

6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些？相应采取哪些防震措施？

横向流诱导振动的主要原因有：卡曼漩涡、流体弹性扰动、湍流颤振、声振动、射流转换。 在横流速度较低时，容易产生周期性的卡曼漩涡，这时在换热器中既可能产生管子的振动，也可能产生声振动。当横流速度较高时，管子的振动一般情况下是由流体弹性不稳定性激发振动，但不会产生声振动。只有当横流速度很高，才会出现射流转换而引起管子的振动。为了避免出现共振，要使激振频率远离固有频率。可通过改变流速、改变管子固有频率、增设消声板、抑制周期性漩涡、设置防冲板或导流筒等途径来实现。

6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？

要使换热设备中传热过程强化，可通过提高传热系数、增大换热面积和增大平均传热温差来实现。

提高对流传热系数的方法又可分为有功传热强化和无功传热强化：

1.有功传热强化 应用外部能量来达到传热强化目的，如搅拌换热介质、使换热表面

或流体振动、将电磁场作用于流体以促使换热表面附近流体的混合等技术。

2.无功传热强化 无需应用外部能量来达到传热强化的目的。在换热器设计中，用的最多的无功传热强化法是扩展表面，它既能增加传热面积，又能提高传热系数。

a.如槽管、翅片可增加近壁区湍流度，设计结构时要注意优先增强传热系数小的一侧的湍流度。

b.改变壳程挡板结构（多弓形折流板、异形孔板、网状整圆形板），减少死区。改变管束支撑结构（杆式支撑），减少死区。

7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷？

1.质量载荷

塔体、裙座、塔内件、塔附件、操作平台及扶梯质量、偏心载荷（再沸器、冷凝器等附属设备）；

操作时物料质量；

水压试验时充水质量；

2.偏心载荷（弯矩）

3.风载荷

4.地震载荷（垂直与水平）

5.内压或外压

6.其他

塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷是上述各种载荷的组合，请读者自己思考。

8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？

搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。

8.3搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？

常用的换热元件有夹套和内盘管。当夹套的换热面积能满足传热要求时，应优先采用夹套，这样可减少容器内构件，便于清洗，不占用有效容积。

夹套的主要结构型式有：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等。

（具体结构特征请参照课本）

8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种？对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点？

对于搅拌机顶插式中心安装的立式圆筒，有三种基本流型：径向流，轴向流，切向流。 除中心安装的搅拌机外，还有偏心式、底插式、侧插式、斜插式、卧式等安装方式。

8.5常见的搅拌器有哪几种？简述各自特点。

1.浆式搅拌器用于低粘度，转速较高，小容积；

2.推进式搅拌器用于低粘度，转速高，循环能力强，可用于大容积搅拌；

3.涡轮式用于中粘度达50Pa.s，范围较广，转速较高，中容积；

4.锚式用于高粘最高达100Pa.s，转速较低。

8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？

涡轮式搅拌器是应用较广的一种搅拌器，能有效地完成几乎所有的搅拌操作，并能处理粘度范围很广的流体。涡轮式搅拌器可分为开式和盘式二类。涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散得很细，适用于低粘度到中等粘度流体的混合、液—液分散、液—固悬浮，以及促进良好的传热、传质和化学反应。平直叶剪切作用较大，属剪切型搅拌器。弯叶是指叶片朝着流动方向弯曲，可降低功率消耗，适用于含有易碎固体颗粒的流体搅拌。

平直叶、后弯叶为径向流型。在有挡板时以桨叶为界形成上下两个循环流。折叶的还有轴向分流，近于轴流型

8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？

设计搅拌轴时，应考虑以下四个因素：

①扭转变形；

②临界转速；

③扭矩和弯矩联合作用下的强度；

④轴封处允许的径向位移。

2.3 短圆筒 临界压力

三个几何尺寸相同的承受周向外压的短圆筒，其材料分别为（ y 220MPa，

5、铝合金（ y 110MPa,E 0.7 10MPa, 0.3）和铜E 2 105MPa, 0.3）

（ y 100MPa,E 1.1 10MPa, 0.31），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？ 5

解：据R.V.Southwell提出的短圆筒临界压力简化计算公式：

4 Et R/nL t2

2pcr n 1 ……① 22 Rn 1121

dp令cr 0，并取n2 1 n2，可得与最小临界压力相应的波数

dn

n ……②

将②代入①，仍取n2 1 n2，得到包含μ

的短圆筒最小临界压力近似计算式

pcr

2 在几何尺寸相同的情况下，三个承受周向外压短圆筒的临界压力分别为

pcr钢

5

252 252 252

pcr铝

5

pcr铜 5

显然，pcr钢 pcr铜 pcr铝。

另外，由于这三种短圆筒所用材料的μ值相差极小（约为3﹪），可近似认为相等。据①式，承受周向外压的短圆筒，其临界压力pcr与材料的弹性模量E成正比，故pcr钢 pcr铜 pcr铝。

2.4临界压力 爆破压力

有一圆筒，其内径为1000mm，壁厚为10mm，长度为20m，材料为20R( b 400MPa, y 245MPa,E 2 10MPa, 0.3)。①在承受周向外压时，求其临界压力pcr。②在承受内压力时，求其爆破压力pb，并比较其结果。

5

解：承受周向压力时，内径为1000mm，厚度为10mm圆筒的临界长度

Lcr 1.17 1.17 1000 11700mm 由于Lcr L 20m，所以该外压圆筒为长圆筒，其临界压力

t 10 pcr 2.2E 2.2 2 105 0.44MPa ……① D 1000

此时，临界应力 33

cr pcrD0.44 1000 22MPa s t

p 2t2 10

即，①式是适用的。

该圆筒承受内压时，其爆破压力

pb 245 1020 s 2 s lnK 245 2 7.77MPa ln400 1000 b

即，对于该圆筒而言，其爆破压力pb远大于临界压力pcr。

4.1内压容器 筒体厚度

一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa，设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质无毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤0.1mm/a，设计寿命B=20年。试在Q235-A F、Q235-A、16MnR三种材料中选用两种作为筒体材料，并分别计算筒体厚度。

解：根据题意得

PC 0.85MPa,t 50.C,Di 1200mm, 0.85

查表得Q235 C在t 50C,时[ ] 125MPa。

.20R在t 50C时 n [6，36]时[ ]t 133MPa .t

选用Q235-C， PCD0.85 1200 mm 4.82mm t2[ ] PC2 125 0.85 0.85

C2 KB 0.1 20 2mm，C1 0.6mm

n C1 C2 7.42mm圆整至8mm

故 n 8mm时，[ ]t不变，故 n 8mm合适

选用20R时， PCD0.85 1200 mm 4.53mm t2[ ] PC2 133 0.85 0.85

C2 KB 0.1 20 2mm，C1 0mm

n C 6.53mm

故 n 6.53mm时[ ]t不变，合适

4.5容器

下图所示为一立式夹套反应容器，两端均采用椭圆形封头。反应器筒体内反应液的最高工作压力pw=3.0MPa，工作温度Tw=50℃，反应液密度ρ=1000kg/m，顶部设有爆破片，筒体内径Di=1000mm，筒体长度L=4000mm，材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，且进行100%无损检测；夹套内为冷冻水，温度10℃，最高压力0.4MPa，夹套筒体内径Di=1100mm，腐蚀裕量C2=1mm，焊接接头系数φ=0.85。试进行如下设计：

（1） 确定各设计参数；

（2） 计算并确定为保证足够的强度和稳定性，内筒和夹套的厚度；

3

（1） 塔圆筒计算长度L L筒

圆筒外径Do 2 mmhi 24600*600 25000 Di 2tc 2C 2400 2 8 2 2 2420mm

由L

oDO 10.33查几何参数计算图得A=0.000023，由A查壁厚计算图（Q235c 302.5，

—A，150摄氏度）无交点，所以

50.000023212[P] BMPa e ()EAe 10 2 0.01

可见[P]=0.01Mpa〈P=0.1Mpa，筒体tn 10mm不满足稳定要求

（2） 椭圆封头稳定校核

当量曲率半径Ri KDi 0.9 2400 2160mm，所以

Ri

te 08 270 0.125

Ri/te.125 0270 0.00046，由A查壁厚计算图（Q235——A摄氏度）

B

ie64 0.237MPa 按半球封头设计时A B=0.64Mpa，许用外压[p]

[P]>P=0.1Mpa，筒体tn 10mm满足稳定要求

2筒体加强圈设计（材料Q235——A摄氏度）

加强圈数n及间距Ls

加强圈最大间距Lmax 2.59E(D/te) 2.5

mp/DO 2.59*2*105(302.5) 2.5

3*0.1/2420 2625.5mm

加强圈数n L/Lmax 1 25000/2625.5 1 10.5，除两端封头外，实际加强圈数为9个；，间距为2500mm，可选用100 100 10角刚做加强圈

4.7高压容器，强度理论

在化学石油工业中一般遇到的高压容器，其径比 大多小于1.5。我国“钢制石油化工压力容器设计规定”中推荐中径公式作为高压容器内壁相当应力的计算式，同时规定安全系数 为1.6，试利用第四强度理论说明此种规定的合理性。

按形状改变比能屈服失效判据计算出的内压厚壁筒体初始屈服压力与实测值较为吻合，因而与形状改变比能准则相对应的应力强度

（4-1）知， eq4能较好地反映厚壁筒体的实际应力水平。由表 eq4为

K2

eq4K2 1pc=

与中径公式相对应的应力强度 eqm为

eqm K 1pc2(K 1)

eq4/ eqm

eq4/ eqm随径比K的增大而增大。当K=1.5时，比值为 ≈1.25

这表明内壁实际应力强度是按中径公式计算的应力强度的1.25倍。由于GB150取ns=1.6，若筒体径比不超过1.5，仍可按式（4-13）计算筒体厚度。因为在液压试验（pT=1.25p）时，筒体内表面的实际应力强度最大为许用应力的1.25×1.25=1.56倍，说明筒体内表面金属仍未达到屈服点，处于弹性状态。

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