材料科學(xué)封頭的設(shè)計(jì)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料科學(xué)封頭的設(shè)計(jì)材料科學(xué)封頭的設(shè)計(jì)(shj)第一頁(yè)，共38頁(yè)。第1頁(yè)/共38頁(yè)第二頁(yè)，共38頁(yè)。K-K-橢圓形封頭形狀橢圓形封頭形狀(xngzhun)(xngzhun)系數(shù)，系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)(biozhn)橢圓形封頭橢圓形封頭( (長(zhǎng)長(zhǎng)短軸之比值為短軸之比值為2)2)，K=1K=1。壁厚計(jì)。壁厚計(jì)算公式：算公式： p.KpDti50222261iihDK ppDti5 . 02第2頁(yè)/共38頁(yè)第三頁(yè)，共38頁(yè)。當(dāng)封頭是由整塊鋼板當(dāng)封頭是由整塊鋼板(gngbn)(gngbn)沖壓時(shí)，沖壓時(shí)，j j值取為值取為1 1。筒體設(shè)計(jì)壁厚。筒體設(shè)計(jì)壁厚計(jì)算公式：計(jì)算公式：v忽略分母

2、上微小差異，大多數(shù)橢圓封忽略分母上微小差異，大多數(shù)橢圓封頭壁厚與筒體同，或比筒體稍厚。頭壁厚與筒體同，或比筒體稍厚。v還應(yīng)保證還應(yīng)保證(bozhng)(bozhng)封頭的有效壁封頭的有效壁厚厚dede滿足：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭不小于滿足：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭不小于封頭內(nèi)直徑的封頭內(nèi)直徑的0.150.15。 Cp.KpDtid502 22CppDtid第3頁(yè)/共38頁(yè)第四頁(yè)，共38頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度(god)由表由表4-11確定。確定。封頭封頭材料材料碳素鋼、普低鋼碳素鋼、普低鋼、復(fù)合鋼板復(fù)合鋼板不銹鋼、耐酸鋼不銹鋼、耐酸鋼 封頭封頭壁厚壁厚48 101820 391

3、01820 直邊直邊高度高度254050254050 eietKDp5 . 02第4頁(yè)/共38頁(yè)第五頁(yè)，共38頁(yè)。外壓橢圓形封頭厚度設(shè)計(jì)步驟同外壓外壓橢圓形封頭厚度設(shè)計(jì)步驟同外壓圓筒。圓筒。假設(shè)假設(shè)dn,dn,計(jì)算計(jì)算(j sun)de(j sun)dedn-C,dn-C,算算出出R0/ de R0/ de 。橢圓形封頭當(dāng)量球殼外。橢圓形封頭當(dāng)量球殼外半徑半徑R0=K1 D0R0=K1 D0。 K1 K1 由長(zhǎng)短軸比值決定，由長(zhǎng)短軸比值決定，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K1 =0.9K1 =0.9b. b. 計(jì)算計(jì)算(j sun)(j sun)系數(shù)系數(shù)eRA/125. 00eRBp/0第5頁(yè)/

4、共38頁(yè)第六頁(yè)，共38頁(yè)。c. c. 根據(jù)材料根據(jù)材料(cilio)(cilio)，從，從A-BA-B圖圖（圖（圖4-164-16至圖至圖4-204-20）中選用，若）中選用，若A A值落在設(shè)計(jì)溫度線的右方，讀出值落在設(shè)計(jì)溫度線的右方，讀出B B值計(jì)算許用外壓力值計(jì)算許用外壓力pp 20/0833. 0eREp第6頁(yè)/共38頁(yè)第七頁(yè)，共38頁(yè)。d. d. 比較許用外壓比較許用外壓pp與設(shè)計(jì)外壓與設(shè)計(jì)外壓p p若若pppp，假設(shè)的厚度，假設(shè)的厚度dndn可用，若可用，若小得過(guò)多，可將小得過(guò)多，可將dndn適當(dāng)減小，重復(fù)適當(dāng)減小，重復(fù)上述計(jì)算上述計(jì)算若若p ppp，需增大初設(shè)的，需增大初設(shè)的dnd

5、n，重復(fù)，重復(fù)上述計(jì)算，直至上述計(jì)算，直至(zhzh)(zhzh)使使ppp p且接近且接近p p為止。為止。第7頁(yè)/共38頁(yè)第八頁(yè)，共38頁(yè)。9橢圓形封頭橢圓形封頭第8頁(yè)/共38頁(yè)第九頁(yè)，共38頁(yè)。第9頁(yè)/共38頁(yè)第十頁(yè)，共38頁(yè)。第10頁(yè)/共38頁(yè)第十一頁(yè)，共38頁(yè)。第11頁(yè)/共38頁(yè)第十二頁(yè)，共38頁(yè)。第12頁(yè)/共38頁(yè)第十三頁(yè)，共38頁(yè)。第13頁(yè)/共38頁(yè)第十四頁(yè)，共38頁(yè)。第14頁(yè)/共38頁(yè)第十五頁(yè)，共38頁(yè)。b. b. 不必不必(bb)(bb)局部加強(qiáng)，計(jì)算局部加強(qiáng)，計(jì)算壁厚為壁厚為 cosppDti12第15頁(yè)/共38頁(yè)第十六頁(yè)，共38頁(yè)。c. c. 需加強(qiáng)，以降低需加強(qiáng)，以降低

6、(jingd)(jingd)聯(lián)接處的局聯(lián)接處的局部應(yīng)力。錐殼加強(qiáng)段和部應(yīng)力。錐殼加強(qiáng)段和圓筒加強(qiáng)段厚度相同圓筒加強(qiáng)段厚度相同 pQpDtir2QQ為錐殼與圓筒聯(lián)接為錐殼與圓筒聯(lián)接處的應(yīng)力處的應(yīng)力(yngl)(yngl)增增值系數(shù)，查圖值系數(shù)，查圖4-27 4-27 cos5 . 021riDL riDL5 . 02第16頁(yè)/共38頁(yè)第十七頁(yè)，共38頁(yè)。第17頁(yè)/共38頁(yè)第十八頁(yè)，共38頁(yè)。第18頁(yè)/共38頁(yè)第十九頁(yè)，共38頁(yè)。b. b. 不必不必(bb)(bb)局部加強(qiáng)，局部加強(qiáng)，計(jì)算壁厚同大端計(jì)算壁厚同大端 cos12ppDtis第19頁(yè)/共38頁(yè)第二十頁(yè)，共38頁(yè)。c. c. 需加強(qiáng)需加強(qiáng)

7、(jiqing)(jiqing)，加強(qiáng)加強(qiáng)(jiqing)(jiqing)段和段和圓筒加強(qiáng)圓筒加強(qiáng)(jiqing)(jiqing)段厚度相同段厚度相同 pQpDtisr2QQ為錐殼與圓筒聯(lián)接為錐殼與圓筒聯(lián)接處的應(yīng)力處的應(yīng)力(yngl)(yngl)增值系數(shù)，查圖增值系數(shù)，查圖4-29 4-29 cos1risDL risDL第20頁(yè)/共38頁(yè)第二十一頁(yè)，共38頁(yè)。第21頁(yè)/共38頁(yè)第二十二頁(yè)，共38頁(yè)。 cosppDti12 cos12ppDtis（4-364-36）（4-374-37）（4-384-38）統(tǒng)一統(tǒng)一(tngy(tngy)厚度厚度 pQpDtir2 pQpDtisr2第22頁(yè)/共3

8、8頁(yè)第二十三頁(yè)，共38頁(yè)。第23頁(yè)/共38頁(yè)第二十四頁(yè)，共38頁(yè)。 pKpDti5 . 02第24頁(yè)/共38頁(yè)第二十五頁(yè)，共38頁(yè)。 pfpDti5 . 0第25頁(yè)/共38頁(yè)第二十六頁(yè)，共38頁(yè)。cos1risDL risDL第26頁(yè)/共38頁(yè)第二十七頁(yè)，共38頁(yè)。第27頁(yè)/共38頁(yè)第二十八頁(yè)，共38頁(yè)。錐形封頭的小端與接口管相連，錐形封頭的小端與接口管相連，一般不加過(guò)渡一般不加過(guò)渡(gud)(gud)弧，但弧，但接口管應(yīng)增厚，厚度取錐體厚接口管應(yīng)增厚，厚度取錐體厚度，加厚的長(zhǎng)度：度，加厚的長(zhǎng)度： isD.l50第28頁(yè)/共38頁(yè)第二十九頁(yè)，共38頁(yè)。第29頁(yè)/共38頁(yè)第三十頁(yè)，共38頁(yè)。第3

9、0頁(yè)/共38頁(yè)第三十一頁(yè)，共38頁(yè)。 tcPKpD平蓋系數(shù)平蓋系數(shù)(xsh)K(xsh)K查表查表4-4-1414第31頁(yè)/共38頁(yè)第三十二頁(yè)，共38頁(yè)。工藝工藝g gngyngy操作對(duì)封頭形狀無(wú)特殊操作對(duì)封頭形狀無(wú)特殊要求。要求。球冠形封頭、平板封頭邊緣應(yīng)力較大球冠形封頭、平板封頭邊緣應(yīng)力較大，平板封頭厚度較大，故不宜采用。，平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上對(duì)凸形封頭計(jì)算后，再確定封理論上對(duì)凸形封頭計(jì)算后，再確定封頭型式。頭型式。例題例題(lt)4-4(lt)4-4：確定例題：確定例題(lt)4-2(lt)4-2精餾塔封頭型式與尺寸精餾塔封頭型式與尺寸。該塔。該塔Di=600mmDi=6

10、00mm；設(shè)計(jì)壓力；設(shè)計(jì)壓力p p2.2MPa2.2MPa；工作溫度；工作溫度t t-3-3-20-20，dn=7mmdn=7mm。第32頁(yè)/共38頁(yè)第三十三頁(yè)，共38頁(yè)。半球形封頭受力最好，壁厚最薄、重量半球形封頭受力最好，壁厚最薄、重量輕，但深度大制造難，中、低壓小設(shè)備輕，但深度大制造難，中、低壓小設(shè)備不宜采用；不宜采用；碟形封頭深度可調(diào)節(jié)，適合于加工，但碟形封頭深度可調(diào)節(jié)，適合于加工，但曲率不連續(xù)，局部應(yīng)力較大，故受力不曲率不連續(xù)，局部應(yīng)力較大，故受力不如橢圓形封頭；如橢圓形封頭；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭制造比較容易標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭制造比較容易(rngy)，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標(biāo)，受力狀況

11、比碟形封頭好，故可采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。準(zhǔn)橢圓形封頭。第33頁(yè)/共38頁(yè)第三十四頁(yè)，共38頁(yè)。橢圓形封頭壁厚：橢圓形封頭壁厚： p p2.2MPa2.2MPa；Di=600mmDi=600mm；s20=170MPas20=170MPa；j=1.0j=1.0，C2=1.0mm C2=1.0mm 考慮鋼板厚度考慮鋼板厚度(hud)(hud)負(fù)偏差，取負(fù)偏差，取C1=0.6mmC1=0.6mm（估計(jì)壁厚（估計(jì)壁厚6mm6mm）代入并經(jīng)圓整后用代入并經(jīng)圓整后用dn=6mmdn=6mm鋼板。鋼板。 25 . 02CppDtid第34頁(yè)/共38頁(yè)第三十五頁(yè)，共38頁(yè)。36單位容積的表面積，半球形封頭為最小。單位容積的表面積，半球形封頭為最小。橢圓形和碟形封頭的容積和表面積基本相同，橢圓形和碟形封頭的容積和表面積基本相同，可以可以(ky)(ky)認(rèn)為近似相等。認(rèn)為近似相等。封頭的選擇主要根據(jù)設(shè)計(jì)封頭的選擇主要根據(jù)設(shè)計(jì)(shj)(shj)對(duì)象對(duì)象的要求，的要求，并考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。并考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。封頭的選擇封頭的選擇(xunz)1、幾何方面、幾何方面第35頁(yè)/共38頁(yè)第三十六頁(yè)，共38頁(yè)。37半球形封頭的應(yīng)力分布最好半球形封頭的應(yīng)力分布最好橢圓形封頭應(yīng)力情況第二橢圓形封頭應(yīng)力情況第二(d r)(d r)碟形封頭在力