材料科学封头的设计PPT学习教案

1、会计学1材料科学封头的设计材料科学封头的设计(shj)第一页，共38页。第1页/共38页第二页，共38页。K-K-椭圆形封头形状椭圆形封头形状(xngzhun)(xngzhun)系数，系数，标准标准(biozhn)(biozhn)椭圆形封头椭圆形封头( (长长短轴之比值为短轴之比值为2)2)，K=1K=1。壁厚计。壁厚计算公式：算公式： p.KpDti50222261iihDK ppDti5 . 02第2页/共38页第三页，共38页。当封头是由整块钢板当封头是由整块钢板(gngbn)(gngbn)冲压时，冲压时，j j值取为值取为1 1。筒体设计壁厚。筒体设计壁厚计算公式：计算公式：v忽略分母

2、上微小差异，大多数椭圆封忽略分母上微小差异，大多数椭圆封头壁厚与筒体同，或比筒体稍厚。头壁厚与筒体同，或比筒体稍厚。v还应保证还应保证(bozhng)(bozhng)封头的有效壁封头的有效壁厚厚dede满足：对标准椭圆形封头不小于满足：对标准椭圆形封头不小于封头内直径的封头内直径的0.150.15。 Cp.KpDtid502 22CppDtid第3页/共38页第四页，共38页。标准椭圆形封头的直边高度标准椭圆形封头的直边高度(god)由表由表4-11确定。确定。封头封头材料材料碳素钢、普低钢碳素钢、普低钢、复合钢板复合钢板不锈钢、耐酸钢不锈钢、耐酸钢 封头封头壁厚壁厚48 101820 391

3、01820 直边直边高度高度254050254050 eietKDp5 . 02第4页/共38页第五页，共38页。外压椭圆形封头厚度设计步骤同外压外压椭圆形封头厚度设计步骤同外压圆筒。圆筒。假设假设dn,dn,计算计算(j sun)de(j sun)dedn-C,dn-C,算算出出R0/ de R0/ de 。椭圆形封头当量球壳外。椭圆形封头当量球壳外半径半径R0=K1 D0R0=K1 D0。 K1 K1 由长短轴比值决定，由长短轴比值决定，标准椭圆形封头标准椭圆形封头K1 =0.9K1 =0.9b. b. 计算计算(j sun)(j sun)系数系数eRA/125. 00eRBp/0第5页/

4、共38页第六页，共38页。c. c. 根据材料根据材料(cilio)(cilio)，从，从A-BA-B图图（图（图4-164-16至图至图4-204-20）中选用，若）中选用，若A A值落在设计温度线的右方，读出值落在设计温度线的右方，读出B B值计算许用外压力值计算许用外压力pp 20/0833. 0eREp第6页/共38页第七页，共38页。d. d. 比较许用外压比较许用外压pp与设计外压与设计外压p p若若pppp，假设的厚度，假设的厚度dndn可用，若可用，若小得过多，可将小得过多，可将dndn适当减小，重复适当减小，重复上述计算上述计算若若p ppp，需增大初设的，需增大初设的dnd

5、n，重复，重复上述计算，直至上述计算，直至(zhzh)(zhzh)使使ppp p且接近且接近p p为止。为止。第7页/共38页第八页，共38页。9椭圆形封头椭圆形封头第8页/共38页第九页，共38页。第9页/共38页第十页，共38页。第10页/共38页第十一页，共38页。第11页/共38页第十二页，共38页。第12页/共38页第十三页，共38页。第13页/共38页第十四页，共38页。第14页/共38页第十五页，共38页。b. b. 不必不必(bb)(bb)局部加强，计算局部加强，计算壁厚为壁厚为 cosppDti12第15页/共38页第十六页，共38页。c. c. 需加强，以降低需加强，以降低

6、(jingd)(jingd)联接处的局联接处的局部应力。锥壳加强段和部应力。锥壳加强段和圆筒加强段厚度相同圆筒加强段厚度相同 pQpDtir2QQ为锥壳与圆筒联接为锥壳与圆筒联接处的应力处的应力(yngl)(yngl)增增值系数，查图值系数，查图4-27 4-27 cos5 . 021riDL riDL5 . 02第16页/共38页第十七页，共38页。第17页/共38页第十八页，共38页。第18页/共38页第十九页，共38页。b. b. 不必不必(bb)(bb)局部加强，局部加强，计算壁厚同大端计算壁厚同大端 cos12ppDtis第19页/共38页第二十页，共38页。c. c. 需加强需加强

7、(jiqing)(jiqing)，加强加强(jiqing)(jiqing)段和段和圆筒加强圆筒加强(jiqing)(jiqing)段厚度相同段厚度相同 pQpDtisr2QQ为锥壳与圆筒联接为锥壳与圆筒联接处的应力处的应力(yngl)(yngl)增值系数，查图增值系数，查图4-29 4-29 cos1risDL risDL第20页/共38页第二十一页，共38页。第21页/共38页第二十二页，共38页。 cosppDti12 cos12ppDtis（4-364-36）（4-374-37）（4-384-38）统一统一(tngy(tngy)厚度厚度 pQpDtir2 pQpDtisr2第22页/共3

8、8页第二十三页，共38页。第23页/共38页第二十四页，共38页。 pKpDti5 . 02第24页/共38页第二十五页，共38页。 pfpDti5 . 0第25页/共38页第二十六页，共38页。cos1risDL risDL第26页/共38页第二十七页，共38页。第27页/共38页第二十八页，共38页。锥形封头的小端与接口管相连，锥形封头的小端与接口管相连，一般不加过渡一般不加过渡(gud)(gud)弧，但弧，但接口管应增厚，厚度取锥体厚接口管应增厚，厚度取锥体厚度，加厚的长度：度，加厚的长度： isD.l50第28页/共38页第二十九页，共38页。第29页/共38页第三十页，共38页。第3

9、0页/共38页第三十一页，共38页。 tcPKpD平盖系数平盖系数(xsh)K(xsh)K查表查表4-4-1414第31页/共38页第三十二页，共38页。工艺工艺g gngyngy操作对封头形状无特殊操作对封头形状无特殊要求。要求。球冠形封头、平板封头边缘应力较大球冠形封头、平板封头边缘应力较大，平板封头厚度较大，故不宜采用。，平板封头厚度较大，故不宜采用。理论上对凸形封头计算后，再确定封理论上对凸形封头计算后，再确定封头型式。头型式。例题例题(lt)4-4(lt)4-4：确定例题：确定例题(lt)4-2(lt)4-2精馏塔封头型式与尺寸精馏塔封头型式与尺寸。该塔。该塔Di=600mmDi=6

10、00mm；设计压力；设计压力p p2.2MPa2.2MPa；工作温度；工作温度t t-3-3-20-20，dn=7mmdn=7mm。第32页/共38页第三十三页，共38页。半球形封头受力最好，壁厚最薄、重量半球形封头受力最好，壁厚最薄、重量轻，但深度大制造难，中、低压小设备轻，但深度大制造难，中、低压小设备不宜采用；不宜采用；碟形封头深度可调节，适合于加工，但碟形封头深度可调节，适合于加工，但曲率不连续，局部应力较大，故受力不曲率不连续，局部应力较大，故受力不如椭圆形封头；如椭圆形封头；标准椭圆形封头制造比较容易标准椭圆形封头制造比较容易(rngy)，受力状况比碟形封头好，故可采用标，受力状况

11、比碟形封头好，故可采用标准椭圆形封头。准椭圆形封头。第33页/共38页第三十四页，共38页。椭圆形封头壁厚：椭圆形封头壁厚： p p2.2MPa2.2MPa；Di=600mmDi=600mm；s20=170MPas20=170MPa；j=1.0j=1.0，C2=1.0mm C2=1.0mm 考虑钢板厚度考虑钢板厚度(hud)(hud)负偏差，取负偏差，取C1=0.6mmC1=0.6mm（估计壁厚（估计壁厚6mm6mm）代入并经圆整后用代入并经圆整后用dn=6mmdn=6mm钢板。钢板。 25 . 02CppDtid第34页/共38页第三十五页，共38页。36单位容积的表面积，半球形封头为最小。单位容积的表面积，半球形封头为最小。椭圆形和碟形封头的容积和表面积基本相同，椭圆形和碟形封头的容积和表面积基本相同，可以可以(ky)(ky)认为近似相等。认为近似相等。封头的选择主要根据设计封头的选择主要根据设计(shj)(shj)对象对象的要求，的要求，并考虑经济技术指标。并考虑经济技术指标。封头的选择封头的选择(xunz)1、几何方面、几何方面第35页/共38页第三十六页，共38页。37半球形封头的应力分布最好半球形封头的应力分布最好椭圆形封头应力情况第二椭圆形封头应力情况第二(d r)(d r)碟形封头在力