第2章 容器设计的基本知识_2 化工设备机械基础(第八版)(大连理工版)同步课件(共17张PPT)

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第2章 容器设计的基本知识_2 化工设备机械基础(第八版)(大连理工版)同步课件(共17张PPT)

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  本篇由容器设计的基本知识、内压薄壁容器的应力分析、内压薄壁圆筒与封头的强度设计、外压圆筒与封头的设计、容器零部件 5 章组成,是本教材的主体与核心部分。本篇主要内容如下:
  1. 首先介绍容器设计的基本知识,包括容器的分类,容器的结构及零部件标准化,特种设备安全监察及法规以及压力容器机械设计的基本要求。
  2. 以简洁的语言讲述压力容器强度设计的基本理论——薄膜理论,列举薄膜理论在圆筒壳、球壳、椭球壳、锥壳、碟形壳等回转壳体中的应用,从而奠定了容器设计的理论基础。
  3. 详细讲述内压薄壁圆筒和各种成型封头的强度设计理论。运用该设计理论,可以对容器进行强度校核和确定允许工作压力。在讲述外压失稳概念的基础上,详细介绍外压圆筒与封头以及外压容器加强的工程设计。
第2篇 化工容器设计
  4. 较详细地讲述容器主要零部件, 包括法兰 ( 设备法兰与管法兰 )、支座 ( 主要是卧式容器支座 )、开孔补强的分类、结构、标准及选用;介绍了人孔、手孔、凸缘、视镜、接管等容器附件标准的选用,使读者能够正确选用容器零部件和附件的标准,同时可以对补强圈式开孔补强进行强度校核。
  5. 通过液氨贮罐的设计例题,对本篇内容做一次全面系统的运用,达到巩固和学以致用的目的。
  通过本篇的学习,读者可以具备独立进行中、低压内压容器和外压容器筒体和封头的强度与稳定性设计;正确合理地选用法兰、卧式容器支座以及人孔、手孔等附件标准,即掌握容器的全部机械设计的理论基础。
第2篇 化工容器设计
  2.1 容器的分类
  2.2 容器的结构及零部件标准化
  2.3 特种设备安全监察及法规标准
  2.4 压力容器机械设计的基本要求
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容器的结构及零部件标准化
2.2.1 容器结构
  压力容器的结构一般都比较简单 。 压力容器的主要作用是贮装压缩气体 、 液化气体或为这些介质的传热 、 传质 、 化学反应提供一个密闭的空间 。 其主要结构部件是一个能承受压力的壳体以及其他必要的连接件和密封件等 。 除盛装容器外 , 其他工艺用途的容器还根据需要设置各种工艺附件装置 。 但是 , 所有设备 , 不论其大小 、 结构形状 、 内部构件型式如何 , 它们都有一个外壳 , 这个外壳就叫作容器 , 即容器是化工与石油化工生产所用各种设备外部壳体的总称 。 尽管化工设备千差万别 , 多种多样 , 但所有化工设备设计的基础都是容器设计 。
  具体来说 , 容器一般是由壳体 ( 如圆筒壳 、 椭球壳 、 半球壳 、 圆锥壳等 )、 封头 ( 端盖 )、 法兰 、支座 、 接口管 、 人孔 、 手孔等零部件组合而成的 。 如图 2-4 所示为一种卧式容器的结构简图 。
2.2.1 容器结构
2.2.2 容器零部件的标准化
容器零部件标准化的基本参数有两个 , 即:
  公称直径DN
  公称压力PN
2.2.2 容器零部件的标准化
1.公称直径DN
  公称直径又称平均外径 , 是指标准化以后的标准直径 , 单位 mm。 主要分为三个方面 :
  (1) 压力容器的公称直径
  (2) 管子的公称直径
  (3) 容器零部件的公称直径
2.2.2 容器零部件的标准化
  (1) 压力容器的公称直径
  压力容器圆筒体可以采用钢板卷制 , 也可用管子制造 。GB/T 9019—2015《 压力容器公称直径 》 标准规定了压力容器公称直径系列尺寸 , 适用于圆筒形压力容器 。 压力容器公称直径以容器圆筒直径表示 , 按内 、 外径分为两个系列 。 以内径为基准的公称直径最小为 DN 300 mm, 最大为 DN 13 200 mm; DN 300 mm~1000 mm, 每增加 50 mm 为一个直径档次 ; DN1 000 mm~13 200 mm, 每增加 100 mm 为一个直径档次 , 共计 137 个规格 。 当筒体的直径较小 , 直接采用无缝钢管制作时 , 可按表 2-4 的规定进行选取 。 无缝钢管的尺寸范围及常用系列见附录 4。
2.2.2 容器零部件的标准化
2.2.2 容器零部件的标准化
   (2) 管子的公称直径
  一般来说 , 管子的直径分为外径 、 内径和公称直径 。 无缝钢管的外径用字母 Do 表示 。
  常用无缝钢管的公称直径和外径对照见表 2-5。 化工厂用于输送水 、 煤气以及用于采暖的管子采用有缝钢管 , 它们的尺寸系列见表 2-6。
2.2.2 容器零部件的标准化
2.2.2 容器零部件的标准化
2.2.2 容器零部件的标准化
  (3) 容器零部件的公称直径
  容器零部件如法兰 、 支座等的公称直径 , 是指与其相配的筒体或管子的公称直径 。 例如 , 公称直径为 200 mm 的管法兰 , 指的是连接公称直径为 200 mm 管子用的管法兰 ; 公称直径为 1 000 mm 的压力容器法兰 , 指的是公称直径为 1 000 mm 容器筒体和封头用的法兰 。
2.2.2 容器零部件的标准化
2.公称压力PN
  在制定零部件标准时 , 仅有公称直径这一个参数是不够的 。 因为对于公称直径相同的筒体 、 封头或法兰 , 只要它们的工作压力不同 , 它们的其他尺寸就不同 , 所以还需要将压力容器和管子等零部件所承受的压力也分成若干个规定的压力等级 。 这种规定的标准压力等级就是公称压力 , 以PN表示 。 表 2-7 给出了压力容器法兰与管法兰的公称压力 。
2.2.2 容器零部件的标准化

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