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化工兴办及技能概述PPT(共 45张)

  化工设备及技术概述PPT(共 45张)_能源/化工_工程科技_专业资料。第三单元 压力容器设计 模块一 压力容器应力分析 学习内容 K1 O 载荷分析 回转薄壳应力分析 边缘应力分析 平行圆 学习重点 薄膜理论及其应用 学习难点 对容器的基本感性认识 K2

  第三单元 压力容器设计 模块一 压力容器应力分析 学习内容 K1 O 载荷分析 回转薄壳应力分析 边缘应力分析 平行圆 学习重点 薄膜理论及其应用 学习难点 对容器的基本感性认识 K2 A A x j z θ r B ξ y 经线 O 化工设备及技术 第2版 ? 书名:化工设备及技 术 第2版 ? 书号:978-7-11157048-6 ? 作者:王磊 ? 出版社:机械工业出 版社 载荷分析 (1)压力载荷 流体流经泵或压缩机 液体膨胀或气化 液体的饱和蒸气压 液体静压力 (2)非压力载荷 (3)交变载荷 重力载荷 风载荷 地震载荷 运输载荷 波动载荷 管系载荷 载荷工况 正常操作工况 特殊载荷工况 意外载荷工况 压力试验 开停工及检修 任务1 回转薄壳的薄膜应力分析 一、回转薄壳的无力矩理论 典型回转薄壳的应力分析—薄膜应力理论 薄壁容器 ? Di ? 0.1 或 K ? D0 Di ? 1.2 容器的厚度与其最大截面圆的内径之 比小于0.1的容器称为薄壁容器。 (超出这一范围的称为厚壁容器) 应力分析是强度设计中首先要解决的问题 轴对称问题 几何形状 化工用压力容器通常 都属于轴对称问题 所受外力 约束条件 均对称于回转轴 本章研究的是满足轴对称条件的薄壁壳体 1、回转薄壳的形成及几何特性 圆柱壳 球壳 S-4fla.swf 圆锥壳 S-3fla.swf 回转壳 1、回转薄壳的形成及几何特性 回转壳体中的基本的几何概念 (1)回转曲面、回转壳体、中间面、壳体厚度 (2)母线、经线、法线)经向坐标、周向坐标 回转壳体中的基本的几何概念 回转曲面 由平面直线或平面曲线绕其同平面内 的回转轴回转一周所形成的曲面。 回转壳体 由回转曲面作中间面形成的壳体。 中间面 平分壳体厚度的曲面称为壳体的中间 面。中间面与壳体内外表面等距离, 它代表了壳体的几何特性。 母线 形成回转壳体中间面的 那条直线或平面曲线。 如图所示的回转壳体即 由平面曲线AB绕OA轴旋 转一周形成,平面曲线 AB为该回转体的母线 回转壳体的几何特性 注意:母线形状不同 或与回转轴的相对位 置不同时,所形成的 回转壳体形状不同。 经线 通过回转轴的平面与中间 面的交线,如AB’、AB’’。 经线与母线形状完全相同 法线 过中间面上的点M且垂直 于中间面的直线n称为中 间面在该点的法线。 (法线的延长线必与回转 轴相交) 纬线 以法线NK为母线绕回转 轴OA回转一周所形成的 园锥法截面与中间面的 交线CND圆 K 平行圆:垂直于回转轴 的平面与中间面的交线 称平行圆。显然,平行 圆即纬线 中间面上任一点M 处经线的曲率 半径为该点的“第一曲率半径” R1 ?MK1 R2 ?MK2 ? ?3 1? y?2 2 R1 ? y?? 第二曲率半径R2 通过经线上一点M 的法线作垂直于经线的平面与中 间面相割形成的曲线MEF,此曲线在M 点处的曲率 半径称为该点的第二曲率半径R2 ,第二曲率半径的 中心落在回转轴上,其长度等于法线 。 二、薄壁圆筒的应力特点 变形:“环向纤维”和“纵向 纤维”受到拉伸。 内力:只有拉应力忽略弯曲应 力,处于二向应力状态。 因壁厚δ 很小,认为 拉应力 沿壁厚均匀分布的,称为薄 膜应力。 sφ(或s轴、 s经)沿圆筒母线 方向(即轴向)拉应力, sθ(或s环、 s周)沿圆周方向 的拉应力。 图3-2 薄壁圆筒在内压作用下的应力 B点受力分析: 内压P作用于B点,产生三向应力: 轴向:经向应力或轴向应力σφ; 圆周的切线方向:周向应力或环向应力σθ; 壁厚方向:径向应力σr; 当σθ 、σφ σr时,作二向应力状态分析。 因而薄壳圆筒B点受力简化成二向应力σφ和σθ。 圆筒的应力计算 1. 轴向应力 截面法分析,如右图 : ?p? 4 D2 ? s j? D? ? 0 sj ? pD 4? D-筒体平均直径,亦 称中径,mm; 图 2-5 薄壁圆筒在压力作用下的力平衡 2. 环向应力 ? pDl ?s 2 2?l ? 0 s2 ? pD 2? 图3-4 环向应力计算 讨论1:薄壁圆筒上开椭圆孔的有利形状 图2-6 薄壁圆筒上开椭圆孔 ① 环向应力是经向应力 的2倍,所以环向承受应 力更大,纵向截面上就要 少削弱面积,故开设椭圆 孔时,椭圆孔之短轴平行 于筒体轴线:介质与压力一定,壁厚越大,是否应力就越小 ②s m = PD 4? = P 4? / D ,s ? = PD 2? = P 2? / D , 所以应力与 δ/D 成反比,不能只看壁厚大小。 分析: s? ? pD / 4? s 2 ? pD / 2? 问题:钢板卷制圆筒 形容器,纵焊缝与环 焊缝哪个易裂? 筒体纵向焊缝受力大于 环向焊缝,故纵焊缝易 裂,施焊时应予以注意。 三、无力矩理论的基本方程及应用 基本假设 假定材料具有连续性、均匀性和 各向同性,即壳体是完全弹性的 ? (1)小位移假设。壳体受压变形, 各点位移都小于壁厚。简化计算。 ? (2)直法线假设。沿厚度各点法向 位移均相同,即厚度不变。 ? (3)不挤压假设。沿壁厚各层纤维 互不挤压,即法向应力为零。 无力矩理论和有力矩理论 轴对称 载荷 内力 无力矩理论 (薄膜理论) 有力矩理论 (弯曲理论) 薄膜理论与有力矩理论概念: 计算壳壁应力有如下理论: (1)无矩理论,即薄膜理论。 假定壳壁如同薄膜一样,只承 受拉应力和压应力,完全不能承 受弯矩和弯曲应力。壳壁内的应 力即为薄膜应力。 (2)有力矩理论。壳壁内存在除拉应力或 压应力外,还存在弯曲应力。 在工程实际中,理想的薄壁壳体是不 存在的,因为即使壳壁很薄,壳体中还 会或多或少地存在一些弯曲应力,所以 无力矩理论有其近似性和局限性。由于 弯曲应力一般很小,如略去不计,其误 差仍在工程计算的允许范围内,而计算 方法大大简化,所以工程计算中常采用 无力矩理论。 几点提示 无力矩状态只是壳体可能的应力状态之一 无力矩状态下,薄壳中的应力沿壁厚 均匀分布,可使材料强度得到合理利用, 是最理想的应力状态。 无力矩理论可使壳体的应力分析大为简化, 薄壳的应力分析以无力矩理论为基础。 微体平衡方程的推导 p O O sj?t?R2sijn?djd? 经向力 N j 和 N j + dN j 在法线上的分量 sj?t?R2sijn?djd? 周向力 N ? 在法线上的分量 s??t?R 1dj?d??sijn 微体平衡方程(拉普拉斯Laplace方程) sj ? s? ? p R1 R2 t 区域平衡方程的推导 区域平衡方程 V?V ? V ? 2? rm prdr 0 V?2?rmsjtsijn 1、无力矩理论两个基本方程 微体平衡方程(拉普拉斯Laplace方程) sj ? s? ? p R1 R2 t 区域平衡方程式 ? ?s j ? V ? V ? 20 r mp rd r? 2r mjtsin 2、无力矩理论的应用 典型壳体的薄膜应力 承受气体内压的回转薄壳 p?const ? V?2?ormprdr?p?rm 2 V?2?rmsjtsinj σ ? j prm 2t cos? 圆柱壳 第一曲率半径R1=∞, 第二曲率半径 R2=rm=R=D/2 代入基本方程: sj ? s? ? p R1 R2 t σ ? j prm 2t cos? 得: sj ? pR 2t s? ? pR t 即: sj ?pD 4t s? ?pD 2t sj ? pR 2t s? ? pR t 圆柱壳壁内应力分布 圆柱壳应力分布结论 1、 σθ=2 σφ 圆柱壳的纵向截面是薄弱截面。 2、圆柱壳的承压能力取决于(t/D), 并非厚度越大承压能力越好。 实例 球壳 sj ?s? ? pR 2t sj ? s? ? pD 4t ? 11、人生的某些障碍,你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去,不如勇敢地攀登,或许这会铸就你人生的高点。 ? 12、有些压力总是得自己扛过去,说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事,还徒增了别人的烦恼。 ? 13、认识到我们的所见所闻都是假象,认识到此生都是虚幻,我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你,你承受得了吗?带,带不走,放,放不下。时时刻刻发悲心,饶益众生为他人。 ? 14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们,为了那一瞬间的同步,这就是动人的生命奇迹。 ? 15、懒惰不会让你一下子跌倒,但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功,但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战,更需要坚持和勤奋! ? 16、人生在世:可以缺钱,但不能缺德;可以失言,但不能失信;可以倒下,但不能跪下;可以求名,但不能盗名;可以低落,但不能堕落;可以放松,但不能放纵;可以虚荣,但不能虚伪;可以平凡,但不能平庸;可以浪漫,但不能浪荡;可以生气,但不能生事。 ? 17、人生没有笔直路,当你感到迷茫、失落时,找几部这种充满正能量的电影,坐下来静静欣赏,去发现生命中线、在人生的舞台上,当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时,你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。 ? 19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会,而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败,只找理由成功。 ? 20、每一个成就和长进,都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持,而是坚持了才能看到希望。 ? 1、有时候,我们活得累,并非生活过于刻薄,而是我们太容易被外界的氛围所感染,被他人的情绪所左右。 ? 2、身材不好就去锻炼,没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人,唯一可以抱怨的,只是不够努力的自己。 ? 3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气,才变成现在所谓成熟稳重的样子。 ? 4、世界上只有想不通的人,没有走不通的路。将帅的坚强意志,就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样,在军事艺术中占有十分突出的地位。 ? 5、世上最美好的事是:我已经长大,父母还未老;我有能力报答,父母仍然健康。 ? 6、没什么可怕的,大家都一样,在试探中不断前行。 ? 7、时间就像一张网,你撒在哪里,你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了,可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的,可只有到最后才不得不承认。 ? 8、世上的事,只要肯用心去学,没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心,对阳光,对美,对痛楚。 ? 9、别再去抱怨身边人善变,多懂一些道理,明白一些事理,毕竟每个人都是越活越现实。 ? 10、山有封顶,还有彼岸,慢慢长途,终有回转,余味苦涩,终有回甘。 ? 11、失败不可怕,可怕的是从来没有努力过,还怡然自得地安慰自己,连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕,没什么比自己背叛自己更可怕。 ? 12、跌倒了,一定要爬起来。不爬起来,别人会看不起你,你自己也会失去机会。在人前微笑,在人后落泪,可这是每个人都要学会的成长。 ? 13、要相信,这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以,管别人怎么看,坚持自己的坚持,直到坚持不下去为止。 ? 14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提,也许你已经很努力了可还是有人不满意,也许你的理想离你的距离从来没有拉近过......但请你继续向前走,因为别人看不到你的努力,你却始终看得见自己。 ? 15、所有的辉煌和伟大,一定伴随着挫折和跌倒;所有的风光背后,一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。 ? 16、成功的反义词不是失败,而是从未行动。有一天你总会明白,遗憾比失败更让你难以面对。 ? 17、没有一件事情可以一下子把你打垮,也不会有一件事情可以让你一步登天,慢慢走,慢慢看,生命是一个慢慢累积的过程。 ? 18、努力也许不等于成功,可是那段追逐梦想的努力,会让你找到一个更好的自己,一个沉默努力充实安静的自己。 ? 19、你相信梦想,梦想才会相信你。有一种落差是,你配不上自己的野心,也辜负了所受的苦难。 ? 20、生活不会按你想要的方式进行,它会给你一段时间,让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处,多看一本书,去做可以做的事,放下过去的人,等你度过低潮,那些独处的时光必定能照亮你的路,也是这些不堪陪你成熟。所以,现在没那么糟,看似生活对你的亏欠,其实都是祝愿。

本站文章于2019-10-18 07:15,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:化工兴办及技能概述PPT(共 45张)

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