1、習題1. 一內壓容器，設計（計算）壓力為0.85MPa，設計溫度為50；圓筒內徑Di=1200mm，對接焊縫采用雙面全熔透焊接接頭，并進行局部無損檢測；工作介質列毒性，非易燃，但對碳素鋼、低合金鋼有輕微腐蝕，腐蝕速率K0.1mm/a，設計壽命B=20年。試在Q2305-A·F、Q235-A、16MnR三種材料中選用兩種作為圓筒材料，并分別計算圓筒厚度。解：pc=1.85MPa，Di=1000mm，=0.85，C2=0.1×20=2mm；鋼板為4.516mm時，Q235-A 的t=113 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；鋼板為616mm時，16MnR的t= 170 MP

2、a，查表4-2，C1=0.8mm。材料為Q235-A時：材料為16MnR時：2. 一頂部裝有安全閥的臥式圓筒形儲存容器，兩端采用標準橢圓形封頭，沒有保冷措施；內裝混合液化石油氣，經測試其在50時的最大飽和蒸氣壓小于1.62 MPa（即50時丙烷飽和蒸氣壓）；圓筒內徑Di=2600mm，筒長L=8000mm；材料為16MnR，腐蝕裕量C2=2mm，焊接接頭系數=1.0，裝量系數為0.9。試確定：各設計參數；該容器屬第幾類壓力容器；圓筒和封頭的厚度（不考慮支座的影響）；水壓試驗時的壓力，并進行應力校核。解：p=pc=1.1×1.62=1.782MPa，Di=2600mm，C2=2mm，=

3、1.0，鋼板為616mm時，16MnR的t= 170 MPa，s=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。容積中壓儲存容器，儲存易燃介質，且pV=75.689MPa·m3>10MPa·m3，屬三類壓力容器。圓筒的厚度標準橢圓形封頭的厚度水壓試驗壓力應力校核3. 3.今欲設計一臺乙烯精餾塔。已知該塔內徑Di=600mm，厚度n=7mm，材料選用16MnR，計算壓力pc=2.2MPa，工作溫度t=-20-3。試分別采用半球形、橢圓形、碟形和平蓋作為封頭計算其厚度，并將各種形式封頭的計算結果進行分析比較，最后確定該塔的封頭形式與尺寸。解：鋼板為616mm時，16MnR

4、的t= 170 MPa，s=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm，取C2=1.0mm，=1.0半球形封頭壁厚標準橢圓形封頭壁厚標準碟形封頭壁厚平蓋封頭厚度從受力狀況和制造成本兩方面綜合考慮，取標準橢圓形封頭和碟形封頭均可。4. 一多層包扎式氨合成塔，內徑Di=800mm，設計壓力為31.4MPa，工作溫度小于200，內筒材料為16MnR，層板材料為16MnR，取C2=1.0mm，試確定圓筒的厚度。解：鋼板為616mm時，16MnR的it=0t = 170 MPa，s=345 MPa，查表4-2，C1=0.8mm，i=1.0，0=0.9。為安全起見取=0.9，按中徑公式計算：5. 今需制

5、造一臺分餾塔，塔的內徑Di=2000mm，塔身長（指圓筒長+兩端橢圓形封頭直邊高度）L1=6000mm，封頭曲面深度hi=500mm，塔在370及真空條件下操作，現庫存有8mm、12mm、14mm厚的Q235-A鋼板，問能否用這三種鋼板制造這臺設備。解：計算長度查表4-2得：8mm、12mm、14mm鋼板，C1=0.8mm；取C2=1mm。三種厚度板各自對應的有效厚度分別為：8-1.8=6.2mm、12-1.8=10.2mm、14-1.8=12.2mm。三種厚度板各自對應的外徑分別為：2016mm、2024mm、2028mm8mm塔計算12mm塔計算14mm塔計算6. 圖所示為一立式夾套反應容

6、器，兩端均采用橢圓形封頭。反應器圓筒內反應液的最高工作壓力pw=3.0MPa，工作溫度Tw=50，反應液密度=1000kg/m3，頂部設有爆破片，圓筒內徑Di=1000mm，圓筒長度L=4000mm，材料為16MnR，腐蝕裕量C2=2.0mm，對接焊縫采用雙面全熔透焊接接頭，且進行100%無損檢測；夾套內為冷卻水，溫度10，最高壓力0.4MPa，夾套圓筒內徑Di=1100mm，腐蝕裕量C2=1.0mm，焊接接頭系數=0.85，試進行如下設計：確定各設計參數；計算并確定為保證足夠的強度和穩定性，內筒和夾套的厚度；確定水壓試驗壓力，并校核在水壓試驗時，各殼體的強度和穩定性是否滿足要求。解：各設計參

7、數：反應器圓筒各設計參數：按GB150規定，選擇普通正拱型爆破片，靜載荷情況下，其最低標定爆破壓力查GB150表B3爆破片的制造范圍，當設計爆破壓力高于3.6MPa時，取精度等級0.5級，其制造范圍上限為3%設計爆破壓力，下限為1.5%設計爆破壓力，設計爆破壓力為按內壓設計時的設計壓力（并取計算壓力等于設計壓力）：按外壓設計時的設計壓力（并取計算壓力等于設計壓力）：按外壓設計時的計算長度：設計溫度取工作溫度鋼板為616mm時，16MnR的t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm，腐蝕裕量C2=2.0mm，=1.0夾套各設計參數：設計壓力（并取計算壓力等于設計壓力）：取最高工作壓力。設

8、計溫度取10，C1=0。內筒和夾套的厚度：圓筒和標準橢圓形封頭壁厚設計按內壓設計時夾套壁厚設計7. 有一受內壓圓筒形容器，兩端為橢圓形封頭，內徑Di=1000mm，設計（計算）壓力為2.5MPa，設計溫度300，材料為16MnR，厚度n=14 mm，腐蝕裕量C2=2.0mm，焊接接頭系數=0.85；在圓筒和封頭焊有三個接管（方位見圖），材料均為20號無縫鋼管，接管a規格為89×6.0，接管b規格為219×8，接管c規格為159×6，試問上述開孔結構是否需要補強？答：根據GB150規定，接管a不需要另行補強。接管b、c均需計算后確定。橢圓形封頭的計算厚度：16MnR

9、在300時許用應力，查表D1，616mm時，t= 144 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；查表D21，10mm時，tt= 101 MPa；fr=101/144=0.701。接管c的補強計算：8.具有橢圓形封頭的臥式氯甲烷（可燃液化氣體）儲罐，內徑Di=2600mm，厚度n=20 mm，儲罐總長10000mm，已知排放狀態下氯甲烷的汽化熱為335kJ/kg，儲罐無隔熱保溫層和水噴淋裝置，試確定該容器安全泄放量。解：容器安全泄放量9.求出例4-3中遠離邊緣處筒體內外壁的應力和應力強度。（例4-3：某一鋼制容器，內徑Di=800mm，厚度t=36mm，工作壓力pw=10MPa，設計壓力p=11MPa。圓筒與一平封頭連接，根據設計壓力計算得到圓筒與平封頭連接處的邊緣力Q0=-1.102×106N/m，邊緣彎矩M0=5.725×104N·m/m，如圖所示。設容器材料的彈性模量E=2×105MPa，泊松比=0.3。若不考慮角焊縫引起的應力集中，試計算圓筒邊緣處的應力及應力強度）解：遠離邊緣處筒體的應力和應力強度為不考慮邊緣效應時，按