（2）贮存液体的容器

当容器盛装液体时，壳体内壁面法向将受到液体静压强的作用，它同样是一种轴对称载荷，这一点与承受气压相同，所不同的是液体静压强大小随液体深度而变化，有时液面上方还同对受到气体压力的作用。这些容器壳体中的薄膜应力一般也可用式(2－7)和式(2－12)求解。

① 中部支承半径为R的圆柱形贮液罐 如图2-9(a)所示，罐的底部自由，顶部密闭，液面上方的气体内压力为

p0，充液密度为?。

p0作用，其p?p，R1??,故可直接用式

0a) 圆筒ab段：其上任意一点，仅受气压（2-16）求解，得其经向薄膜应力

??和周向薄膜应力

??为

??????p0R2?p0R

??????2????? （2-24）

b) 圆筒bc段：其A－A断面上任一点处，受有压力载荷p?p0??gh的作用，其中h?为至液面距离， g为重力加速度，因圆筒R1??,R2?R，故?可由式(2-7)求解。另再考

察图2-9(c)所示A－A断面以上部分区域的平衡，在不计壳体自重时，作用于该区域的轴向外载荷有液体重力G和A－A断面的压力

p?p0??gh，则其合力V为

V?P?G??R2(p0??gh)??R2?gh??R2p0

将V及应力分别为

sin?2?1代入式（2-12）可求得

??。由此得bc段上任意点的经向和周向薄膜

p0R???2??(p0??gh)R??????? （2-25）

???c) 圆筒cd段：其B－B断面上任一点处，作用于图2-9(d)所示B－B断面以上部分区域的轴向外载荷除有液体重力G和承受的压力

p?p0??gh外，尚有支座反力

F反??R2?gH1，其总轴向外力变为

V?P?G?F反??R2(p0??gh)??R2?gh??R2?gH1??R2(p0??gH1)

同理将pz和V代入（2-7）、（2-12）相应式内，则cd段圆筒壁内任意点的经向和周向薄膜应力分别为

(p0??gH1)R???2??(p0??gh)R??????? （2-26）

???

图2-9中部支承的圆柱形贮液罐

由三段的应力计算式（2-24）、（2-25）、（2-26）及图2-9（b）所示圆筒壳应力分布图可以看出：

a) 对于bc及cd段，其应力实际是分别按仅受气压与仅受液压（

p0?0或敞口）时的

应力相加之和，故此情况亦可按仅受气压与仅受液压分别计算，然后叠加；

b) 在仅受液压时，液柱引起的周向应力但经向应力则与支座位置有关，支座以上

??与其深度h成正比，

而与圆筒壳的支座无关，

，支座以下

???0??恒定于液柱总深H1。

图2-10充液圆锥形壳体

② 圆锥形壳体 如图2-10所示，敞口圆锥形容器中盛装密度为?的液体，

其上端自由

支承。锥壳上任意一点处液体静压力为

p??g(H?z)

又因

R1??,R2?r/cos?,r?ztg?，则由式（2-7）得

??z)ztg? ???g(H?cos?

（2-27）

若令

d???0，则??在z?H/2dz处有最大值 ??gH2?max?tg?4?cos?

求

??时，如取M点处以下的部分壳体为研究对象，则该区域外载荷为M点处上部液

体所产生的静压力与M点处下部液体的重力，二外力的轴向分量之和为

V??r2?g(H?z?113z)??z2?g(h?z?3z)tg2?

将V值代入式（2-12）得

?r2?g(H?2z)?g(H?2?3z)ztg? ??32?r?cos??2?cos?

（2-28）

同理，

d??dz?0，

??z?在

3H4处有最大值

??max设计举例：

3H2?gtg??16?cos?

某厂需设计一卧式回流液罐，罐的最高工作压力pw＝2.4MPa，最高工作温度为45?C，基本无腐蚀，罐的内直径为1000mm，罐体长3200mm，试确定罐体的厚度及封头的型式和厚度。

解：（1）取设计压力p?1.1pw?1.1?2.4?2.64 MPa，设计温度t可取为60?C （2）选材，确定[?]、 [?]、ReL

根据工作条件，材料选为Q345R，取C2?1假设壳体厚度在6～16mm范mm，

围内，查GB150中表4-1可得[?]＝170MPa，[?]t＝170MPa，

tReL=345MPa

（3）筒体壁厚设计

考虑采用双面对接焊，局部无损探伤，焊接接头系数取??0.85，计算压力

pc?p?2.64MPa

筒体计算厚度??pcDi2.64?1000??9.22mm

2[?]t??pc2?170?0.85?2.64 则筒体设计厚度?d???C2?9.22?1?10.22mm

按GB713，C1?0.3mm

则筒体名义厚度?n??d?C1?10.22?0.3?10.52mm

考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取筒体名义厚度?n?12mm。 （4）封头壁厚设计

选用标准椭圆形封头，其形状系数K?1,封头采用钢板整体冲压而成，焊接接头系数取??1.0，故封头计算厚度

??KpcDi1?2.64?1000??7.80mm t2[?]??0.5pc2?170?1?0.5?2.64取C2?1mm，则封头设计厚度?d???C2?7.80?1?8.80mm

同上取C1?0.3mm

则封头名义厚度?n??d?C1?8.8?0.3?9.1mm

考虑钢板常用规格厚度，向上圆整可取封头名义厚度?n?10mm，有时为了备料和焊接上的方便，在计算值差别不大及耗材不多时，可取封头与筒体壁厚相同?n?12mm。

（5）试验压力的确定

采用液压试验，试验压力pT?1.25p（6）试验应力校核

?T?[?]170?1.25?2.64??3.3MPa

170[?]tpT?Di??e?3.3??1000??12?0.3?1????155.86MPa

2?e2??12?0.3?1?而 0.9?ReL?0.9?0.85?345?263.9MPa

?T?0.9?ReL，液压试验应力校核合格。

设计举例：

内径Di＝1800mm的圆柱形容器，采用标准椭圆形封头，在封头中心设置Φ159×4.5的内平齐接管。封头名义厚度?n＝18mm，设计压力p＝2.5MPa，设计温度t＝150℃，接管外伸高度h1＝200mm。封头和补强圈材料均为Q345R，其许用应力[?]=163MPa,接管材料为10号钢，其许用应力[?]t=108MPa。封头和接管厚度附加量均取2mm，液体静压力可以忽略。试作封头开孔补强设计。 解 (1)补强及补强方法判别

①补强判别 根据表3-8，允许不另行补强的最大接管外径为?89mm。此开孔外径等于?159mm，故需考虑其补强。

tt ②补强计算方法判别

开孔直径 d?di?2C?159?2?4.5?2?2?154mm 本凸形封头开孔直径d?154mm?Di1800??900mm，满足等面积法开孔补强计22算的适用条件。因接管已定，故采用补强圈进行补强。

(2)开孔削弱所需要的补强截面积A

①封头计算厚度 由于在椭圆形封头中心区域开孔，所以封头的计算厚度按式(3-47)确定。因为液体静压力可以忽略，即pc?p；查表4-1可得，标准椭圆形封头K1?0.9；又因开孔处焊接接头系数??1.0，故封头计算厚度

??K1pcDi2?????0.5pct?0.9?2.5?1800?12.5mm

2?163?1.0?0.5?2.5 ②开孔削弱所需要的补强截面积

[?]t108先计算强度削弱系数fr???0.663，接管有效厚度为

[?]t163t?et??nt?Ct?4.5?2?2.5mm，

即开孔削弱所需要的补强截面积

A?d??2??et?1?fr??154?12.5?2?12.5?2.5?(1?0.663)?1946mm2

（3）补强范围

①有效宽度 B?max??2d

?d?2?n?2?nt?2?154?308?max??308mm

154?2?18?2?4.5?199???d?nt?154?4.5?26.3②外侧有效补强高度 h1?min?

??接管实际外伸长度?200?26.3mm

③内侧有效补强高度 h2?min???d?nt?154?4.5?26.3

??接管实际内伸长度?0?0mm

(4)补强面积

①壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A1

A1??B?d???e????2?et??e????1?fr?

??308?154??18?2?12.5??2?2.5?18?2?12.5??1?0.663?

?533mm2

②接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A2 接管计算厚度?t?pcdi2.5?150

??1.76mm2[?]tt??pc2?108?1?2.5所以 A2?2h1??et??t?fr?2h2??et?C2t?fr

?2?26.3??2.5?1.76??0.663?0?25.8mm2

③焊缝金属的截面积A3（焊脚取8mm） 因是内平齐接管，所以 A3?2?（4）需另加补强面积A4

因 Ae?A1?A2?A3?533?25.8?64?622.8mm2

故需另加补强面积A4?A?Ae?1946?622.8?1323.2mm2 （5）补强圈设计

根据接管公称直径dN150选补强圈，参照JB／T4736《补强圈》取补强圈外径

1?8?8?64mm2 2D2?300mm，内径D1?163mm，因B?308mm?D2,补强圈在有效补强范围内。

补强圈计算厚度为 ???A41323.2??9.66mm

D2?D1300?163考虑腐蚀裕量和钢板厚度负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为12mm即可。但为了便于备料，也可取18mm与封头等厚。

设计举例：

今需制作一台分馏塔，塔的内径为2000mm，塔身（包括两端标准椭圆形封头的直边）长度为6000mm。封头（不包括直边）深度为500mm。材料选Q245R，分馏塔在300℃及真空下操作，微腐蚀。

(1) 无加强圈时，设计该塔的壁厚。

(2) 若目前仅有9mm厚的钢板，试设计加强圈。 解： (1) 无加强圈时

① 筒体壁厚计算

1L?6000??500?2?6333.4mm3 塔体计算长度

假设

?n?12mm，取腐蚀裕量C2?1mm，Q245R钢板厚度负偏差为

C1?0.3mm，则

?e??n?C?12??0.3?1??10.7mm

筒体外径 Do?Di?2?n?2000?2?12?2024mm

DL6333.42024??3.129，o??189.2 Do2024?e10.7DoLD?由o、e查图4-7几何曲线得A?0.00016

根据Q245R材料的屈服极限ReL?245MPa?207MPa，查图4-8知A值在300℃材料线左方，故B值按下式计算

22EA??1.81?105?0.00016?19.3MPa 33B19.3 即许用外压力 [p]???0.102MPa

Do189.2 B??ep?0.1MPa。

而设计压力p?0.1MPa，计算压力c因pc?[p] 且接近，故?n?12mm即为所求。

② 封头壁厚计算

为了制造方便，封头厚度取筒体厚度,即

?n?12mm。

同理，?e??n?C?10.7mm。由表4-1可知椭圆形封头的当量曲率半径为

Ro?0.9Do?0.9?2024?1821.6mm

Ro?1821.6?170.2 10.7?eA?0.1250.125??0.00073 Ro170.2?e查图4-8知A值在300℃材料线左方，故

22EA??1.81?105?0.00073?88.1MPa 33B88.1 则 [p]???0.518MPa，满足稳定要求。

Ro170.2 B??e③ 水压试验应力校核

pT?1.25p?H??1.25?0.1?7.0?103?9.8?10?6?0.1936MPa

?T?pT?Di??e?0.1936?(2000?10.7)??18.2MPa

2?e2?10.70.9?ReL?0.9?0.85?245?187.4MPa

故

?T?0.9?ReL 水压试验应力校核合格。

（2）设计加强圈 ① 加强圈的个数N及间距因现有钢板厚度

Ls

?n?9mm，C?0.3mm，C2?1mm

1?e??n?C?7.7mm，Do?Di?2?n?2018mm

故：Lmax?2.59EDompc???Do??e??2.5?2.59?1.81?105?20183?0.1?2018?7.7?2.5?2836.1mm

N?L总6333.4－1??1?1.23 Lmax2836.1L6333.4?2111mm 故取加强圈个数N?2，即加强圈间距：Ls?总?N?13② 加强圈规格及其截面参数

设加强圈材料为Q235-A,选9号等边角钢，尺寸为90?90?8mm，

24A?1382mmI?1020000mma'?25mmss查型钢规格有：，，

③ 组合截面的实际惯性矩

Is?

b?0.55Do?e?0.552018?7.7?68.6mm 而 Ae?2b?e?2?68.6?7.7?1056.4mm2

7.73?68.6??5219.7mm4 Ie?66?e3b????7.7?As?e?a'?1382???25??2???2??16.35mm

a?Ae?As1056.4?1382???Is?Is?As?a'?e?a??Ie?Aea22??

?7.7???1020000?1382??25??16.35??5219.7?1056.4?16.352

2?? ?1523556.7mm

④ 满足稳定要求所需加强圈及有效段筒体组合截面的最小惯性矩I B?422pcDo0.1?2018?＝24.1MPa5 As13827.7??e?2111Ls 查图4-8得 A?0.000 21382??2As??2018?2111?7.7?DoLs??e???Ls?2111????I?A??0.0002?1317841.4mm4

10.910.92 即

?Is?I 且接近。 故采用9mm钢板时，需设置2个加强圈，其等边角钢截

面尺寸为 90?90?8mm。若考虑加强圈的腐蚀，可选90?90?10mm的等边角钢。

⑤ 水压试验应力校核

pT?1.25p?H??1.25?0.1?7.0?103?9.8?10?6?0.1936MPa

pT?Di??e?0.1936?(2000?7.7)?T???25.2MPa

2?e2?7.70.9?ReL?0.9?0.85?245?187.4MPa

故

?T?0.9?ReL 水压试验应力校核合格

经对上述两设计方案设备重量的计算知：在未采用加强圈时总重为4372kg，而在采用

两个加强圈时总重减为3273kg，少用钢材25%。 设计举例：

一台卧式液氨储槽，两端为标准椭圆形封头，采用双鞍式钢制支座，其主要尺寸和设计条件如下，试校核卧式液氨储槽的应力。

设计压力p＝2.16MPa，设计温度t?50℃，物料密度?=650kg/m3，物料充装系数?o=0.9，试验介质密度?T=1000kg/m，试验压力pT=2.7MPa，设计地震烈度为7度（0.1g）。

筒体参数：内径Di＝2000mm，筒体长度L1?7400mm，名义厚度?n＝16mm，壁厚附加量C=2.0mm, Ra?1008mm，筒体材料为Q345R，其常温许用应力[?]=170MPa，设计温度下许用应力[?]t=170MPa，钢材标准常温下屈服强度ReL=345MPa，焊接接头系数??1.0。

封头参数：封头曲面高度hi=500mm，直边高度h＝25mm，名义厚度?hn＝16mm，壁厚附加量Ch＝2.0mm，封头材料为Q345R，其设计温度下许用应力[?]t=170MPa,

鞍座参数：鞍座底板中心至封头切线的距离A=525mm，两封头切线间距离L=7450

3mm，鞍座轴向宽度b＝220mm，腹板厚度b0＝14mm，鞍座高度H＝250mm，鞍座包

角?＝120?,鞍座垫板宽度b4=350mm，鞍座垫板弧长2330mm，鞍座垫板名义厚度

?rn=10mm，鞍座垫板有效厚度 ?re=10mm，腹板与筋板组合截面积Asa=28720mm2，腹

板与筋板组合截面断面系数Zr=561996mm，鞍座材料为Q235-B，鞍座材料许用应力[?]sa＝147 MPa，一个鞍座上地脚螺栓个数为2，地脚螺栓公称直径为20mm，地脚螺栓根径17.294mm，鞍座轴线两侧的螺栓间距为1260mm，地脚螺栓材料为Q235-B，其许用应力[?]bt＝147 MPa。

解：

（1）支座反力计算

圆筒质量m1???Di??n?L1?n?s?3.14?(2000?16)?7400?16?7.85?10?6?5883.58kg 圆筒容积V1??Di2L1?10?9?3.14?20002?7400?10?9?23.236m3

44 查JB/T4746-2002得封头质量m2?556.6kg，封头容积Vh?1.1257m3

附件质量m3?532kg，总容积V?V1?2Vh?23.236?2?1.1257?25.4874m 工作时容器内充液质量m4?V?o?o?25.4874?650?0.9?14910.1kg

?压力试验时容器内充水质量m4?V?T?25.4874?1000?25487.4kg

33耐热层质量m5?234.842kg

工作时总质量m?m1?2?m2?m3?m4?m5?22673.7kg

?压力试验时总质量m??m1?2?m2?m3?m4?m5?33251.0kg

工作时单位长度载荷

q?mg22673.7?9.81

??27.4N/mm44L?hi7450??50033压力试验时单位长度载荷q??m?g33251.0?9.81??40.188N/mm 44L?hi7450??50033工作时支座反力 F??1mg?1?22673.7?9.81?111214.5N

22压力试验时支座反力F???1m?g?1?33251.0?9.81?163096.2N

22支座反力F?max?F?,F????163096.2N （2）筒体弯矩计算 圆筒中间处截面上的弯矩 操作工况

??222?F?L1?2Ra?hi/L4A?M1????4hi4?L?1???3L????

??222111214.5?7450?1?2?1008?500/74504?525????1.37?108N?mm??4?50047450??1???3?7450????压力试验工况

??222F??L?1?2Ra?hi/L4A?MT1????4hi4?L?1??3L????

??222163096.2?7450?1?2?1008?500/74504?525????2.01?108N?mm??4?50047450??1?3?7450????支座处横截面弯矩： 操作工况

?ARa2?hi21???L2ALM2??F?A?1?4h?1?i?3L?

??52510082?5002?1?????74502?525?7450???3.324?106N?mm.5?525?1????1112144?500???1????3?7450???

压力试验工况

?ARa2?hi2?1??L2AL??F??A?1?4h?1?i?3L???52510082?5002??1?7450?2?525?7450??6.2?525?1????4.875?10N?mm???1630964?500???1????3?7450???MT2

(3) 筒体轴向应力计算

因A?0.5Ra，即筒体未被封头加强，且在鞍座处无加强圈，查表5-1可得

K1=0.107、K2?0.192

操作工况

pcRaM10?10081.37?108?1??2????3.07MPa 22?e?Ra?e2?143.14?1008?14

??pcRa?M1?2.16?1008?222?e?Ra?e2?141.37?108 ?80.83MPa23.14?1008?14 ??pcRa?32?eM22.16?1008?3.324?106 ???78.46MPa222?14K1?Ra?e0.107?3.14?1008?14

??pcRa?42?eM20?1008?3.324?106 ????0.38M8Pa22K2?Ra?e2?140.192?3.14?1008?14水压试验状态

pTRaMT10?10082.01?108?T1??2????4.50MPa 22?e?Ra?e2?143.14?1008?14

??pTRa?MT1?2.7?1008?T222?e?Ra?e2?142.01?108 ?10.17MPa23.14?1008?14 ??pTRa?MT2T322?eK1?Ra?e?2.7?1008?4.875?106 ??98.22MPa22?140.107?3.14?1008?14

??pTRa?T42?eMT20?1008?4.875?106 ????0.56M8Pa22K2?Ra?e2?140.192?3.14?1008?14（4）筒体轴向应力校核 轴向许用临界应力由

A?0.094?e0.094?14??0.001306 Ra1008

0 根据圆筒材料查图4-8可得B?B?142.425MPa

???cr?min????,B?=142.425 MPa，???cr?min(0.8ReL,B0)?142.425MPa

ttt ?2，?3??????170MPa ，合格

?1，?4????cr?142.425MPa，合格

t?T1，?T4????cr?142.425MPa，合格

?T2，?T3?0.9?ReL?310.5MPa，合格

（5）筒体和封头中的切向剪应力计算与校核

A?Ra，且筒体无加强圈，查表5-2得K3?1.171，其最大剪应力位于靠近鞍座边角

2处

?K3F?L?2A?1.171?163096.2?7450?2?525???????Ra?e?L?4h/31008?14?7450?(4?500)i??3?t?? ??10.67MPa??圆筒[?]?0.8[?]?136MPa??，故切向剪应力校核合格

(6) 筒体的周向应力计算与校核 因

筒

体

无

加

强

，

鞍

座

垫

板

宽

度

b4?350mm?b2?b?1.56Ra?e?220?1.561008?14

?405.3mm，且鞍座垫板包角???12?，故鞍座垫板不起加强作用，则圆筒的有效宽度

b2?405.3mm。

当容器焊在支座上时，取k?0.1，查表5-3可得K5=0.76 通过插值可得K6=0.0149。 在横截面最低点处

?5??kK5F0.1?0.76?163096.2????2.18MPa ?eb214?405.3

而L?7450?7.39?8，所以有

Ra100812K6FRaF163096.212?0.0149?163096.2?1008??????27.317MPa4?eb2L?e24?14?405.37450?142

?6??

应力校核

?5?????170MPa 合格

5??? ?6?1.2?tt21M2.P5a 合格

（7）鞍座应力计算与校核 腹板水平应力及强度校核：

由??120?可得K9=0.204，水平分力FS?K9F?0.204?163096.2?33271.6N

计算高度Hs?min(1Ra,H)?min(1?1008,250)?250mm，鞍座腹板厚度b0?14mm

33鞍座垫板实际宽度b4?350mm，鞍座垫板有效宽度br?minb4,b2?350mm 垫 板不起加强作用，腹板水平应力

?9?FS33271.6??9.51MPa HSb0250?1423?? 应力校核

?9?[?]sa?98MPa 合格

腹板与筋板组合截面应力及强度校核：

圆筒中心至基础表面距离Hv?1266mm，查表5-6可得设计地震烈度为7度（0.1g）

时的水平地震影响系数?1?0.08，则水平地震力

FEV??1mg?0.08?22673.7?9.81?17794.32N

因水平地震力FEV?Ff，故按公式（5-29）

FHFEVHVF163096.217794.32?25017794.32?1266?EV???????9.76MPaAsa2ZrAsa?L?2A?287202?56199628720?(7450?2?525)?sa??

即 ?sa?1.2[?s]?a 合格 17M6.P4a

在钢底板对水泥基础时f?0.4，则温差引起的应力

地脚螺栓应力及强度校核：

拉应力

0?0MEFH17794.32?1266 ?bt??EVv??38.08MPa1nlAbtnlAbt2?1260???17.294242 ?t??F?F?f?H??163096.?saAsaZr28720163?096.?20.4250

??34.MPa7561996?tsa????sa?147MPa 合格

剪应力

?bt?1.2[?]bt?176.4MPa 合格

?bt?FEV?n'Abt17794.32?18.95MPa

14???17.29424

?bt?0.8[?]bt?117.6MPa 合格

1. 压力容器分类常用的有哪几种方式？设计图样上应按何种分类标注容器类别？为什么？ 2. 在进行压力容器类别划分时，为什么要考虑

pV值的大小？

3. 压力容器标准与法规有何区别？在不一致时应该如何处理？ 4. 《容规》与GB150有何异同？二者有何关系？

5. GB150、JB4732和NB／T47003.1三个标准有何不同？它们的适用范围是什么？

6. S、P杂质对钢有何不利影响？我国现行钢材产品标准按照S、P含量，将碳素结构钢及合金结构

钢分为几个质量等级？其S、P限制有何区别？

7. 在高温和低温环境下的压力容器，对钢的性能有何不同要求？为什么？

8. 加有微量元素V、Nb，Ti等的压力容器用钢板如Q370R，通常以正火态供货，而13MoNiMoR

等含Mo钢板则以正火+回火供货，各为什么？

9. 低温用铁素体和马氏体钢中，为什么以Mn、Ni为主加元素？

10. 奥氏体不锈钢，有超低碳型、加Ti（Nb）型、加Mo型及奥氏体—铁素体双相钢，这些钢在性能

和应用上有何区别？ 11. 试对下列环境选择适宜材料：

??30?C及P=1.5Mpa无腐蚀；300?C及P=0.8MPa无腐蚀；520?C及P=2Mpa氢腐蚀； 200C及P=0.5Mpa氯化物应力腐蚀。

1．试解释下列名词术语：母线、经线、平行圆，第一曲率半径、第二曲率半径，平行圆半径。 2．实际的薄壁设备壳体，当承受均匀内压时，沿器壁厚度的各点上是否有弯曲应力？若有为什么无力矩理论中不考虑？

3．无力矩理论的基本方程及其意义是什么？应用无力矩理论有什么限制？ 4．标准椭圆形封头，我国为何取其ab=2？

5．何谓回转壳的不连续效应？边缘应力有哪些重要特征？工程实际中是如何考虑？ 6．承受横向均布载荷的圆形薄板，其应力与内压薄壁圆筒应力的性质有何不同？载荷

p和直径相同

的圆平板与圆筒壳，若壁内最大应力相等，则其壁厚之比是多少？若将圆筒改为同样直径的球壳，其壁厚之比应为多少？

7．试比较承受横向均布载荷作用的圆形薄板，在周边简支和固支情况下的最大弯曲应力和挠度的大小和位置。

8．单层厚壁圆筒承受内压时，其应力分布有哪些特征？能否可仅用增加壁厚来无限提高承载能力，为什么？

9．单层厚壁圆筒同时承受内压

pi与外压po作用时，能否用压差?p?pi?po代入仅受内压或仅

受外压的厚壁圆筒筒壁应力计算式来计算筒壁应力？为什么？

10．单层厚壁圆筒出现温差应力和工作应力叠加时，什么情况外壁应力恶化，什么情况内壁应力恶化？为什么？

1．压力容器的设计文件应包括哪些主要内容？ 2．某盛装有液体的直立容器。最大工作压力

pw，ppp问w指容器内什么部位的压力?？设计压力与w有什么关系? 计算容器壁厚时用的是什么压力？

3．一台容器壳体的内壁温度

Ti，外壁温度To，通过传热计算得出的元件金属截面的温度平均值为T，

试问设计温度取哪个值？选材以哪个温度为依据？选材温度是否就是设计温度？

4．K?1.5与K?1.5的圆筒强度计算各适用于什么设计准则？为什么？

?K?1.5的强度计算？

5．圆筒薄壁中径公式为什么在GB150中可扩大用于1.26．GB150中圆筒壁厚设计公式限用K?1.5与p?0.4[?]t?有何关系？为什么？

c7．以GB150与JB4732为例说明压力容器常规设计法和分析设计法的主要区别。分析设计是否可取代常规设计？为什么？

8．压力容器安全系数大小主要有哪些影响因素？ 增大安全系数是否就一定更安全？为什么？ 9．凸形封头设直边段有什么意义？

10．从受力和制造两方面比较半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平板封头的特点、并说明其主要应用场合。

11．无折边锥形封头大端与小端加厚段计算中的应力强度及其控制条件有何区别？为什么？ 12．压力容器进行压力试验和泄漏试验各自的目的是什么？气密性试验与气压试验是否相同？为什么？

13．什么叫应力集中和应力集中系数？

14．为什么容器开孔接管处会产生较高的局部应力？这种应力有何特征？ 15．补强元件有哪几种结构？各有何特点？

16．开孔补强有哪些设计准则？它们是建立在什么样的力学基础上的？

17．采用补强圈补强时，GB150对其使用范围作了何种限制？为什么要作这些限制？ 18．法兰垫片密封的原理是什么？ 影响密封的因素有哪些？ 19．为什么垫片不是越宽越好，越厚越好？ 20．法兰垫片密封面型式有哪些？ 各有何特点？

21．垫片的性能参数有哪些？它们各自的物理意义是什么？ 22．法兰的结构型式有哪些？各有何特点？

23．法兰标准化有何意义? 标准化的基本参数有哪些？选择标准法兰时，按哪些因素确定法兰的公称压力？

24．螺栓设计时，对螺栓大小、个数以及螺栓的方位布置有何要求？为什么？ 25．在法兰应力计算中，为什么对应力有不同的限制要求？

26．如果长颈对焊法兰的应力校核不满足要求时，可调整法兰的哪些尺寸来降低法兰应力？ 27．压力容器中的应力分为哪几类？其限制条件有何区别？为什么？

1．试述承受均布外压圆筒的失效形式，并与承受内压的圆筒相比有何异同？

2．哪些因素影响承受均布外压圆筒的临界压力？提高材料强度对外压容器的稳定性有何影响？ 3．外压弹性失稳与非弹性失稳有何异同？薄壁与厚壁外压失稳有何不同？

4．试解释长圆筒、短圆筒的物理意义。如何从外压圆筒几何参数计算图中确定是长圆筒还是短圆筒？ 5．外压圆筒算图中的A及B各代表材料什么性能参数？

Do6．GB150中，为何将

?e?20与

Do?e?20外压圆筒设计区别对待？二者设计有何不同要求？

7．设置加强圈有何意义？

8．承受均布周向外压的圆筒，只要设置加强圈均可提高其临界压力。对否，为什么？

9．三个几何尺寸相同的承受周向外压的薄壁短圆筒，其材料分别为碳素钢

(（

ReL?220MPa,E?2?105MPa,??0.3ReL?110MPa,E?0.7?105MPa,??0.3)

）

，

，

铝合和

金铜

5R?100MPa,E?1.1?10MPa,??0.31）（eL，试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？

10．两个直径、厚度和材质相同的圆筒，承受相同的周向均布外压，其中一个为长圆筒，另一个为短圆筒，试问它们的临界压力是否相同，为什么？在失稳前，圆筒中周向压应力是否相同，为什么？

11．为什么外压法兰一般可按内压法兰选用？

1．双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确定？为什么？

2．将双鞍座卧式容器简化为梁长为L(两封头切线间距离)的外伸梁时，梁除了受均布载荷q以外，梁的端部还有弯矩M和剪力V作用，这是为什么？其剪力图和弯矩图与只有均布载荷作用时有何不同？ 3．卧式容器支座为什么仅有一个固定，其余为活动？固定支座设置部位有何要求？

4．在卧式容器支座上部有时要考虑出现“扁塌”现象，它是什么原因引起的? 如何避免这一现象？ 5．鞍座中心至封头切线的距离A的大小对筒体轴向应力、切向剪应力和周向应力有何影响？ 6．对于内压或外压作用的双鞍座卧式容器，最大轴向拉应力和压应力分别出现在怎样的工况条件下？ 7．鞍座包角大小对筒体应力有何影响？ 12. 管壳式换热器有哪几种类型，各有何特点？

13. GB151《管壳式换热器》国家标准，包括哪几方面基本内容？适用的压力和直径有何限制？ 14. Ⅰ级管束与Ⅱ级管束有何区别？各适用于何种工况？ 15. 什么情况下管板应采用锻件？锻件与板材有何区别？

16. 管子与管板的连接有几种方法？各自的主要特点及应用有何区别？ 17. GB151中的管板强度计算有哪些主要简化假设？

18. 固定管板换热器，其管板强度计算需要计算哪些应力，其强度限制条件有何区别？为什么？在强度不足时，应采用什么方法进行应力调整？

19. 固定管板式换热器，何时需设置膨胀节？波形与?形膨胀节各适用于什么条件，为什么？ 何种结构管束可能产生管子振动？其主要诱因是什么？如何防振？

1． 板式塔与填料塔的内部，各有哪些主要构件，其功用是什么？

2． 塔设备承受有哪些载荷？会引起何种应力和破坏？载荷计算中为什么要计算塔的自振周期？ 3． 风载荷对塔产生的顺风向弯矩和横风向弯矩是如何引起的？各属什么性质载荷？其中顺风向中的阵风脉动风压如何处理？

4． 基本风压q0，我国是按什么条件确定？任意塔高处的风压q和q0有何关系？ 5． 在塔的顺风向水平风力计算中，K2i表征何意义，它与哪些因素有关？

6． 什么样的塔需要考虑横风向弯矩？试根据式（7-31）和式（7-32）解读横风向共振弯矩的计算。 7． 在什么条件下，风载荷会引发塔的共振？有和危害？ 8． 什么是塔的临界风速与锁定区？锁定区与塔高有何关系？ 9． 如何防止塔发生诱导共振？有什么可行的防振措施？ 10．水平地震力与垂直地震力对塔产生的危害有什么区别？

11．地震力的大小有哪些主要影响因素？地震力计算中用什么参数来表征诸多影响因素？ 12．地震弯矩计算中，何时要考虑高振型的影响？现行标准考虑高振型时，其弯矩如何确定？ 13．试分析塔设备在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷有何区别？ 14．塔设备设计中，那些危险截面需要校核轴向强度和稳定性？为什么？

15．最大组合弯矩有MW况？为什么MWI?II?II?II?II?I+Me；ME+0.25MW?Me和0.3MW?Me三式各表征什么工

前的系数不同？

16．裙座与塔壳的对接与塔接连接，各适用于什么条件？为什么？ 17．什么情况下裙座应设隔气圈？为什么？ 18．裙座出料管结构设计应注意什么问题？为什么？

19．裙座的质量载荷计算中包括水压试验充水质量，而塔壳质量计算中是否也应包括充水质量？为什么？

20．有筋板与无筋板基础环的厚度计算，各按何种力学模型分析，其应力有何区别？ 为防塔倾倒，裙座何时须设置地脚螺栓？最大拉应力按何种工况计算？为什么？

20. 机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？ 21. 搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？ 22. 搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？

23. 搅拌反应器的密封装置有哪几种？各有什么特点？

24. 试说明带夹套反应釜内筒及夹套圆筒的强度设计要求与装配检验程序。