程设备设计复题
1 外径氧气瓶壁厚65mm材质40Mn2A工作压力15MPa试求氧气瓶筒身应力
2 圆筒形容器两端椭圆形封头已知圆筒均直径D2020mm壁厚20mm
工作压力p2MPa
试确定 (1)试求筒身应力
(2)果椭圆形封头ab分23t20mm确定封头应力值
①
② 顶点
赤道
ab2时 顶点
赤道
应力顶点处拉应力101MPa赤道处压应力101MPa
ab时 顶点
赤道
应力顶点处拉应力712MPa
ab3时 顶点
赤道
应力赤道处压应力3535MPa
3 立式圆筒形储油罐罐体直径5000mm厚度3mm油液高度18m
油密度 g取10
（1）P00时油罐筒体应力
（2）P001MPa时油罐筒体应力应力
壁厚t壁相差较
① 时
应力
② 时
应力 833+583×181882MPa
4 封闭厚壁筒钢（ ）制成径外径承受压
试求圆筒壁外壁中间面应力值简单讨
340
300
20
712
312
20
40
0
20
① ＞＞ 壁处
② 均匀
③
5 承受压厚壁圆筒径200mm外径400mm材料16MnR屈服极限强度
试求 ①壁开始屈服压力
②壁厚半达屈服时压力
③整体屈服压力
④爆破压力
① 壁屈服
②半屈服
② 整体屈服
④爆破压力
1 某压圆柱形筒体设计压力P04MPa设计温度t70℃圆筒径Di1000mm总高3000mm盛装液体介质介质密度筒体材料Q345R腐蚀裕量取2mm焊接接头系数φ085已知设计温度Q345R许应力厚度6—16mm时[σ]t 189MPa厚度16—36mm时[σ]t 185 MPa试求该筒体厚度
①确定参数 Q345R
[σ]t 189MPa
②设计厚度
校核 合格
③改
④水压试验校核
应力校核合格
2 卧式圆筒形储罐装浓度99液氨筒体径筒高L3200mm两端利标准椭圆封头储罐高操作温度超50℃具保护措施罐顶装安全阀试初步确定壁厚（50℃时饱蒸汽压力1973MPa（表压） 安全阀开启压力）水压试验校核
①确定参数 设计温度 高工作温度 50℃
设计压力 安全阀
选材 选Q345R
腐蚀裕度 腐蚀裕度数手册
设计寿命 15年
焊接系数 三类
双面焊接 缝焊接
许应力 （16—36mm）
负偏差
②设计厚度 筒体
封头
考虑 选
壁厚校核 合格
3 库存久容器材料16MnR筒体外径实测壁厚65mm气瓶两端半球形状欲充压10MPa常温考虑腐蚀裕量问强度否够够允许工作压力？
解法 ①确定参数 16MnR Q345R
实测
②
解法二
解法三
4 热器集箱盖形式图
筒体径Di500mm设计压力18MPa设计温度500℃盖材料采16CrM锻件腐蚀裕量C215mm试确定盖厚度tt1r等尺寸
①确定参数 T500℃ P18MPa C215mm DoDi500
结构特征系数 k03
锻件许应力表
②计算厚度
③计算圆筒壁厚
选择材料 15CrMoR 时
双面接焊100 探伤
C113 C215 t500℃ P18MPa
计算厚度
考虑C113mm 取
符合预先设定范围
④确定结构尺寸
5 承受压圆筒形容器径 壁厚高工作压力 工作温度200℃材料15MnVR 焊接接头系数壁厚附加量试验算容器强度够够果已知15MnVR200℃时许应力170MPa试求容器承受压力少？
显然 强度够
6 长期反应釜实测径1200mm壁厚10mm材质16MnR焊接接头双面接接头否作检测清楚欲利该釜承受1MPa压工作温度200℃介质腐蚀性需装设安全阀试判断该釜条件否（）
显然
7 直径Di600mm设计外压P01MPaC22mm计算长度L500mm容器材质16MnR工作温度200℃试问否壁厚8mm钢板制造台设备（忽略板材负偏差材料弹性模量）
Di600mm P01MPa C22mm L5000
短圆筒
钢板制造该设备
8 已知减压塔径1000mm塔体长度6500mm (包括封头)封头椭圆形直边高度40mm长短轴值减压塔000532MPa(绝压)150℃操作塔体封头均Q235B制成
试确定 1加强圈时塔体需壁厚
2塔外设置5加强圈塔体需壁厚
3封头壁厚
(1) 加强圈时
设
界长度
短圆筒
接 行
（2）增设加强圈
设
合适
A00001MPa
（3）封头壁厚校核
筒体封头等壁厚原 认 封头合适
9 减压塔筒体家两端封头直边总长24600mm两端标准椭圆形封头径壁厚附加量塔真空度30mmHg设计温度150℃塔壁材料Q235R试问塔效壁厚时
1塔体封头稳定性否满足求
2满足求应加少加强圈
3设加强圈壁厚应力少时满足求
取设计外压： 计算压力：
（1）塔体圆筒校核：
圆筒计算长度：
圆筒外径：
查图46：
筒体满足稳定性求
（2）椭圆封头稳定性校核：
量曲率半径：
：半球封头设计时：
A查厚度计算图（Q235R150℃）：
许外压
封头：时满足求
2筒体加强圈设计
（材料Q235R设计温度150℃）
加强圈数n间距
加强圈间距式计算：
加强圈数：
两端封头外实际加强圈数9
3设加强圈时塔体需壁厚（满足稳定性）：
设加强圈时塔体厚
10 欲设计台化肥甲烷反应器径3200mm计算压力26MPa设计温度225℃材料选16MnR采双面焊接接头100检测 试设计该反应器筒体壁厚校核水压试验时应力（板材负偏差C1忽略材料225℃时应力常温时屈服极限）
计算壁厚
取
校核壁厚 见刚度足够
显然 水压试验合格
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1 外径氧气瓶壁厚65mm材质40Mn2A工作压力15MPa试求氧气瓶筒身应力
2 圆筒形容器两端椭圆形封头已知圆筒均直径D2020mm壁厚20mm
工作压力p2MPa
试确定 (1)试求筒身应力
(2)果椭圆形封头ab分23t20mm确定封头应力值
①
② 顶点
赤道
ab2时 顶点
赤道
应力顶点处拉应力101MPa赤道处压应力101MPa
ab时 顶点
赤道
应力顶点处拉应力712MPa
ab3时 顶点
赤道
应力赤道处压应力3535MPa
3 立式圆筒形储油罐罐体直径5000mm厚度3mm油液高度18m
油密度 g取10
（1）P00时油罐筒体应力
（2）P001MPa时油罐筒体应力应力
壁厚t壁相差较
① 时
应力
② 时
应力 833+583×181882MPa
4 封闭厚壁筒钢（ ）制成径外径承受压
试求圆筒壁外壁中间面应力值简单讨
340
300
20
712
312
20
40
0
20
① ＞＞ 壁处
② 均匀
③
5 承受压厚壁圆筒径200mm外径400mm材料16MnR屈服极限强度
试求 ①壁开始屈服压力
②壁厚半达屈服时压力
③整体屈服压力
④爆破压力
① 壁屈服
②半屈服
② 整体屈服
④爆破压力
1 某压圆柱形筒体设计压力P04MPa设计温度t70℃圆筒径Di1000mm总高3000mm盛装液体介质介质密度筒体材料Q345R腐蚀裕量取2mm焊接接头系数φ085已知设计温度Q345R许应力厚度6—16mm时[σ]t 189MPa厚度16—36mm时[σ]t 185 MPa试求该筒体厚度
①确定参数 Q345R
[σ]t 189MPa
②设计厚度
校核 合格
③改
④水压试验校核
应力校核合格
2 卧式圆筒形储罐装浓度99液氨筒体径筒高L3200mm两端利标准椭圆封头储罐高操作温度超50℃具保护措施罐顶装安全阀试初步确定壁厚（50℃时饱蒸汽压力1973MPa（表压） 安全阀开启压力）水压试验校核
①确定参数 设计温度 高工作温度 50℃
设计压力 安全阀
选材 选Q345R
腐蚀裕度 腐蚀裕度数手册
设计寿命 15年
焊接系数 三类
双面焊接 缝焊接
许应力 （16—36mm）
负偏差
②设计厚度 筒体
封头
考虑 选
壁厚校核 合格
3 库存久容器材料16MnR筒体外径实测壁厚65mm气瓶两端半球形状欲充压10MPa常温考虑腐蚀裕量问强度否够够允许工作压力？
解法 ①确定参数 16MnR Q345R
实测
②
解法二
解法三
4 热器集箱盖形式图
筒体径Di500mm设计压力18MPa设计温度500℃盖材料采16CrM锻件腐蚀裕量C215mm试确定盖厚度tt1r等尺寸
①确定参数 T500℃ P18MPa C215mm DoDi500
结构特征系数 k03
锻件许应力表
②计算厚度
③计算圆筒壁厚
选择材料 15CrMoR 时
双面接焊100 探伤
C113 C215 t500℃ P18MPa
计算厚度
考虑C113mm 取
符合预先设定范围
④确定结构尺寸
5 承受压圆筒形容器径 壁厚高工作压力 工作温度200℃材料15MnVR 焊接接头系数壁厚附加量试验算容器强度够够果已知15MnVR200℃时许应力170MPa试求容器承受压力少？
显然 强度够
6 长期反应釜实测径1200mm壁厚10mm材质16MnR焊接接头双面接接头否作检测清楚欲利该釜承受1MPa压工作温度200℃介质腐蚀性需装设安全阀试判断该釜条件否（）
显然
7 直径Di600mm设计外压P01MPaC22mm计算长度L500mm容器材质16MnR工作温度200℃试问否壁厚8mm钢板制造台设备（忽略板材负偏差材料弹性模量）
Di600mm P01MPa C22mm L5000
短圆筒
钢板制造该设备
8 已知减压塔径1000mm塔体长度6500mm (包括封头)封头椭圆形直边高度40mm长短轴值减压塔000532MPa(绝压)150℃操作塔体封头均Q235B制成
试确定 1加强圈时塔体需壁厚
2塔外设置5加强圈塔体需壁厚
3封头壁厚
(1) 加强圈时
设
界长度
短圆筒
接 行
（2）增设加强圈
设
合适
A00001MPa
（3）封头壁厚校核
筒体封头等壁厚原 认 封头合适
9 减压塔筒体家两端封头直边总长24600mm两端标准椭圆形封头径壁厚附加量塔真空度30mmHg设计温度150℃塔壁材料Q235R试问塔效壁厚时
1塔体封头稳定性否满足求
2满足求应加少加强圈
3设加强圈壁厚应力少时满足求
取设计外压： 计算压力：
（1）塔体圆筒校核：
圆筒计算长度：
圆筒外径：
查图46：
筒体满足稳定性求
（2）椭圆封头稳定性校核：
量曲率半径：
：半球封头设计时：
A查厚度计算图（Q235R150℃）：
许外压
封头：时满足求
2筒体加强圈设计
（材料Q235R设计温度150℃）
加强圈数n间距
加强圈间距式计算：
加强圈数：
两端封头外实际加强圈数9
3设加强圈时塔体需壁厚（满足稳定性）：
设加强圈时塔体厚
10 欲设计台化肥甲烷反应器径3200mm计算压力26MPa设计温度225℃材料选16MnR采双面焊接接头100检测 试设计该反应器筒体壁厚校核水压试验时应力（板材负偏差C1忽略材料225℃时应力常温时屈服极限）
计算壁厚
取
校核壁厚 见刚度足够
显然 水压试验合格
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