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《化工设备设计全书 化工容器》[编委会][化学工业出版社][2002][第一版].pdf简介：

《化工设备设计全书 化工容器》是由编委会编著，化学工业出版社于2002年出版的第一版专业书籍。这本书是化工设备设计领域的经典参考文献，主要针对化工容器的设计和制造进行了深入的探讨和详细阐述。

该书详细介绍了化工容器的设计原则、设计方法、材料选择、制造工艺、结构分析、强度计算、耐腐蚀性分析、安全性能评估等内容，涵盖了化工设备设计的各个方面，包括压力容器、反应器、塔器、储罐等常见化工设备的设计要素。书中不仅有理论知识，还有大量的实例分析，旨在帮助读者理解和掌握化工容器设计的实战技巧。

对于化工设备设计人员、工程技术人员、学生以及相关行业的从业人员来说，这本书是一本非常实用的工具书，能够提升他们的设计能力和技术水平。同时，对于化工生产企业的管理者和技术人员来说，这本书也是一份宝贵的参考资料，有助于他们提高设备的性能和生产效率。

《化工设备设计全书 化工容器》[编委会][化学工业出版社][2002][第一版].pdf部分内容预览：

根据此掩圆方理，由数学推演得

经向应力与周向应力的分布情况讨论如下。 正值，且在=0时有最大值，Φ=号时有最小值。 可见，在0≤≤号 兴区间 内，可能全部为正，也可能有正有负，随m值 而异。 若要在0≤≤号区间内恒为正值，则必须

匿要 .为负，则必须

公路改扩建工程招标文件及工程量清单的椭球壳应力分布 (a)经向应力的分布： b)周向应力的分布（m>v2）； (c)周向应力的分布（m

r2 =ro+ ro sin g sing rof1+ ETO rosing B=

~B2C05 2B3 COSe 2ES( sinp sin'/ 在球壳与折边联结部位，即=的位，当R= 2r，为=号时

当=兰时，即折边底部，将sing=1代人Ne，N 各式得

（二）在液柱压力作用下

液柱压力是一种静压力，各点压力将随液体深度 而改变。在液面上压力为零，在离液而深度为处 液柱压力为 o2h。。为液体的密度。

如果已知亮体母线方程，可以找出h与中的关系， 则上式积分可以积出，再按边界条件决定常数C，最 后得I(。)。因此，可以计算内力

(2) rzsin’

2dV+ dv cot ri dg? idotri dp

[d(r de rido? Ldri r1 Idp F2

由旋转薄壳的基本方程可以求出P。、Mo所引起 的内力、内矩与变形。若再根据边缘力与弯矩所产生 的变形和薄膜应力产生的变形互相协调，郎可以求得 Po、Mo，于是边缘弯曲解即可求出。它与薄膜解叠 加，即得间题的全解。

一、边缘力和边缘弯矩作用下的内力

2 cotedp dv r1 dp2 dplr + r1 u+cot'p r2

「能出现无限值，故B=

由于边缘弯曲解具有阻尼振荡的特性，对于薄壳 厕衰减极快，因此我们可以假设V与9的二阶导数 远大于V与的一阶导数及其本身之值，从而可以 用下式代替方程（a）

dp2 r2 d2e 2

应该指出，在（a）式中V与9都乘有cotq， 其一阶导数都乘有cot?。因此，如果中很小，而使 cotΦ值很大，则近似式（b）就不能成立。因此要使 近似式成立。必须是>30°。 由方程式（b）得出

V+4k*V=0 de*

4k4ESri Dr2

dw=d dydy do* du*

由此，（c）式转变为

+4k*V=0 3o

式中B、C、α、β为积分常数。 由于边弯曲局限于边缘区，当α》0时，V不

P。沿轴的分量那为横剪力Q， Qo= PosinPo

只有边续力的作用、没有边缘弯矩，则

M.l=o=0 Qlα=0= Q: cos(β+)=0 B= Ccos T= Qo

C=/2Por2osing

表 2.5完体在边续上的变形4

短图柱壳【梦荷作用在上面边缘】

费2.9开口圆维亮的边境变曲解15

第四节承受轴对称载荷的

第四节承受轴对称载荷的 圆平板的应力分析

(b) 图2.17受均布载荷的圆平板

分析平板中微元体的受力和变形，建立力的平 衡方程、几何方程和物理方程，并将三者加以综合， 即可得到求解内力分量的微分方程。因为在微分方程 中，是以圆平板中性面的垂直位移（挠度）作为未知

，故又叫做位移微分方

d(Qn= P. dr

以上两个平衡方程中，包含三个未知量M、Q， 和Me，只利用平衡方程无法求解，必须根据变形的 几何关系另找补充方程。

(+)= r dr += 2 一t r dr d2

根据正应力与弯矩的关系可得

ES 四、规度微分方程及其解

1.周边铰支圆板（图2

A=~ (3+μ)PR 32 (1 +μ)D (5 +μ).PR2

板上下表面处的径向应力及环向应力为

其中A与A4可由实心圆板的支承条件确定。 下面结合两种常见的典型支承情况，说明确定积 分常数的方法，并确定计算变矩和应力的公式。

在周边处（r=R）的应力为

图2.20周边固支的圆板

W mx = 64D PR*

圆平板和圆环板在不同支承条件下的搅度方程 弯短方程式列于表2.11

良2.11图平板和围环板在不回支承条件下的换度方理式及变矩方程式

在中心（=0）处，径向应力。与环向应力。 相等并等于

边缘力与边缘弯矩的求解

计算边缘弯曲的内力和内矩，首先应知道逆缘力 P与边缘弯矩Mo。但任何一种连接边缘，此二者都 是未知数，可以根据边缘处的变形协调条件求得。

一、边缴的变形协调条件

由无力矩理论分析可知，连接边缘两侧的壳体， 由薄膜应力引起的边缘变形是不等的，由边缘力Pc 和边缘力矩M。引起的变形亦是不等的。变形协调即 是边缘两侧的壳体，在边缘处的平行圆半径增量与截 面转角保持相等。

ZA= A + A + M Za: = 脉 + 明p +

壳体（2）在边缘上的变形为

壳体（2）在边缘上的变形为

Z402 = Ao2 + 45 + AM Z602 = 862 + 8/9 + 82

因此，边缘的变形协调条件即

40++=++ 8ot + 8h + oo = Bo2 + Bg + e

由此边缘的变形协调条件演变为

P=(N)o1cosPo1 P; =(N: 02CsT02

N=e) r2sin"g (N )0 = N; ig=90) (N: )02= N: Ig=0m2

儿种连接边象的边缘力和边缘弯矩 应用边缘变形协调方程式可以求出各种不同连接 边缘的边缘力P，与边缘弯矩Ma 1．部分球与圆柱壳的连接边缘计算设圆柱 壳与部分球壳的壁厚相等，材质相同。沿连接边缘截 取分离体，如图2.23所示。

R= singo Vs

将边缘两侧壳体的各项变形代人变形协调方程式 (2.43)

部分球壳在边缘上的横向推力P”为

(1+/sing）singo 1 + /sin c2n

于是式（2.45）转化为

在连接处平盖中面的径向位移与转角分别为（ 阅本章第四节》

002 = g (1+μ) D2 Pr3 PoS2r 0%2 = (1+ ) D, rMo

应满足以下变形协调条件 + 001+00f0+001=002+9+80

据此可以得到以M，，P为基本未知量的方程组

如将更1，D1，D2的表达式代人上式，并设μ 0.3则上式可以简化为

解此方程组，可以得到Ma，P的值13

S. S2 +0.408（号）+0.318（）+0.655(） 0.661 P,= 1+2.182

0.661V /+0.408/奇(号） +0.318奇(）+0.655( P,= /(%) +0.542 ( 1+2.182 fS1 rS.

三、边缘附近的应力计算

d,=ag+og Co=ag +aj

1)圆柱充的薄膜应力

2圆柱壳的边缘弯曲解

= 48.94 Nm/cm

区+0.408（号）+0.318（号）+0.655(号） 0.661A/ 1+2.182 fS,S, 1+2.545(号）+1.98（号）+0.542（号

NPo+ M,'= No + NMo=

《信息技术 手持式信息处理设备通用规范 GB/T 18220-2012》1）薄膜应力圆柱壳的薄膜应力如前例。 半球形封头

P,=110N/cm,M,=0

图2.28圆柱壳与半球壳连接边缘的应力

经过一个周期（2元）以后，即距离边缘2元/，处，边 缘应力已衰减完了。而距离边缘/k，（甚至元，） 处已衰减大部分。以此为依据，边缘应力的作用范 图只局限于距离边缘为

=元/k=2.5VS（钢制圆柱壳】）

同理JT∕T 942-2014 沥青黏韧性试验仪，对于钢制球壳，只局限于离边缘的角距离

=1/k=25S/R

其二，自限性。从根本上来说，发生边缘弯曲的 原因是由于薄膜应力引起的弹性变形不协调。当边缘 两侧的弹性变形相互约束时，在该处就会发生边缘力 和边缘弯矩，从而产生边缘应力。但是当边缘处的局 部材料发生唇服时，这种约束就趋向缓解，结果边缘 应力就自动限制。这就是边应力的自限性。根据强 复设计准则，其有自限性的应力，一般使压力容器直 接发生破坏的危险性较小。 明确上述这些边缘应力的基本性质，有利于在设 计中正确处理壳体的边缘问题。现作简单说明。 （1）由于边缘应力具有局部性，在设计中可以只 作局部处理。例如妥善处理连接边缘的结构；局部加 强边缘应力区；避免边缘区附加局部应力或应力集 中，例如避免在边缘附近开孔等。制造上保证边缘焊 缝的质量，降低边缘的残余应力等。 （2）只要是塑性较好的材料，即使局部某些点的 应力超过材料的屈服限，邻近尚未屈服的弹性区能够 抑制塑性变形的发展，使容器仍处于安定状态。故大 多数由塑性好的材料制成的容器，如低碳钢、奥氏体 不锈钢、铜、铝等压力容器，当受静载时，除结构上 作某些局部处理外，一般并不对边缘应力作特殊考患。 但是，诸如下列一些情况则不然： ①塑性较差的高强度钢制的重要压力容器； ②低温下铁衰体钢制的重要压力容器； ③受疲劳载荷作用的压力容器； ④受核辐射作用的压力容器。 这些容器如果不注意控制边缘应力，则在边缘高