压力容器设计

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学xl

临界温度与临界压力
答：物质具有气、液、固三种状态，在不同的温度和压力下，物态之间可以相互转化。通常说某物质为气体是指在大气压力和环境温度下呈气体，对其施加压力或降低温度可能使其变为液体，但液化受温度条件的限制。当气体温度高于某一限度时，无论施加多大的压力它也不能被液化而只能以气态存在。气体能在一定的压力作用下被液化的最高温度，称为该气体的临界温度。换句话说，超过这个温度气体就不能用压缩体积的办法将它变为液体，因而高于临界温度，该气态物质不能变为液体。
气体在临界温度时，使其液化的最小压力称为该气体的临界压力。根据这个概念，要使气体液化必须在低于临界温度和高于临界压力的条件下才能实现。在临界温度和临界压力下，该物质气液两相平衡共存，气液之间也没有分界面，物质处于这种状态时称为临界状态。
不同气体有不同的临界温度，其数值差别很大。有的临界温度很低，如氧为一118.6;
而有些气体的临界温度在自然环境温度范围内，如氙为16.6C;还有一些气体的临界温度**超过自然环境温度，如氯为143.8℃、氨为132.4。
临界温度的高低反映了该气体是否易被液化以及在环境温度下以什么状态存在。临界温度很低，说明它不易被液化，要使它液化必须将它降低到很低的温度。这类气体在容器内呈单一气态，称为压缩气体。临界温度高，说明气体易于液化，在低于临界温度的条件下，用较小的压力就可使其变为液体，这类气体在容器内可能处于气液两相共存的状态，称为液化气体。

饱和蒸气压力
答：液体的汽化就是它的分子不断从液体表面逸出形成蒸气的过程，与此同时，也会有分子重新又回到液体中去。当在同一时间内逸出液体的分子和进人液体的分子数目相同时，这种液体和它的蒸气处于平衡状态，这种蒸气称为饱和蒸气。如果温度保持不变，在单位空间容积内只能容纳一定的气体分子，此时，饱和蒸气所具有的压力就称为饱和蒸气压力。

传热系数的换算
答：查文献22    1 kcal /㎡•h•℃=1.16222 W/(m2.K)
    查文献27    1 kcal /㎡•h•K=1.163 W/(m2.K)
那K与摄氏度（℃）的关系，是否影响传热系数的计算
与开尔文（K）是国际单位制中的温度单位，它与摄氏度（℃）的换算是基于绝对零度的概念。绝对零度是温度的最低极限，定义为-273.15摄氏度，用开尔文表示则是0K。开尔文温度标度和摄氏度标度之间的转换关系简单明了：

从摄氏度转换到开尔文：[开尔文(K) = 摄氏度(℃) + 273.15]
从开尔文转换到摄氏度：[摄氏度(℃) = 开尔文(K) - 273.15]
这种转换关系表明，每变化1K相当于变化1℃，但它们的零点不同。摄氏度的零点是基于水的冰点温度（在标准大气压下），而开尔文的零点是绝对零度。因此，水的冰点在摄氏度下是0℃，在开尔文下是273.
  结论：计算时，采用的是温差，采用开尔文(K)作为单位，与采用摄氏度(℃)，每相差1K相当于变化1℃，不影响计算结果。

为何卧式容器多采用双支座?
答:由支座支承的卧式容器在受力分析中往往都是将其简化为承受均布载荷的两支点(或多支点)的外伸梁。由材料力学可知，具有一定几何尺寸和承受一定载荷的梁采用多支座时梁内产生的应力小，因此从产生的应力大小来考虑支座的数目应该多一些，但对于大型卧式容器而言，由于地基的沉降不均匀，基础水平度的误差或筒体不直，不圆等因素的影响，将造成支座反力分配不均匀，反而使容器的局部应力增大，因此卧式容器一般多采用双支座。仅当容器的长径比很大，如比值大于15，厚度较薄时，为避免跨距过大，导致筒体产生过度变形及较大应力时，才采用三支座或多支座。

在双支座卧式容器设计中,为什么要求A≤0.2L,并尽可能满足A≤0.5Ra?
答:主要是有以下几方面的原因：
1)为减小支座处筒体的最大弯矩，使其应力分布合理，使支座跨距中心与支座处的最大弯矩相等。据此推导出的支座中心与封头切线间的距离A=0.207L,如果偏离此值，则支座处的轴向弯曲应力将显著增加;
2)封头的刚性一般较筒体大，对筒体局部有加强作用。试验证明:当A≤0.5Ra
时，封头对筒体才有加强作用；
3)当A>0.5Ra时或筒体无加强措施而刚性不足时，在周向弯矩的作用下，鞍座处筒体上将产生“扁塌”变形，而不起承载作用，成为无效区。这不但会使鞍座处筒体中的各种应力增大，而且还会使轴向组合应力，切向剪应力和周向组合压应力最大值的作用点下移。

垫片的选用原则
答：在选用垫片时，必须对垫片的密封性能、操作压力、操作温度、介质特性、密封面形式、结构装拆的简易程度、经济等因素作综合、全面的分析。其中介质特性、操作压力、操作温度为选择垫片的主要依据。选择垫片的原则如下:
①一般来说，对低压(p≤1.6MPa)及温度不高(t≤200)的普通非强腐蚀系统，
考虑采用非金属垫片;对中压(p<10MPa)、中温(t≤500C)及腐蚀性、渗透性强的介质
采用金属包覆垫、金属缠绕垫;对高压系统则采用金属垫片。
②垫片有良好的弹性及回复性，且具有适当的柔软性，能与密封面很好贴合。
③垫片不能污染介质，亦不能腐蚀密封面。
④耐工作介质的腐蚀，并有良好的物理性能，既不因低温而硬化脆变，也不因高温而软化塑流.
⑤具有良好的加工性能，垫片材料易得，成本低廉。
垫片系数与宽度无关，因此，垫片越窄，越易夹紧。但其宽度下限有限制，通常宽度应大于5mm。对金属垫片，为了不产生过大的螺栓力，取较小的宽度是一个重要准则。由于垫片在工作时，与操作介质接触，直接受介质压力、温度等因素的影响，因此，制造垫片的材料应满足如下要求。

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15269377660 发表于 2024-9-30 07:46
垫片的选用原则
答：在选用垫片时，必须对垫片的密封性能、操作压力、操作温度、介质特性、密封面形式、结 ...

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