7. 有一受内压圆筒形容器，两端为椭圆形封头，内径Di=1000mm，设计（计算）压力为2.5MPa，设计温度300℃，材料为16MnR，厚度δn=14 mm，腐蚀裕量C2=2.0mm，焊接接头系数φ=0.85；在圆筒和封头焊有三个接管（方位见图），材料均为20号无缝钢管，接管a规格为φ89×6.0，接管b规格为φ219×8，接管c规格为φ159×6，试问上述开孔结构是否需要补强？
答：根据GB150规定，接管a不需要另行补强。接管b、c均需计算后确定。 椭圆形封头的计算厚度：
16MnR在300℃时许用应力，查表D1，6~16mm时，[σ]= 144 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；查表D21，≤10mm时，[σ]t= 101 MPa；fr=101/144=0.701。
tt
标准椭圆形封头壁厚：pD2.5?1000????10.265mmt2?????0.5p2?144?0.85?0.5?2.5接管b的计算厚度?t?pD2?????pt?2.5?203?2.557mm2?101?2.52.5?147?1.851mm2?101?2.5接管b的补强计算：
接管c的计算厚度?t?pD2?????pt?开孔直径：d?219?2?8?2??2?0.8??197.4mm所需最小补强面积接管的有效厚度：?et?8?2.8?5.2mm，封头的有效厚度：?e?14?0.8?2?11.2mm2A?d??2??et?1?fr??197.4?10.265?2?10.265?5.2??1?0.701??2058.231mmB?2d?2?197.4?394.8mm，h1?150mm，h2?0A1??B?d???e????2?et??e????1?fr??197.4?0.935?2?5.2?0.935?0.299?181.662mm22A2?2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr?2?150?2.557?0.701?537.737mm
A3?36mm22Ae?A1?A2?A3?181.662?537.737?36?755.399mm?A，需补强2增加补强金属面积：A4?A?A4?2058.231?755.399?1302.832mm接管c的补强计算：
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开孔直径：d?159?2?6?2??2?0.8??152.6mm所需最小补强面积接管的有效厚度：?et?6?2.8?3.2mm，封头的有效厚度：?e?14?0.8?2?11.2mm2A?d??2??et?1?fr??152.6?10.265?2?10.265?3.2??1?0.701??1635.204mmB?2d?2?152.6?305.2mm，h1?150mm，h2?0A1??B?d???e????2?et??e????1?fr??152.6?0.935?2?3.2?0.935?0.299?140.892mm22A2?2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr?2?150?1.349?0.701?283.695mm
A3?36mm22Ae?A1?A2?A3?140.892?283.695?36?460.587mm?A，需补强增加补强金属面积：A4?A?A4?1635.204?460.587?-1174.617mm28. 具有椭圆形封头的卧式氯甲烷（可燃液化气体）储罐，内径Di=2600mm，厚度δn=20 mm，储罐总长10000mm，已知排放状态下氯甲烷的汽化热为335kJ/kg，储罐无隔热保温层和水喷淋装置，试确定该容器安全泄放量。 解：容器安全泄放量
Ar?容器受热面积,m2。椭圆形封头的卧式压容力器，Ar??D0?L?0.3D0????2.64??10?0.3?2.64??83.595m2F?系数,压力容器装在地面以,下用沙土覆盖时,取F?0.3;压力容器在地面上时,取F?1;当设置大于10L/m2?min的喷淋装置时,取F?0.6q?在泄放压力下液化气的体气化潜热,kJ/kg,q?335kJ/kg??
2.55?105FAr0.822.55?105?1?83.5950.82Ws???28686.85kg/h?7.969kg/sq3359. 求出例4-3中远离边缘处筒体内外壁的应力和应力强度。（例4-3：某一钢制容器，内径Di=800mm，厚度t=36mm，工作压力pw=10MPa，设计压力p=11MPa。圆筒与一平封头连接，根据设计压力计算得到圆筒与平封头连接处的边缘力Q0=-1.102×10N/m，边缘弯矩M0=5.725×10N·m/m，如图所示。设容器材料的弹性模量E=2×10MPa，泊松比μ=0.3。若不考虑角焊缝引起的应力集中，试计算圆筒边缘处的应力及应力强度）
解：远离边缘处筒体的应力和应力强度为不考虑边缘效应时，按拉美公式计算的应力分量，按应力分类可分解成一次总体薄膜应力、沿厚度的应力梯度-二次应力，并计算出其应力强度。
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K?436?1.09 40037
各应力分量沿圆筒厚度的平均值—一次总体薄膜应力Pm：
??p,1?1R0?Ri?R0Ri??dr1?R0?Ri???R0Ri2?pRi2pR0Ri21?p?dr? ?22222?K?1R0?Rir??R0?Ri11?122.222MPa1.09?1pr,11?R0?Ri?R0Ri1?rdr?R0?Ri?R0Ri2?pRi2pR0Ri21?p11?dr??????5.263MPa ?22222?K?11.09?1R0?Rir??R0?Ri?pz,11?R0?Ri?R0Ri1?zdr?R0?Ri?R0RipRi2p11dr???58.48MPa 2R0?Ri2K2?11.092?1筒体内壁各应力分量的应力梯度—内壁处的二次应力Q：
?p?,2?rp,2?zp,222K?1p11?1.09?1pp??????,1?p2???122.222?5.737MPa2K?1K?11.09?1p??rp??rp,1??p???11?5.263??5.737MPaK?1?0??
筒体外壁各应力分量的应力梯度—外壁处的二次应力Q：
??p,2???p???p,1?p?rp,2??rp??rp,1?zp,2?02p2?11???122.222?-5.263MPaK2?1K?11.092?1p ??5.263K?1筒体内壁处的各应力强度：
一次总体薄膜应力强度SⅠ??1??3?122.222?5.263?127.485MPa一次加二次应力强度SⅣ??1??3?5.737?5.737?11.474MPa筒体外内壁处的各应力强度：
一次总体薄膜应力强度SⅠ??1??3?122.222?5.263?127.485MPa一次加二次应力强度SⅣ??1??3?5.263?5.263?10.526MPa
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