（優(yōu)選）第四節(jié)封頭的設(shè)計(jì)當(dāng)前1頁(yè)，總共37頁(yè)。封頭又稱端蓋，其分類當(dāng)前2頁(yè)，總共37頁(yè)。一、橢圓形封頭半橢球和高度為h的短圓筒(通稱直邊)兩部分構(gòu)成，直邊保證封頭制造質(zhì)量和避免邊緣應(yīng)力作用。

當(dāng)前3頁(yè)，總共37頁(yè)。㈠受內(nèi)壓的橢圓形封頭計(jì)算厚度K-橢圓形封頭形狀系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭(長(zhǎng)短軸之比值為2)，K=1。壁厚計(jì)算公式：當(dāng)前4頁(yè)，總共37頁(yè)。當(dāng)封頭是由整塊鋼板沖壓時(shí)，j值取為1。筒體設(shè)計(jì)壁厚計(jì)算公式：忽略分母上微小差異，大多數(shù)橢圓封頭壁厚與筒體同，或比筒體稍厚。還應(yīng)保證封頭的有效壁厚de滿足：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭不小于封頭內(nèi)直徑的0.15％。當(dāng)前5頁(yè)，總共37頁(yè)。橢圓形封頭最大允許工作壓力

標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度由表4-11確定。封頭材料碳素鋼、普低鋼、復(fù)合鋼板不銹鋼、耐酸鋼封頭壁厚4～8

10～18≥20

3～910～18≥20

直邊高度254050254050當(dāng)前6頁(yè)，總共37頁(yè)。㈡受外壓（凸面受壓）橢圓形封頭外壓橢圓形封頭厚度設(shè)計(jì)步驟同外壓圓筒。假設(shè)dn,計(jì)算de＝dn-C,算出R0/de。橢圓形封頭當(dāng)量球殼外半徑R0=K1D0。K1由長(zhǎng)短軸比值決定，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K1=0.9b.計(jì)算系數(shù)當(dāng)前7頁(yè)，總共37頁(yè)。c.根據(jù)材料，從A-B圖（圖4-16至圖4-20）中選用，若A值落在設(shè)計(jì)溫度線的右方，讀出B值計(jì)算許用外壓力[p]若A值在設(shè)計(jì)溫度線的左方，則許用外壓：

當(dāng)前8頁(yè)，總共37頁(yè)。d.比較許用外壓[p]與設(shè)計(jì)外壓p若p≤[p]，假設(shè)的厚度dn可用，若小得過(guò)多，可將dn適當(dāng)減小，重復(fù)上述計(jì)算若p＞[p]，需增大初設(shè)的dn，重復(fù)上述計(jì)算，直至使[p]＞p且接近p為止。當(dāng)前9頁(yè)，總共37頁(yè)。二、半球形封頭受內(nèi)壓球形封頭計(jì)算壁厚與球殼相同。球形封頭壁厚可較圓筒殼減薄一半。但為焊接方便以及降低邊緣壓力，半球形封頭常和筒體取相同的厚度。受外壓的球形封頭的厚度設(shè)計(jì)，計(jì)算步驟同橢圓形封頭。球殼外半徑R0=K1D0，其中K1=0.5當(dāng)前10頁(yè)，總共37頁(yè)。三、碟形封頭又稱帶折邊球形封頭，球面半徑Ri、過(guò)渡圓弧半徑r和高度為h的直邊。相同受力，碟形封頭壁厚比橢圓形封頭壁厚要大些，而且碟形封頭存在應(yīng)力不連續(xù)，因此沒(méi)有橢圓形封頭應(yīng)用廣泛。當(dāng)前11頁(yè)，總共37頁(yè)。四、球冠形封頭降低凸形封頭高度，將碟形封頭的直邊及過(guò)圓弧部分去掉，只留下球面部分。也稱無(wú)折邊球形封頭。當(dāng)前12頁(yè)，總共37頁(yè)。五、錐形封頭當(dāng)前13頁(yè)，總共37頁(yè)。廣泛用于化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥器、結(jié)晶器及沉降器等)的底蓋便于收集與卸除設(shè)備中的固體物料。塔設(shè)備上、下部分的直徑不等，也常用錐形殼體連接，稱為變徑段。當(dāng)前14頁(yè)，總共37頁(yè)。（一）無(wú)折邊錐形封頭或錐形筒體適用于錐殼半錐角a3001、錐殼大端a.查圖4-26，大端是否須加強(qiáng)

當(dāng)前15頁(yè)，總共37頁(yè)。b.不必局部加強(qiáng)，計(jì)算壁厚為當(dāng)前16頁(yè)，總共37頁(yè)。c.需加強(qiáng)，以降低聯(lián)接處的局部應(yīng)力。錐殼加強(qiáng)段和圓筒加強(qiáng)段厚度相同

Q為錐殼與圓筒聯(lián)接處的應(yīng)力增值系數(shù)，查圖4-27當(dāng)前17頁(yè)，總共37頁(yè)。當(dāng)前18頁(yè)，總共37頁(yè)。2、錐殼小端a.查圖4-28，小端是否須加強(qiáng)

當(dāng)前19頁(yè)，總共37頁(yè)。b.不必局部加強(qiáng)，計(jì)算壁厚同大端

當(dāng)前20頁(yè)，總共37頁(yè)。c.需加強(qiáng)，加強(qiáng)段和圓筒加強(qiáng)段厚度相同

Q為錐殼與圓筒聯(lián)接處的應(yīng)力增值系數(shù)，查圖4-29當(dāng)前21頁(yè)，總共37頁(yè)。當(dāng)前22頁(yè)，總共37頁(yè)。3、無(wú)折邊錐殼的厚度錐殼厚度（4-36）（4-36）（4-37）（4-38）統(tǒng)一厚度當(dāng)前23頁(yè)，總共37頁(yè)。（二）折邊錐形封頭或錐形筒體可降低應(yīng)力集中，適用于錐殼大端半錐角a>300，小端半錐角a>450當(dāng)錐殼半錐角a>600時(shí)，按平蓋計(jì)算。當(dāng)前24頁(yè)，總共37頁(yè)。1、錐殼大端a.過(guò)渡段的計(jì)算壁厚

當(dāng)前25頁(yè)，總共37頁(yè)。b.與過(guò)渡段相連接處的錐殼計(jì)算壁厚

當(dāng)前26頁(yè)，總共37頁(yè)。2、錐殼小端a.半錐角a450，小端無(wú)折邊計(jì)算同前b.小端有折邊，過(guò)渡段厚度按（4-38）確定，Q值查圖4-29。c.半錐角a>450，小端過(guò)渡段厚度仍按（4-38）確定，Q值查圖4-30。當(dāng)前27頁(yè)，總共37頁(yè)。當(dāng)前28頁(yè)，總共37頁(yè)。錐形封頭的小端與接口管相連，一般不加過(guò)渡弧，但接口管應(yīng)增厚，厚度取錐體厚度，加厚的長(zhǎng)度：

當(dāng)前29頁(yè)，總共37頁(yè)。六、平板封頭化工設(shè)備常用的一種封頭。圓形、橢圓形、長(zhǎng)圓形、矩形和方形等，相同(R／d)和受載下，薄板應(yīng)力比薄殼大得多，即平板封頭比凸形封頭厚得多。當(dāng)前30頁(yè)，總共37頁(yè)。平板封頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在壓力不高，直徑較小的容器中采用。承壓設(shè)備人孔、手孔以及在操作時(shí)需要用盲板封閉的地方，才用平板蓋。高壓容器平板封頭用得較為普遍。當(dāng)前31頁(yè)，總共37頁(yè)。平蓋系數(shù)K查表4-14當(dāng)前32頁(yè)，總共37頁(yè)。工藝操作對(duì)封頭形狀無(wú)特殊要求。球冠形封頭、平板封頭邊緣應(yīng)力較大，平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上對(duì)凸形封頭計(jì)算后，再確定封頭型式。例題4-4：確定例題4-2精餾塔封頭型式與尺寸。該塔Di=600mm；設(shè)計(jì)壓力p＝2.2MPa；工作溫度t＝-3～-20℃，dn=7mm。當(dāng)前33頁(yè)，總共37頁(yè)。半球形封頭受力最好，壁厚最薄、重量輕，但深度大制造難，中、低壓小設(shè)備不宜采用；碟形封頭深度可調(diào)節(jié)，適合于加工，但曲率不連續(xù)，局部應(yīng)力，故受力不如橢圓形封頭；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。當(dāng)前34頁(yè)，總共37頁(yè)。橢圓形封頭壁厚：

p＝2.2MPa；Di=600mm；[s]20=170MPa；j=1.0，C2=1.0mm考慮鋼板厚度負(fù)偏差，取C1=0.6mm（估計(jì)壁厚6mm）代入并經(jīng)圓整后用dn=6mm鋼板。當(dāng)前35頁(yè)，總共37頁(yè)。例題4-5：不銹鋼反應(yīng)釜操作壓力1.2MPa，內(nèi)徑1.2m，下部為帶折邊錐底，其半錐頂角為45°。出料管公稱直徑200mm，釜壁溫度為300℃，試確定該錐形底的壁厚及接口管尺寸。半錐角>300,錐底