过程设备设计

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1、淮海工学院过程设备设计实验指导书机械工程系二零零五年七月实验规则为了维护正常的实验教学秩序，提高实验课的教学质量，顺利的完成各项实验任务，确保人身、设备安全，特制定如下实验规则：一、实验前必须充分预习，完成指定的预习内容，并写出预习报告，预习要求如下：1、认真阅读本实验指导书，明确本次实验的目的，了解实验内容；2、完成各实验预习要求中指定的内容；3、熟悉实验步骤；二、实验时，必须听从教师的指导，严格遵守设备操作规程，注意人身安全及设备安全，不得动用与本次实验无关的设备仪器；三、实验时注意观察，如发现有异常现象（电脑故障或实验设备故障），必须及时报告指导老师，严禁私自

2、乱动；四、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验数据，记录的原始结果必须经指导教师审阅签字后，方可离开；五、自觉保持实验室的肃静、整洁；实验完毕，整理好仪器、设备及场地；六、损坏设备、仪器，根据情节轻重按学校规定进行赔偿；七、凡有下列情况之一者，不准做实验：1、没有写预习报告者；2、实验开始后迟到10分钟以上者；3、实验中不遵守实验室有关规定，不爱护仪器，表现不好而又不服从管理教育者；八、实验后，必须认真作好实验报告，下次实验时交实验指导老师批阅，否则视为缺做一次实验。九、一次未做实验，本实验课成绩视为不及格。以上实验规则，请同学们自觉遵守。实验一外压容器失稳实

3、验一、试验目的1、观察薄壁圆筒形容器在外压作用下丧失稳定性后的形态。2、测定圆筒形容器失去稳定性时的临界压力并与理论值相比较。二、试验原理圆筒形容器在外压作用下，常因刚度不足使容器失去原有形状，即被压扁或折曲成波形，这就是容器的失稳现象，容器失去稳定性时的外压力，成为容器的临界压力，用表示。圆筒形容器失去稳定性后，其横截面被折成波形，波数可能是1，2，3，4，……等任意整数,如图一所示。图一圆筒形容器失去稳定后的形状容器承受临界值的外压力而失去稳定性，决非是由于容器壳体本身不圆的缘故，即是绝对圆的壳体也会失去稳定性。当然如壳体不圆（具有椭圆度）容器更容易失稳，即它的

4、临界压力值会下降。根据外压容器筒体的长短，可分为长圆筒，短圆筒和刚性圆筒三种，刚性圆筒一般具有足够的刚度，可不必考虑稳定性问题。但长圆筒，短圆筒必须进行稳定性计算，它们的临界压力值大小主要与厚壁()，外直径()，长度（）有关。亦受材料弹性模数()，泊桑比()影响。所谓长圆筒，短圆筒之分，并不是指它们的绝对长度，而是与直径壁厚有关的相对长度。一般长圆筒、短圆筒之间的划分用临界长度表示。如容器长度>为长圆筒，反之为短圆筒。临界长度由下式确定：长圆筒：长圆筒失稳时的波数=2，临界压力仅与有关，而与无关。值可由下式计算：短圆壁：短圆筒失去稳定性时，波数>2,如为3，4，5…

5、…，其波数可近似为：临界压力可由下式计算：对于外压容器临界压力的计算，有时为计算简便起见，可借助于一些现成的计算图来进行。67891三、实验装置图二外压圆筒失稳装置实验1-横梁2-压紧螺母3-密封螺母4-压紧法兰5-垫片6-外压圆筒7-心轴8-圆筒底垫块9-透明容器10-工作台1045102344四、实验步骤及注意事项1.测量试件的有关参数：壁厚()，直径()，长度（）。用千分卡测壁厚，用游标卡尺测内直径（便于精确测量）和长度，外直径由内直径加壁厚得到。各参数分别测量两到三次，计算时取平均值。2.按图二所示安装实验设备，先用手摇泵将透明容器内的水升至容器的约三份之二

6、处;将外压圆筒试件6置于平板顶盖上，试件与平顶盖间用垫片5密封（试件折边上下各放一垫片）；用压紧法兰4通过四个密封螺母2将试件压紧到平板顶盖上。3.将圆筒底垫块8(一大一小)置于外压圆筒底部，把用心轴7置于圆筒底垫块的中心孔中,再将横梁1压在心轴7上，通过两个压紧螺母2上紧(用手旋紧既可)；以此抵消试件承受的轴向载荷。4.用手摇泵缓慢升压至试件破坏为止（试件破坏时有轻微的响声），记下容器的失稳压力（即有轻微响声时的瞬间压力,此压力为临界压力）。失稳后不可再升压。5.打开手摇泵的开关卸压，待压力为零后取出试件，观察失稳后试件的形状并记下波纹数。6.关上手摇泵的开关，清

7、理好实验备件和工具。五、实验报告1.列出测量所得的试件几何尺寸数据。2.验算波纹数。3.计算容器的临界压力并与实测值进行比较。4.讨论、分析试验结果，分析误差原因。实验二内压容器应力综合测试实验一、实验目的：1．了解薄壁容器在内压作用下，筒体的应力分布情况；验证薄壁容器筒体应力计算的理论公式。2．熟悉和掌握电阻应变片粘贴技术的方法和步骤。3．掌握用应变数据采集测量仪器测量应变的原理和操作方法。二、实验原理1．理论计算根据薄壁壳体的无力矩理论可以求得受内压的薄壁容器筒体部分的应力值：经向应力（轴向应力）环向应力（周向应力）式中：—容器所受内压力（）－容器内直径－容