外压薄壁容器壁厚的设计计算.pdf

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1、第37卷第1期化工机械2l外压薄壁容器壁厚的设计计算禹文龙’(包头轻工职业技术学院)摘要针对外压容器壁厚取值的不确定性和盲目性，提出了一种利用等比中值试算法来确定外压容器的壁厚。关键词外压容器壁厚设计中图分类号TQ051．3文献标识码A文章编号0254-6094(2010)01-0021-03在化工机械中对外压容器的设计一直采用盲目繁琐的试算法，势必造成外压容器壁厚取值的不确定性，为了克服这一缺点，笔者利用外压容器壁厚的取值范围，运用解析几何中求等比中值的公式来计算外压容器壁厚的初始值，再需1～2次的试算即可获得满意的结果，提高了外压容器的设计效

2、率。1设计计算步骤外压容器壁厚的设计计算步骤如下：a．根据等比中值计算公式S。：—nS—01_+m—S02，m十Ⅱ初设外压容器的计算壁厚S。，算出所要设计容器筒体的L／D。和Do／S。的值。b．在文献[1]中图25．3的左侧纵坐标上查找L／D。值，由此点引水平线向右与相应的D。／S。线相交(遇中间值用内插法，若L／D。>50，则按L／D。=50查图)，由交点沿垂直线方向向下求得横坐标A点(系数A值即占)。c．根据外压容器材料选择相应的材料温度线(文献[1]的图25-5、25-6、25-7)，在图的下方横坐标找到A点。d．若A点在材料温度线的右方，

3、则由此点竖直上移，与材料温度线相交(遇中间值用内插法)，再将此交点沿水平方向向右求得纵坐标B点(系数日值)。e．若A点在材料温度线的左方，则可直接应用文献[1]的式(25．11)求得曰值。f．按系数B利用文献[1]中的式(25—12)求得许用外压[P]。g．比较设计外压P与许用外压[P]。若P≤[P]，且接近[P]，所确定的壁厚可用；若小得太多，则将s。适当减小，重复上述步骤计算，直到P≤[P]，且接近[P]为止；若P>[P]，需将所设的计算壁厚增大，重复上述步骤计算，直到P≤[P]，且接近[P]为止。h．按S=S。+C，并根据钢板规格，最后确定

4、设计外压容器筒体所需的厚度。2实例应用2．1实例1已知分馏塔的内径为2m，塔身(不包括两端椭圆形封头)长度为6m，封头深度为0．5m，操作温度为260。C，在真空条件下进行分馏，现有8、10、12、14mm厚的209钢板，选择适宜制造这台设备的厚度的钢板。2．1．1塔长度L的计算分馏塔的长度三为：￡=6+2×了1×0．5+2xo．4=6．413m2．1．2塔体的L／D。和D。／S。值的求解所有厚度的钢板的负偏差C．=0．8ram，取钢板的腐蚀裕量C，=1mm，则塔体的计算壁厚分别为6．2、8．2、10．2、12．2ram。}禹文龙，男，1965年

5、1月生，副教授。内蒙古自治区包头市，014043。22化工机械2010年根据等比中值公式(S。。=6．2ram，S02=12．2IBm，／7,=14，m=8)：

6、s。=百nSol+mS02=坠等等型-8．4mmJ)^=一=——————=_——■■———一=6．斗，n十冲6十lq对照原有钢板厚度6．2、8．2、10．2、12．2mm，取塔体的计算壁厚S。=10．2ram，则：L／Do=6413／2024=3．17Do／So=2024／10．2=1982．1．3系数A和系数日的求解由文献[1]中的图25-3查得系数A(即8)为0．00014，再查文献

7、[1]中的图25—5，系数A在材料温度线之左，并查得操作温度为260。C时，E=1．9×105MPa，则由文献[1]的式(25．11)计算系数B：日=÷EA=÷×1．9×105×0．00014=17．7MPa2．1．4塔体壁厚的确定根据文献[1]中的式(25—12)计算许用外压[p]=丽B等-O．09MPa[P]，需将s。增大，故选14ram厚的钢板制造这台分馏塔。2．2实例2已知乙二醇生产中的真空精馏塔内径D；为lm，塔高为lOm，两端椭圆形封头，操作温度200。C，材料为16MnR，若塔体上装两个加强圈，确定塔体和封头的

8、壁厚。2．2．1塔体壁厚的设计2．2．1．1计算壁厚S。由文献[1]中的表25—1查得内径Di为1nl的真空精馏塔塔体的壁厚范围为5、6、8ram，取钢板的负偏差C，=0．8ram，腐蚀裕量C2=1mill，则塔体的计算壁厚分别为3．2、4．8、6．2ram。根据等比中值公式(Sol=3．2ram，S02=6．2mm，／1,；8，m=5)：So=nSoI+mS028×3．2+5×6．2m+n5+8=4．4mm对照3．2、4．8、6．2mm，取塔体的计算壁厚S。=4．8mm。2．2．1．2塔长度￡根据文献[1]中的式(25-13)计算￡值(其中P=

9、0．1MPa，E=1．95×105MPa)：L≤2．6×E×D0(爱)25：竺竺竺竺竺釜!瑚75—2×0．1。。一⋯2．2．1．3塔体的