塔器设备设计教学课件ppt

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1、第11章塔器设备设计一、塔体壁厚的计算二、裙座设计一、塔体壁厚的计算结构组成：塔体－筒节、封头和联接法兰内件－塔板或填料及其支撑装置裙式支座和附件－人孔、进出料接管、各仪表接管、液体和气体的分配装置、塔外的扶梯、平台和保温层。填料塔板式塔一、塔体壁厚的计算塔器多属自支承式设备，一般都很高，且承受多种载荷作用。塔体除应满足强度条件外，还需满足稳定条件。1.按设计压力计算塔体及封头壁厚按内（外）压容器及封头的有关规定，计算塔体及封头的有效厚度δe和δeH。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算工作介质

2、压力重量载荷风载荷地震载荷偏心载荷力学模型：底部固定支撑的悬臂梁。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑴塔设备重量载荷m01－塔设备壳体（包括裙座）质量，Kg。根据求出的壁厚δn、δns、δnH；m02－塔设备内构件质量，kg；（0.2m02指考虑部分内构件焊在壳体上）m03－塔设备保温材料质量，kg；m04－平台和扶梯质量，kg；m05－操作时塔设备内物料质量，kg，ma－人孔、法兰、接管等附属件质量，kg；mw－设备内充水质量，kg；me－设备的偏心质量，kg；一、塔体壁厚的计算2.塔体承受

3、的各种载荷的计算⑴塔设备重量载荷塔设备的操作质量（Kg）：m0=m01+m02+m03+m04+m05+ma+me设备最大质量（Kg）（水压试验时的质量）：mmax=m01+m02+m03+m04+mw+ma+me设备最小质量（Kg）（吊装时的质量，要考虑吊装时的实际质量包含的内容）：mmin=m01+0.2m02+m03+m04+ma+me一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算简化假设：直径、壁厚沿高度变化的圆筒形直立设备，可视为一个多质点体系。每一直径和壁厚相等的一段长度间的质量

4、，可处理为作用在该段高度1/2处的集中载荷.高度hk处的集中载荷mk所引起的水平地震力一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算Cz-结构综合影响系数，圆筒形直立设备取Cz=0.5；α1-设备基本自振周期为T1对应的地震影响系数值；令T=T1按下图查；αmax-地震影响系数的最大值，按下表选取；T－设备自震周期，sT1－设备基本振型自振周期，按下两式进行计算一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算等直径、等壁厚设备的基本自振周期：-不等直径或不等壁厚设备的基本自振周期

5、式中hi－第i段集中质量距地面的高度，mm；Hi－塔顶至第i段底截面的高度，mm；H－塔设备总高，mm；I－第i段的截面惯性矩，mm4；Ii=0.393(Di+Sei)3Sei；mi－第i段的操作质量，kg；Di－塔体内直径，mm；Ei，Ei-1－第i段，第i-1段塔材料的弹性模数，MPa；一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算－－振型参数与系数hk－计算截面I－I以上集中质量mk的作用点距地面的高度，mm。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑵地震载荷计算任意计算截面I－

6、I的地震弯矩h－计算截面距地面高度等直径、等壁厚的设备任意截面I－I的地震弯矩底部截面的地震弯矩【注】当H/Di>5时，设备为柔性结构，须考虑高振型影响，在进行稳定或其他验算时，取地震弯矩值应为上列计算值的1.25倍。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑶风载荷计算自支承式塔设备受风压作用的示意图。塔体会因风压而发生弯曲变形。吹到塔设备迎风面上的风压值，随设备高度的增加而增加。为了计算简便，将风压值按设备高度分为几段，假设每段风压值各自均布于塔设备的迎风面上。塔设备的计算截面应该选在其较薄弱的部

7、位，如截面0-0，1-1，2-2等。两相邻计算截面区间为一计算段；任一计算段的风载荷，就是集中作用在该段中点上的风压合力。任一计算段风载荷的大小，与设备所在地区的基本风压值q0、设备的高度、直径、形状以及自振周期有关。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑶风载荷计算两相邻计算截面间的风载荷为：p0=K1K20q0f0l0De0×10-6Np1=K1K21q0f1l1De1×10-6N·········Pi=K1K2iq0filiDei×10-6N式中：q0－10米高度处的基本风压值。以一般空旷平

8、坦地面、离地面10米高度处，统计得到的30年一遇10分钟平均最大风速vmax(m/s)为标准，按照q0=ρv2/2计算得来的。一、塔体壁厚的计算2.塔体承受的各种载荷的计算⑶风载荷计算fi－风压高度处变化系数，在100m以下时按表17－3选取，中间值按内插法求取；K1－体型系数（空气动力系数），对圆筒设备取K1＝0.7；K2i－风振系数，当塔高H≤20m时，K2i=1.7，当H≥20m时取；－脉动增大系数，按表17－4选取；－