固体料仓计算总结.doc

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1、固体料仓计算总结  固体料仓计算总结摘要料仓在化工行业中是用来储藏固体(松散的颗粒或粉料)物料的重要设备。  在化工生产中,料仓不仅用来储存物料,同时还起着促使物料平衡和性能均化的作用。  固体料仓的设计标准由JB/T4735-97《钢制焊接常压容器》中的一个章节改版为NB/T47003.2-xx《固体料仓》一个独立标准,其设计理论有了重大变化,料仓的设计、制造、检验已成独立的体系。  本文对NB/T47003.2-xx《固体料仓》的计算过程稍作探讨。  关键词詹森理论;莱姆伯特理论;计算excel表格化;中途分类号TB21A固体料仓是储存固体松散物料的容器。  松散

2、的固体物料对物料面以下的容器壁,产生垂直压力、水平压力、在物料流动的情况下对壁面还产生摩擦力。  所以设计固体料仓时除要考虑容器的共性外,还要考虑到他的特殊性。  JB/T4735-97《钢制焊接常压容器》(以下简称JB/T4735)第14章中的料仓设计采用了詹森理论为基础的计算方法,由于詹森理论对料仓的计算进行了几种简化假设,因此对粘性物料和料仓直径较大、高度较高的情况下,詹森理论就表现出了局限性。  在研究者们对料仓的设计理论进行大量研究的前提下,NB/T47003.2《固体料仓》(以下简称NB/T47003.2)采用了更为符合客观实际的莱姆伯特理论作为料仓计算的

3、基础,形成了更为系统的计算标准。  笔者在设计一台CPVC料仓过程中,依据此标准进行了全面的计算,并结合此标准编制了excel,使得计算过程快速、准确。  现将计算过程中对NB/T47003.2《固体料仓》标准的理解总结如下。  1载荷输入固体料仓所承受的载荷分为静载荷和动载荷。  其结构与塔器相类似,因此在载荷的取法上有所相同但也有区别。  JB/T4710-xx《钢制塔式容器》(以下简称JB/T4710)。  下面就针对3个标准对载荷的取法做一比较。  1.1静载荷;对设计压力、料仓储存物料引起的压力和雪载荷NB/T47003.2与JB/T4735是相同的。  在

4、料仓质量计算上JB/T4735与JB/T4710完全一致,而NB/T47003.2则有所变化,见表1表1由上表可以看出NB/T47003.2在质量计算上相对于JB/T4735和JB/T4710减少了3项,笔者认为除偏心质量应视具体情况确定外,内件质量和保温或防护材料质量应由料仓所处工况确定①当风载荷起决定性因素情况下,可不计入二者质量;②当地震载荷起决定性因素情况下,应计入二者质量;③当风载荷和地震载荷都很大的情况,应分别计算包括或不包括二者质量情况下仓壳产生的应力,取应力大者为校核条件。  宗旨就是要找出哪种工况下对壳体会产生最大的应力。  本台料仓经过计算,由包括

5、二者质量产生的仓壳应力为最大值。  1.2动载荷1.2.1风载荷NB/T47003.2与JB/T4735及JB/T4710是基本相同的。  由公式Pi=K1K2iq0filiDoi×10-6(N)求得,其中Doi有所区别NB/T47003.2与JB/T4735的Doi为料仓各计算段的外径;而JB/T4710中的Doi为塔体外径并计及保温(防火)层、扶梯宽度、操作平台宽度、塔顶管线及保温宽度后的有效直径。  之所以由此区别,笔者认为塔器的高径比通常很大,计算有效直径更能反应出风载荷对塔体的影响;而料仓大多高径比较小,因此在直径的取法上做了简化,便于工程计算。  1.2.

6、2地震载荷1.2.2.1水平地震力JB/T4735是参照JB/T4710按照谱分析法进行水平地震力计算,而工程实践中,多数料仓并不是落地裙座式结构,很多采用耳式支座、短裙座式等结构,并且料仓的高径比往往小于塔器的高径比,此时按塔结构按谱分析法计算并不合适。  因此NB/T47003.2采用了较为简便的底部剪力法进行水平地震力的计算,在计算公式FE=Iα1meqg上增加了“与物料特性有关的使用系数I”,以此来控制危险物料的载荷。  1.2.2.2垂直地震力的计算三个标准一致。  需说明的是在我国大部分地区,设防烈度都是7°,一般不考虑垂直地震力的影响。  只有当设防烈度

7、为8°或9°地区应考虑垂直地震力的作用。  2物料对仓壳圆筒的作用力2.1料仓壳体设计流程(见图1)图1由图1可以看出料仓壳体设计过程中,在保证容积前提下,调整直径Di和壁厚δ,找到一个合理的高径比,既满足强度、刚度要求又能满足工程的经济合理性。  对大型料仓尤为重要。  2.2物料对仓壳圆筒的作用力分为垂直压应力(Pv)、水平压应力(Ph)和摩擦力(Ff)见图2,詹森理论与莱姆伯特理论的区别正是体现在对这三个应力的计算上。  NB/T47003.2在计算三个应力中为了描述摩擦平衡载荷曲线,引入了特性纵坐标系数,由公式可以看出A值的大小是由物料的内摩

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