鞍座计算与选择

单位参数名称数值MPa圆筒内直径DiMPa圆筒平均半径Ra圆筒名义厚度δn圆筒有效厚度δe封头名义厚度δhnMPa封头有效厚度δheMPa鞍座垫板名义厚度δrnMPa鞍座垫板有效厚度δreMPa鞍座腹板名义厚度boMPa两封头切线间距离LMPa圆筒长度LcMPa封头曲面深度hiMPa鞍座轴向宽度bkg/㎜3鞍座包角θkg/㎜3鞍座底板中心至封头切线距离Akg/㎜3焊接接头系数Φ设计温度kg/㎜3试验压力PT筒体质量m1封头质量m2附件质量m3封头容积VHVH=㎜3容器容积V=πDi2LC/4+2VH=隔热层质量m5卧式容器强度计算表参数名称数值设计压力P5封头材料5鞍座材料5计算压力Pc5圆筒材料5圆筒材料设计温度下许用应力[σ]t5封头材料设计温度下许用应力[σ]tn5圆筒材料常温许用应力[σ]5封头材料常温许用应力[σ]h5圆筒材料常温弹性模量E5圆筒材料设计温度下弹性模量Et5鞍座材料许用应力[σ]sa5圆筒材料常温屈服强度ReL5操作时物料密度γo5物料充装系数Φo5圆筒材料密度γs7850封头材料密度γh7850m2=m3=液压试验介质密度γt1000支座反力计算m1=π(Di+δn)Lcδnγs=容器内充液质量m4操作时m4=VγOΦO=液压(或气压)试验时m'4=VγT=m5=0总质量m操作时m=m1+m2+m3+m4+m5=压力试验时m'=m1+m2+m3+m'4+m5=支座反力F操作时F'=mg/2=压力试验时F=m'g/2=F=max(F',F)=圆筒轴向弯矩计算圆筒中间处横截面上的弯矩M1,MT1操作时M1=1+2(R2a-h2i)/L2压力试验时MT1由Ra/2=，A=，θ=查表7-1得K1=，K2=操作时B=Mpa,[σ]tac=min{[σ]t,B}=充满水未加压状态B0=MPa，[σ]0ac=min{0.9ReL(Rp0.2),B0}=操作状态充满水未加压状态加压状态由Ra/2=，A=，θ=查表7-1得K3=，K4=支座处横截面上的弯矩M2,MT2操作时压力试验时系数K1、K2操作状态σ1=PcRa/(2δe)-M1/(πRa2δe)=σ2=PcRa/(2δe)+M1/(πRa2δe)=σ3=PcRa/(2δe)-M2/(K1πRa2δe)=σ4=PcRa/(2δe)+M2/(K2πRa2δe)=∣min(σT1,σT3)∣≤[σ]acmax(σT2,σT4)≤0.9ΦReL(Rp0.2)水压试验状态充满水未加压状态σT1=-MT1/(πRa2δe)=σT3=-MT2/(K1πRa2δe)=加压状态σT2=PTRa/(2δe)+MT1/(πRa2δe)=σT4=PTRa/(2δe)+MT2/(K2πRa2δe)=切向剪应力计算系数K3、K4应力校核许用压缩应力[σ]acA=0.188δe/Di=根据圆筒材料,按GB150规定取B值max(σ1,σ2,σ3,σ4)≤Φ[σ]t∣min(σ1,σ2,σ3,σ4)∣≤[σ]tac单位㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜(º)㎜℃Mpakgkgkg㎜3kgkgkgkgkgNNN支座反力计算圆筒轴向弯矩计算MPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa切向剪应力计算必填数据计算数据单位MPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPakg/㎜3kg/㎜3kg/㎜3kg/㎜3筒体质量m1封头质量m2附件质量m3封头容积VHVH=㎜3隔热层质量m5卧式容器强度计算表圆筒轴向弯矩计算操作时F'=mg/2=压力试验时F=m'g/2=F=max(F',F)=支座反力Fm5=压力试验时m'=m1+m2+m3+m'4+m5=操作时m=m1+m2+m3+m4+m5=参数名称容器内充液质量m4总质量mm1=π(Di+δn)Lcδnγs=m2=m3=操作时m4=VγOΦO=液压(或气压)试验时m'4=VγT=圆筒材料密度γs封头材料设计温度下许用应力[σ]tn封头材料常温许用应力[σ]h圆筒材料设计温度下许用应力[σ]t封头材料密度γh操作时物料密度γo物料充装系数Φo鞍座材料许用应力[σ]sa圆筒材料常温屈服强度ReL圆筒材料常温弹性模量E圆筒材料设计温度下弹性模量Et设计压力P计算压力Pc圆筒材料封头材料鞍座材料圆筒材料常温许用应力[σ]100055支座反力计算液压试验介质密度γt5555785078505555数值55555由Ra/2=，A=查表7-1得K1=，K2=操作时B=Mpa,充满水未加压状态B0=MPa，操作状态充满水未加压状态加压状态由Ra/2=，A=查表7-1得K3=，K4=筒体τ≤0.8[δ]t=封头应力校核内压引起的应力查GB150得形状系数K(标准椭圆封头K=1)=σh=KPcDi/(2δhe)=椭圆形查GB150得形状系数K(标准椭圆封头K=1)=球面部分半径Rh=碟形ARa/2τ=K3F(L-2A)/(Raδe(L+4hi/3))=A≤Ra/2筒体中:τ=K3F/(Raδe)=封头中:τh=K4F/(Raδhe)=切向剪应力计算系数K3、K4圆筒中间处横截面上的弯矩M1,MT1操作时M1=压力试验时MT11+2(R2a-h2i)/L2支座处横截面上的弯矩M2,MT2操作时压力试验时系数K1、K2σ1=PcRa/(2δe)-M1/(πRa2δe)=操作状态σ2=PcRa/(2δe)+M1/(πRa2δe)=σ3=PcRa/(2δe)-M2/(K1πRa2δe)=σ4=PcRa/(2δe)+M2/(K2πRa2δe)=水压试验状态加压状态充满水未加压状态σT1=-MT1/(πRa2δe)=σT3=-MT2/(K1πRa2δe)=σT2=PTRa/(2δe)+MT1/(πRa2δe)=σT4=PTRa/(2δe)+MT2/(K2πRa2δe)=A=0.188δe/Di=max(σT2,σT4)≤0.9ΦReL(Rp0.2)应力校核许用压缩应力[σ]acmax(σ1,σ2,σ3,σ4)≤Φ[σ]t∣min(σ1,σ2,σ3,σ4)∣≤[σ]tac∣min(σT1,σT3)∣≤[σ]ac半球形由θ=查表7-3得K5=圆筒的有效厚度b2=b+1.56=加强圈参数材料e=㎜个㎜2㎜4设计温度下许用应力[σ]trMpaτ≤1.25[δ]t-σh封头鞍座垫板厚度δre=(k为系数,当容器不焊在支座上时,k=1;当容器焊在支座上时,k=0.1)在横截面最低点处无垫板或垫板不起加强作用,A/Ra=系数K5、K6应力校核鞍座处圆筒周向应力计算鞍座垫板边缘垫板起加强作用时应力校核|σ5|≤[σ]t|σ6|、|σ'6|≤1.25[σ]t横截面最低点处的周向应力σ5=kK5F/(b2(δe+δre))=鞍座边角无加强圈圆筒有加强圈圆筒加强圈数量n=组合截面总面积A0=组合截面总面积I0=在鞍座边角处当L/Ra≥8时,σ6=-F/(4b2δe)-3K6F/(2δ2e)=当L/Ra8时,σ6=-F/(4b2δe)-12K6FRa/(Lδ2e)=σ5=kK5F/(b2δe)=参数名称数值单位圆筒内直径Di㎜圆筒平均半径Ra㎜圆筒名义厚度δn㎜圆筒有效厚度δe㎜封头名义厚度δhn㎜封头有效厚度δhe㎜鞍座垫板名义厚度δrn㎜鞍座垫板有效厚度δre㎜鞍座腹板名义厚度bo㎜两封头切线间距离L㎜圆筒长度Lc㎜封头曲面深度hi㎜鞍座轴向宽度b㎜鞍座包角θ(º)鞍座底板中心至封头切线距离A㎜焊接接头系数Φ设计温度℃试验压力PTMpakgkgkg容器容积V=πDi2LC/4+2VH=㎜3kgkgkgkgkgNNN卧式容器强度计算表圆筒轴向弯矩计算0支座反力计算，θ=MPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa[σ]tac=min{[σ]t,B}=MPa[σ]0ac=min{0.9ReL(Rp0.2),B0}=MPa，θ=MPaMPaMPaMPaMPa内压引起的应力查GB150得形状系数K(标准椭圆封头K=1)=σh=KPcDi/(2δhe)=查GB150得形状系数K(标准椭圆封头K=1)=球面部分半径Rh=切向剪应力计算1+2(R2a-h2i)/L2σT1=-MT1/(πRa2δe)=σT3=-MT2/(K1πRa2δe)=σT2=PTRa/(2δe)+MT1/(πRa2δe)=σT4=PTRa/(2δe)+MT2/(K2πRa2δe)=根据圆筒材料,按GB150规定取B值MPa查表7-3得K6=㎜(º)τ≤1.25[δ]t-σh(k为系数,当容器不焊在支座上时,k=1;当容器焊在支座上时,k=0.1),A/Ra=鞍座处圆筒周向应力计算σ5=kK5F/(b2δe)=加强圈结构参照图7-8、7-9选用计算书筒体筒体直径(mm)1000筒体长度(mm)2000碳钢(Kg)397.73不锈钢(Kg)401.78标准椭圆封头(EHA)直径(mm)1000厚度(mm)12封头数量(只)1碳钢(Kg)109.12碟形封头DHA直径(mm)2000厚度(mm)32封头数量(只)1碳钢(Kg)1153.1444圆板直径(mm)635厚度(mm)43碳钢(Kg)106.896不锈钢(Kg)107.986钢管外径(mm)19壁厚(mm)2碳钢(Kg)1.68不锈钢(Kg)1.69环板外径(mm)65内径(mm)25碳钢(Kg)1.33不锈钢(Kg)1.35截面锥体大端直径(mm)1500小端直径(mm)600高度(mm)1000碳钢(Kg)454.32不锈钢(Kg)458.95圆锥体底直径(mm)500半锥角(°)68高度(mm)102.2186351斜边长度(mm)272.87碳钢(Kg)22.93不锈钢(Kg)23.17圆钢外径(mm)16长度(mm)250碳钢(Kg)0.39不锈钢(Kg)0.40方板长度(mm)170宽度(mm)500碳钢(Kg)6.67不锈钢(Kg)6.74角钢斜边长度(mm)边宽度b(mm)20边厚度d(mm)4碳钢(Kg)0.01不锈钢(Kg)0.01梯形钢板上边宽度b(mm)600下边宽度a(mm)500碳钢(Kg)12.95不锈钢(Kg)13.08接管尺寸(外径尺寸mm)A系列B系列DN1017.214DN1521.318DN2026.925DN2533.732DN3242.438DN4048.345DN5060.357DN150168.3159DN200219.1219DN250273273DN300323.9325DN350355.6377DN400406.4426DN450457480DN500508530DN600610630圆半径R(mm)157.5三角形高h(mm)88弓形弦长b(mm)261.25弓形弦角(º)112.06弓形高h1(mm)69.5A1面积(m2)0.0537扇形面积计算求面积A2面积(m2)0.0115A3面积(m2)0.0128(A1+A2)面积(m2)0.0652(A1+A2)面积(m2)1.550318937锥形直径d(mm)2000锥形形高H(mm)1000顶锥角c(º)90展开扇形顶角a(º)254.56展开扇形顶角(º)母线b(mm)1414.21A1侧面积(m2)4.44扇形面积计算锥形展开尺寸面积计算求面积锥形直径d1(mm)1014锥形直径d1(mm)锥形直径d2(mm)526锥形形高h(mm)262锥形形高H(mm)544.40锥形形高g(mm)282.40顶锥角c(º)85.9253锥形直径d2(mm)展开扇形顶角a(º)245.35展开扇形顶角a(º)母线b(mm)743.92母线e(mm)358.02母线(b-e)(mm)385.90A1侧面积(m2)0.8661台锥形展开尺寸面积计算求面积筒体板厚(mm)8直边高度(mm)25不锈钢(Kg)110.23直边高度(mm)25θ(弧度)1.1464不锈钢(Kg)1164.90C10.2278扁钢宽度(mm)100厚度(mm)碳钢(Kg)7.85不锈钢(Kg)长度(mm)2000法兰重量接管法兰碳钢合计0.62.28板厚(mm)60板厚(mm