接管长度的计算

化工设备接管长度的计算方


1　前言
在化工设备的设计过程中，为了计算接管的重量和设备的总重或为制造时下料提供参考尺寸，常常需要准确地计算设备上接管的长度，但多数设计人员往往认为接管长度的计算太麻烦或不掌握其计算方法而采取估算，这在管径较大，设备直径相对较小的情况下会产生很大的误差。还有的设备人员制做了表格，查表计算，但表格中的数据不能包括全部接管的情况，应用范围窄，需要内插或外推，会引起较大的误差，同时由于制表及查表的计算有两次舍入，也会产生较大的误差。因此有必要总结出接管长度的计算公式，以利于设计工作的顺利进行，特别是目前计算机已很普及，在利用AUTOCAD进行绘图设计的同时，更可以方便快捷地利用计算机编程进行接管长度的计算。

2　圆筒体侧壁接管长度的计算
圆筒体侧壁接管是各种化工设备上最常见的一种接管形式。其长度为：L=l1+s+l2-(k-1)mm其中l1为接管伸出筒体长度，根据管径的不同及是否保温按有关规定从手册中查取，如《钢制化工容器结构设计规定》，《材料与零部件》等，S为筒体壁厚，K为焊缝高，可参考有关的法兰标准中的规定，通常取K等于1倍的接管壁厚。l2为接管在筒内伸段长度，其长度为：




式中：Di—筒体内径　mm
d—接管外径　mm



3　椭圆封头接管长度的计算
化工过程中压力容器的封头最常见的就是椭圆封头，这类接管长度的计算因封头曲线方程较复杂而更加不易计算准确，因此也特别需要总结出计算公式，接管总长：
L=l1+l2+S-(k+1) mm
其中l1、l2、S、K的意义同前，l2等于A、B两点纵向高度即纵坐标之差。设椭圆封头曲线方程为：
得到：

式中XA为接管偏心距，a、b为椭圆长、短半轴。
当椭圆封头为标准椭圆封头时：


4　球形封头接管的计算
球形封头的接管形式有径向的非径向接管两种形式，径向接管长度的计算与圆筒体侧壁接管的计算相同，非径向(即偏心)接管长度的计算则有所不同，接管总长：
L=l1+S+l2-(k+1)　mm
其中l1、l2、S、K的意义同前，l2等于A、B两点纵向高度即纵坐标之差。设球形圆封头曲线方程为：
x2+y2=r2=Di2
由xA2+yA2=Di2和xB2+yB2=Di2得到：

则
式中Di—球形封头内半径，即筒体内径
XA—接管偏心距
d—接管外径

5　将以上的计算结果进行圆整，即可得到精确的接管长度
6　接管长度计算程序
5　INPUT Di.d.a.b.l1，S.K.Xa
10　IF a=b THEN 30
15　IF b/a=0.5 THEN 45
20　l2=b/a*(SQR(a*a

-Xa*Xa)-SQR(a*a-(Xa+0.5*d)∧2))
25　GOTO 6
0
30　IF Xa=0 THEN 55
35　l2=SQR(Di*Di-Xa*Xa)-SQR(Di*Di-(Xa+0.5*d)∧2))
40　GOTO 60
45　l2=0.5*(SQR(a*a-Xa*Xa)-SQR(a*a-(Xa+0.5*d)∧2))
50　GOTO 60
55　l2=0.5*(Di-SQP(Di*Di-d*d))
60　L=l1+l2+S-(k+1)
65　PRINT “L=”；L
70　END

7　说明
在以上的计算中，当接管为径向接管时计算式中的S即为壁厚，若为偏心接管时S并不等于壁厚，多数情况下当偏心距较小时可以近似认为S与壁厚相等，这样的近似是完全合理的，不会引起大的误差，当偏心距很大，S与壁厚相差较大时，可用以下方法计算S。





(1)球形封头
设壁厚为S′　则


经整理　S4-(2s′2+4rs′+4r2-4xA2)+(s′4+4rs′3+4r2s′2)=0
故　S2=(s′2+2rs′+2r2-2xA2)±
可求得S。
(2)标准椭圆封头



则①式代为：

经整理　S4-(2c+4b2+xA2)s′2+c2=0 即可由此式求出S。
作者单位：化工部天津化工研究院