《卧式容器设计》PPT课件
卧式容器设计
目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。
1.2设计思想综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
容器支座PPT课件
包角，使容器容易从鞍座上倾
倒，所以一般θ=120～150度。
鞍座宽度b的大小，一边决定于
设备给与支座的载荷大小，另
一边要考虑支座处筒体内周向
应力不超过允许值。
图3-25 鞍座上的载荷
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图3-26 设置加强板的鞍座
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二、立式设备支座
1、悬挂式支座 ： 主要有底板、筋板和垫板组成， 广泛应用于反应釜和立式换热器上，优点是简单、轻 便，但易产生较大的局部应力，如图示 。悬挂式支座 标准分为A型和B型两个类型。
⑴、鞍座中心线至圆筒体端部的距离A小0.2L。
其中，L为圆筒体长度(两封头切线间距离)， A为鞍座中心线至圆筒体端部的距离。
⑵、当鞍座邻近封头时，则封头对支座处筒体有加强 刚性的作用。因此，在满足A<0.2L时，尽量使 A<0.5Ri(Ri为筒体内半径)。
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3、鞍座的选择搭配
卧式容器由于温度和载荷变化等原因 使容器产生了轴向移动，如果支座都是固 定式的，由于自由伸缩受阻使容器器壁中 可能引起过大的附加应力，所以双鞍座式 中的一个鞍座为固定支座，另一个为活动 支座。
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4、筒体的应力计算与校核
对于卧式容器除了考虑由操作压力引起的薄 膜 应力外，还要考虑容器质量导致筒体横截面 上 的纵向弯矩和剪力。跨中截面和支座截面是 容 器可能发生失效的危险截面。为此必须进行 强
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5、鞍座的包角选择
增大鞍座的包角可以使筒体中的应力降低，
但使鞍座变得笨重，过分的减小
一、卧式容器支座类型
1、类型：
卧式容器的支座有鞍座、 圈座和支腿。小型的设备 采用支腿，而因为自身的 重量可能造成严重挠曲的 薄壁容器可采用圈座。
卧式容器设计课件
目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。
1.2设计思想综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
卧式容器设计..
(2)竖直剪力V 和力偶M 封头本身和封头中物料的重量为 (2/3H)q，此重力作用在封头(含物 料)的重心上。对于半球形封头，可 算出重心的位置e=3/8H，e为封头 重心到封头切线的距离。 按照力线平移法则，此重力可用一 个作用在梁端点的横向剪力V和一个 附加力偶m1来代替，即：
当鞍座邻近封头时，则封头对支座处简体有加强作用。 为了充分利用这一加强效应，在满足A≤0.2L下应尽 量使A≤0.5Ri(筒体内半径)。
注意这里的L为两封头切线之间的距离。 鞍座包角 的大小对鞍座筒体上的应力有直接关系， 一般采用120o、135o、150o三种。 双鞍座中一个鞍座为固定支座，另一个鞍座应为活动 支座。
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力
2.支座截面上筒体的最大轴向应力 计算支座处筒体的轴向弯曲正应力时， 分两种情况进行： 鞍座平面上筒体有加强圈或已被封 头加强(A<0.5Ri)。由整个圆筒截面 承受弯矩，不存在扁塌效应。则该 截面的抗弯断面模数为 Ri2te 。
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
卧式容器(JB4731-2005)
式常压容器；强度计算中增加周向应力考虑鞍座垫板增强作用；鞍座
设计考虑地震载荷；制造技术条件；附录A有集中载荷时强度计算。
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
二 内容说明（下面按标准中章节顺序号） 1。范围 本标准适用于设计压力不大于35MPa 是指 ---。-------------------------。-------------------------。--------------------------。--------------------
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
2）地震及地震影响系数 考虑地震主要是为校核鞍座的强度。（请参见JB/T4731 P44 2节）
1）σ9 增加垫板起加强作用，此时由垫板承受部分Fs力（使鞍座腹板分开的）， 即分母改为 Hsbo+brδre
这里有几点说明：
-地震力不考虑垂直地震力，取水平地震力； -地震力对鞍座的作用，其作用力取筒体轴线方向，因鞍座该方向抗弯性差； -卧式容器按放位置一般不高，风载相对地震较小，计算中没考虑，但对于按放
σ8 是当有外加强圈时加强圈外表面处的应力，
当有内加强圈时加强圈内表面处的应力。 见 JB4735 图7—7
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
卧式容器的合理设计
一般的调节步骤：使A≤0.5Ra→增设鞍座垫板-→增加鞍座包角→增设加强圈。 1）A≤0.5Ra时封头对筒体有加强作用。 -M2抗弯断面为整圆。
对筒体的周向压缩力见图22.5.4-1a在边角处仍需考虑，即为F/4而产生的压缩应
力。第二项为周向弯矩产生的。当垫板起加强作用时，要考虑垫板的加强作用。 关于L/Ra>8时，抗弯有效断面长L=4Ra，W=2/3Raδe L/Ra<8时，抗弯有效断面长L=L/2 , W=Lδe/12
卧式容器
考虑的载荷 内外压及最大压差 容器及介质重量 支座反力 附属设备产生的集中力 附属设备受地震作用对地脚螺栓底部产生的弯矩（H＜10m）。 应力校核 1.圆筒轴向应力 2.圆筒切向应力及封头应力 3.圆筒周向应力 4.鞍座的设计计算 腹板水平拉应力 鞍座压缩应力(地震作用和温差应力) 地震引起的地脚螺栓应力
卧式容器 NB/T47042-2014
一、主 要变化
1、适用范围的变化
NB/T47024
JB/T4731-2005
二、材料
三、强度计算
双鞍座卧式容器可简化为对称分布的承受均布载荷的双铰支点外伸梁。当 外伸长度等于两支点间距离为0.207L时，其支座处和两支点间的中间点的 弯矩相等，故鞍座设置时要求A不宜大于0.2L。
3.圆筒周向应力
σ5---鞍座处圆筒横截面的最低点处，影响因素： L(A) 、鞍座包 角、鞍座轴向宽度和有效厚度δe ； σ6---垫板不起加强作用时，在鞍座边角处，影响因素： L(A) 、 鞍座包角、鞍座轴向宽度、筒体有效厚度δe ； σ6’---垫板起加强作用时，鞍座垫板边角处，影响因素：L(A) 、 筒体有效厚度δe、鞍座包角、鞍座轴向宽度、垫板厚度；
双鞍座卧式容器设计
1.1设计数据的1.05-1.1倍，本次设计选取 1.1，故设计压力为0.4x1.1=0.44MPa。
一、计算筒体和圭寸头壁厚：1、筒体壁厚：已知：D=3000mm , p gh 1000 9.8 3 10压力小于5%设计压力，所以液柱压力可以忽略。
查表得t 189MPa选标准椭圆封头，则其形状系数K=1 1KP c D i 1 0.44 30004.46 mmh t2 0. 5P c 2 148 1 0. 5 0.44nh ( h C1 C2) [4.46 0. 3 1. 5]mm 7mm封头壁厚: 2、0. 0294MPa，可知液柱P c D 0.44 3000P c 2 148 1 0.444.46 mmG=0.3mm C2=1.5mmC1 C2) (4.46 0. 3 1. 5) 7mm (G C2) [7 (0. 3 1. 5)] mm 5.2 mmeh nh (G C2) [7 (0.3 1.5)] mm 5.2mm 由此可得:公称直径DN/mm 总深度H/mm 容积Vf/m 33000 790 3.817注：图中Hi表示封头的曲面深度，Di为筒体的内径即：公称直径DN , n为封头名义厚度。
封头名义厚度为nh 7mm,封头深度为H 790mm，直边高h为40mm1、设备总重Q：Q mr ax g 78780 10N 787800N2、作用于每个支座上的反力：三、筒体轴向应力验算：1、轴向弯矩计算：已知：L=(8000+80)mm=8080mm , A=750mm , H=790mm , i&1500mm(1)鞍座截面处的弯矩:235000N ? m(2)跨中截面处的弯矩:计算容器重量载荷和支座反力:787800N 393900NRmRi5 2(1500 )mm 1503mmM a FA1A R2H2L 2AL )1 4H)393900 750 (13L,750 150027900218080 2 750 8080)N ? mmd4 790 ?1 3 8080图1-1 :椭圆圭寸头示意图2、轴向应力计算：由上面的计算结果可知跨中截面弯矩远大于鞍座截面处的弯矩，要计算跨中截面处的弯矩在筒体跨中截面的轴向应力:则满足强度及稳定性的要求 四、鞍座处的切向剪应力校核： A 350 因 △.芟00.496 0.5，即• A 0.5R m ,可认为鞍座靠近封头，封头对R m 705鞍座处筒体有加强作用。
卧式容器设计培训教
3 2 8
当P为正压或外压时，σ分别为拉应力或压应力
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二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力 2.支座截面上筒体的最大轴向应力 如果筒体横截面上既无 扁塌区域 加强圈又不被封头加强， 该截面在轴向弯矩作用下， 筒体的上半部分截面发生 变形，使该部分截面实际 上成为不能承受纵向弯矩 的“无效截面”，而剩下的下半部分截面才是承受 弯矩的“有效截面”，这种情况称为“扁塌效应”。
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N
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一、双鞍座结构及载荷分析
1.均布载荷q和支座反力F 对于平封头，H=0
2F q L
2.竖直剪力V和力偶M 封头和封头中的介质重量 液体静压向外推力构成的力偶
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一、鞍座结构及载荷分析
2.竖直剪力V和力偶M
V
M
2 Hq 3
ห้องสมุดไป่ตู้
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q 2 ( Ri H 2 ) 4
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二、筒体的应力计算与校核
(二)筒体的切向剪应力
剪力在支座截面处为最大，该剪力在筒体中引起切 向剪应力，有下列三种情况： 1.筒体有加强圈，但未被封头加强，筒体不存在扁塌效 应，在水平中心线处有最大值。
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一、鞍座结构及载荷分析
2 Ri2 H 2 1 2 L C1 4H 41 ÷ 3 L
式中
可由右图查的。M1为正 值表示上半筒体受压缩， 下半筒体受拉伸
图3-17 系数C1
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一、鞍座结构及载荷分析
筒体在支座截面处的弯矩为：
q 2 A M 2 ( Ri2 H 2 ) HqA qA( ) 4 3 2 A Ri2 H 2 1 FA A R L 2 AL FA 1 [1 C3 i C2 ] 4H L A C2 1 3 L 4H 式中：C2 1 3 L Ri2 H 2 C3 2Ri L
卧式容器
卧式容器第一节 概述卧式容器的设计，除按常规计算圆筒、封头外，还应验算支座处的局部应力。
此局部应力的计算取决于支座的结构型式。
卧室容器的支座型式有鞍式支座、圈座和支腿式支座。
一般对于大直径的薄壁容器和真空操作的卧式容器或支承点多于两个时可采用圈座。
支腿式支座结构虽简单，但由于支承反力集中于局部壳体上，故只适用于较轻的小型卧式容器。
对于较重的大设备，通常采用鞍式支座。
目前应用的鞍式支座，大多是双鞍座式。
从受力情况来分析，支座越多其容器内产生的应力越小，但由于地基不均匀的沉陷、基础水平度的误差或筒体不直、不圆等因素造成支座反力分布不均，反而使局部应力增大，因此一般都采用双支座。
对于此类卧式容器，其受力分析和强度设计都以齐克（L.P.Zick ）提出的理论为基础，即将卧式容器当作受均布载荷的双支点的外伸简支梁来分析的，但这种近似分析所求得的各项应力与通过实验测定的各应力值并不完全相同，所以在应力计算式中进行了修正，并按应力的性质对各应力值进行了控制。
我国及其他不少国家都以此理论为依据制订卧式容器的设计规范。
第二节 卧式容器计算一、设计规范1、GB150《钢制压力容器》——国家标准 适用范围：（1）鞍式支座（或圈座）支承的薄壁容器； （2）几何形状对称、载荷均布的容器； （3）承受非交变性载荷作用的容器；（4）两支座，且鞍座形心到封头切线之间的距离A ≤0.2L ； （5）鞍座包角θ在120°≤θ≤150°范围内。
2、HGJ16《钢制化工容器强度计算规定》——化工部标准 适用范围：三鞍座卧式容器的设计和计算。
二、受力分析1、受力分析图、弯矩图和剪力图（见图1）2、外载荷（1） 设计压力p （内压或外压） （2）（2）均布载荷q容器的质量作用于假想的简支梁（即卧式容器）上，容器质量包括容器自身质量、充满水或所容介质的质量、所有附件及保温层等质量。
简支梁的长度为筒体L 加上两个封头的折算长度，封头折算长度2/3h i ；得单位长度载荷q 。
卧式容器设计培训教材(PPT28张)
对于半球形封头， Ri=H,M=0 对于平封头，H=0, q 2 2 M (R H ) i 4
图 3 1 6 双 鞍 座 卧 式 容 器 的 受 载 分 析
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一、鞍座结构及载荷分析
(二)内力分析 1.弯矩 最大弯矩发生在梁跨度中央的截面和支座截面上。
q 2 2 L L L L ( Ri H 2 ) Hq ( ) F ( A) q ( )( ) 3 21 4 3 2 2 2 4 2F 以q 代入得 4 L H 3 2 2 FL 1 2 Ri H 4 A M1 N mm 3 22 F (C1 L A) 4 1 4 H L 3 L M1
式中K为考虑扁塌效应使断面模数减少的系数。 式中M2为负值。 对于筒体有加强的情况，K1=K2=1.0
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二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力 3.筒体轴向应力的校核
σ1 σ3 σ4
σ1
σ2
图3-21 筒体的轴向应力示意图 筒体上最大轴向应力为 1 ～ 4 ，其位置如上。 计算得到的 轴向拉应力不得超过材料的许用应力 [ ] t ，压应力不得超过 t 轴向许用临界应力和材料的 [ ] 。
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一、双鞍座结构及载荷分析
1.均布载荷q和支座反力F 对于平封头，H=0
2F q L
2.竖直剪力V和力偶M 封头和封头中的介质重量 液体静压向外推力构成的力偶
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一、鞍座结构及载荷分析
2.竖直剪力V和力偶M
V
M
2 Hq 3
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q 2 ( Ri H 2 ) 4
A<0.5Ra(Ra为筒体平均半径)。
卧式容器合理设计
19 9 4
年 第
2
期
卧 式 容 器 合 理 设 计
徐冠 南
( 南 京 化 学 工 业 ( 集 团 ) 公 司磷 肥 厂
210048 )
摘
A
,
要
通 过 应 力 今析 指 出 卧 式 容器 合 理 设 计 应 全 面 考 虑 容 器 的 长 径 比
。 。
L /
D
、
鞍 座位 呈
必 要 时 应 增 设加 强 圈
, 。 。
奈
.
.
.
.
,
今 今令 宁
,
温 差 才能满 足 三 效 蒸 发 系 统 的 运 行 要 求 一 个较 好的 解决办法 是在第 一效采取适 当加压
,
效 蒸发装 置 的蒸 汽 用 量 可 见 在 大 型 装 置 中
,
三 效 系 统 的 节 能效 果 是 比 较 显 著 的 加 压 蒸
的 方 式 提 高 料 浆 温 度 并 同 时 提 高蒸 汽 压 力 便可 展 宽 总 传热 温 差 如 果 不采 用 加 压 方
, 。
卧 式 容 器 的 合 理 设 计谈 几 点粗浅 见 解
1
。
轴 向弯 曲 力矩 和 设 计 压 力两 部 分 引起 的 轴 向
应 力组 成
。
受 力分 析 简述
要 做 到 卧式 容 器 的 合 理 设 计 必 须 对 其 各
。
由前 图可 知 卧 式容 器 同承 受均 布 载 荷 两 支 点 的 外 伸 梁一 样 须 校 核 危 险截 面 的 承
(
3
, ,
. ,
4k g
蒸 汽 同单 效 相 比 可节 约 蒸 汽
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
（一）总体结构
支座形式及特点 化工厂的贮槽、换热器等设备一般都是两端 具有成型封头的卧式圆筒形容器。卧式容器 由支座来承担它的重量及固定在某一位置上。 常用卧式容器支座形式主要有鞍式支座、圈 座和支腿三种，如图所示。 支腿的优点是结构简单，但反力给壳体造成 很大的局部应力，用于较轻的小型设备。
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
L
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
(1)均布载荷q、支座反力F 假如容器总重量为2F，则作用在外伸梁 上(梁全长仍为L)单位长度的均布载荷为：
对于平封头，H＝0，则 由静力平衡条件，对称配置的双鞍座中 每个支座的反力就是F，或写成：
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析 • 模型简化 置于对称分布的鞍座上卧式容器 所受的外力包括载荷和支座反力。载 荷除了操作内压或外压(真空)外，主 要是容器的重量(包括自重、附件和保 温层重等)，内部物料或水压试验充水 的重量。容器受重力作用时，双鞍座 卧式容器可以近似看成支承在两个铰 支点上受均布载荷的外伸简支梁。当 解除支座约束后，梁上受到如下外力 的作用。（如右图）
当鞍座邻近封头时，则封头对支座处简体有加强作用。 为了充分利用这一加强效应，在满足A≤0.2L下应尽 量使A≤0.5Ri(筒体内半径)。
注意这里的L为两封头切线之间的距离。 鞍座包角 的大小对鞍座筒体上的应力有直接关系， 一般采用120o、135o、150o三种。 双鞍座中一个鞍座为固定支座，另一个鞍座应为活动 支座。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座卧式容器的受力状态可简化为受均布载荷的外 伸简支梁，按材料力学计算方法可知，当外伸长度A ＝0.207L时，跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝 对值相等，所以一般近似取A≤0.2L，其中L取圆筒体 长度(两封头切线间距离)，A为鞍座中心线至封头切 线的距离。如A>0.2L，则由于外伸作用而使支座截面 处壳体的弯矩太大，A最大不得大于0.25L。
卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(三) 内力分析 (1)弯矩 最大弯矩发生在梁跨度中央的截面和支座 截面上，而最大剪力在支座器设计 一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
• 载荷分类
长期载荷 设计压力——内压、外压； 液体静压力； 容器质量载荷——自身质量，容器所容纳的物料质量，保温层、梯子平 台、接管等附件质量载荷。 短期载荷 风载、地震载荷(一般取地震载荷)，水压试验充水重。 附加载荷 在JB/T 4731的附录A中增加有卧式容器上的附加载荷。这是考虑卧式容 器上设有立式设备，如换热器、精馏柱、除氧头、液下泵、搅抖器等附 属设备(高度均小于10m)时，它对卧式容器圆筒体产生附加弯矩及支座 反力。实质上，附加载荷也是一种长期载荷。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
(1)均布载荷q、支座反力F
容器本身 的重量和容器内物料的重量可假设为沿 容器长度的均布载荷。因为容器两端为 L 凸形封头，所以确定载荷分布长度时， 首先要把封头折算成和容器直径相同的 当量圆筒。对于半球形、椭圆形和碟形 等凸形封头可根据容积相等的原则，折 算为直径等于容器直径，长度为2/3H (凸形封头深度)的圆筒，故重量载荷作 用的长度为： /
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
(2)竖直剪力V 和力偶M 对液体静压力进行积分运算，可得 到如下的结果： 将式(3—20)的m1与式(3—21)的m2 两个力偶合成一个力偶M：
显而易见，对于半球形封头，Ri＝H， M＝0； 而平封头，H＝0，M＝q/4×R2。
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对于平封头的V与m1皆为零。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
(2)竖直剪力V 和力偶M 当封头中充满液体时，液体静压力 对封头作用一水平向外推力。因为 液柱静压沿容器直径呈线性变化， 所以水平推力偏离容器轴线，对梁 的端部则形成一个力偶m2。 对液体静压力进行积分运算，可得 到如下的结果：
卧式容器设计
武汉工程大学机械工程学院 曾 真
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卧式容器设计 前言
卧式容器广泛应用在石油化工、医药、食品等工业
领域，卧式是相对于立式而言的，其筒体轴线一般 为水平。设计所遵循的主要标准有…
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卧式容器设计
前言
卧式容器设计的特点
卧式压力容器的设计由于其支承方式的特点决 定了其设计的特殊性，按JB/T4731-2005 《钢制卧式容器》，其设计步骤为： 1）卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外 压或常压)确定壁厚； 2）再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校 核轴向、剪切、周向应力及稳定性；
(二) 载荷分析
(2)竖直剪力V 和力偶M 封头本身和封头中物料的重量为 (2/3H)q，此重力作用在封头(含物 料)的重心上。对于半球形封头，可 算出重心的位置e=3/8H，e为封头 重心到封头切线的距离。 按照力线平移法则，此重力可用一 个作用在梁端点的横向剪力V和一个 附加力偶m1来代替，即：