双鞍座卧式容器设计

1.1设计数据

表1-:1：设计数据

计压力是根据最高工作压力来确定，原则是根据最危险的操作情况而定。通常选取工作压力的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、计算筒体和封头壁厚： 1、筒体壁厚：

已知：D i =3000mm , MPa gh p 0294.01038.9100061=⨯⨯⨯==-ρ ,可知液柱压力小于5％设计压力，所以液柱压力可以忽略。 查表得[]MPa t

189=σ

[]mm p D p c

t

i c 4.460.44

1481200

300.442=-⨯⨯⨯=

-=φσδ

已

知

C 1=0.3mm C 2=1.5mm 取

mm C C n 7)5.13.04.46()(21↑=++↑=++=δδmm mm C C n e 5.2)]5.13.0(7[)(21=+-=+-=δδ

2、封头壁厚：

选标准椭圆封头，则其形状系数K=1 1=ϕ

[]mm p D Kp c

t

i

c h 4.460.44

5.01481200

300.4415.02=⨯-⨯⨯⨯⨯=

-=

φσδ

mm mm C C h nh 7]5.13.04.46[)(21=++↑=++=δδ

mm mm C C nh eh 2.5)]5.13.0(7[)(21=+-=+-=δδ 由此可得：

表1-2：椭圆封头参数

公称直径DN/mm

总深度H/mm

容积Vf/m ³ 3000

790

3.817

图1-1：椭圆封头示意图

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 ，δn 为封头名义厚度。

封头名义厚度为mm nh 7=δ，封头深度为mm H 790=，直边高h 为40mm

二、计算容器重量载荷和支座反力： 1、设备总重Q ：

N N g m Q 7878001078780max =⨯== 2、作用于每个支座上的反力：

N N Q

F 3939002

787800

2

==

=

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 , R i =1500mm

mm mm R R n

i m 1503)2

5.2

0015(2

=+

=+

=δ （1）鞍座截面处的弯矩：

m

N mm N L H AL H R L A FA M i a •-=•⨯⨯+

⨯⨯-+

--⨯⨯-=+-+--

-=235000)0

8083079410808507207900015080850711(507393900)341211(2

222（2）跨中截面处的弯矩：

mm

N mm

N L A L

H L H

R

FL

M i

b •=•⨯-⨯⨯+

-⨯+⨯⨯=-+

-+=4440000)080807540

8083075418080790150021(40808393900)434121(

4

22

22

2

2

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，且

5.049

6.0705

350<==m R A ，即m R A 5.0<，可以不考虑鞍座处的“偏塌”现象.只需要计算跨中截面处的弯矩

（1）在筒体跨中截面的轴向应力：

MPa MPa R M e m b 32.13102

500.0705.044400006

2

21=⨯⨯⨯==

-πδπσMPa MPa R M R p e m b e m c 6.57)102

500.0055.144400002.527050.44(26

2

22=⨯⨯⨯+⨯⨯=+=

-πδπδσ

（2）轴向应力校核： 查标准得[]

MPa t

481=σ

，MPa E t 5102.1⨯=

[]

MPa 601cr

=σ

可见：[]MPa MPa cr 60132.131=<=σσ

[]MPa MPa t

4816.572=<=σσ

则满足强度及稳定性的要求

四、鞍座处的切向剪应力校核： 因

5.049

6.0705

350<==m R A ，即·m R A 5.0<，可认为鞍座靠近封头，封头对鞍座处筒体有加强作用。鞍座包角 120=θ，查表880.03=K ，401.04=K

MPa MPa R F K e m 44.41005

0.01.503393900

880.063=⨯⨯⨯==

-δτ

[]MPa MPa MPa h t

h 66.99)59.13648125.1(25.14.44=-⨯=-<=σστ

满足强度要求

五、鞍座处筒体周向应力验算： 1、鞍座板不做加强板：

（1）筒体最低点的周向应力：

查表760.05=K , 容器不焊在支座上取1=k ， 垫板不起加强作用mm e 2.5==δδ 查表支座宽度b=360mm ,

筒体有效宽度mm mm R b b e m 448)2.5035156.1036(56.12=⨯⨯+=+=δ

MPa MPa b F kK 31310448

500.0393900

76.016255=⨯⨯⨯⨯=-

=-δσ 校核：[]

MPa MPa t

4813135=<=σ

σ满足强度条件

（2）鞍座边角处的周向应力：查表530.06=K

由于m m R L R L 889.47053450<<==即 则

MPa MPa L FR K b F m 12510]2

500.045.3393900530.03005.00082.04393900[1246

2

2626-=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-=--

=-δδσ（3）鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力： 由于m m R L R L 889.4705

3450

<<==即 校核

[]MPa MPa t

4811.25125,

6=<=σσ

则满足要求

六、鞍座腹板的强度校核：

查表腹板厚mm b 100=，204.09=K ，[]MPa sa 160=σ 计算高度：

mm H mm mm R H S m S

025两者中取较小值即250mm 鞍座实际高度：500150031

31度：承受水平推力的有效高

=⎪⎩

⎪⎨⎧=⨯==