球罐计算公式

1设计条件

设计压力：p=2.2MPa 设计温度：-40℃

水压试验压力：P

T =1.25P

[]

[]tσ

σ

=2.75MPa

球壳内直径：Di=12300mm(1000m³)

储存物料：乙烯

充装系数：k=0.9

地震设防烈度：7度

基本风压值：450

基本雪压值：450

支柱数目：8

支柱选用：￠426×9钢管 10钢

拉杆选用：￠159×6钢管

球罐建造场地：Ⅱ类土地、近震、B类地区2球壳计算

2.2计算压力

设计压力：p=2.2MPa

球壳各带的物料液柱高度：

h１=324.9㎜

h2=7158.4㎜

h3=9891.7㎜

物料密度：ρ=453㎏/m³

重力加速度：g=9.81m/s²

球壳各带的计算压力：

9210-⨯+=g h P P i ci ρ

1c P =2.2+324.9×453×9.81×-910=2.201MPa

2c P =2.2+7158.4×453×9.81×-910=2.232MPa 3c P =2.2+9891.7×453×9.81×-910=2.244MPa

2.2 球壳各带的厚度计算 球壳内直径：Di=12300㎜

设计温度下球壳材料07MnNiCrMoVDR 的许用应力：[]=t

σ=203MPa

焊缝系数：￠=1

厚度附加量：C=21C C +=1.1+1=2.1㎜

[]C P -4D P 1

c t

i

c11+=

φσδd =

201

.21203412300

201.2-⨯⨯⨯=35.53㎜

[]C P -4D P c2

t

i

c22d +=φσδ=

232

.21203412300

232.2-⨯⨯⨯=36.00㎜

[]C P -4D P 3

c t

i

c33d +=

φσδ=

244

.21203412300

244.2-⨯⨯⨯=36.19㎜

取球壳名义厚度δn=38㎜ 3球壳质量计算

球壳平均直径：=cp D 12338㎜ 球壳材料密度:=1ρ7850㎏/m ³ 充装系数:k=0.9

水的密度: =3ρ1000㎏/m ³

球壳外直径:D 0=12536㎜ 基本雪压值:q=450N/㎡ 球面的积雪系数: C S =0.4 球壳质量:

1m =-91n 2

10⨯ρδπcp

D =π⨯12338²⨯38⨯7850⨯-910=142657 kg 物料质量:

2m =

9-23106

⨯κρπ

i D =

6

π

⨯12300²⨯453⨯0.9⨯-910=397241 kg 液压实验时液体的质量:

3m =

932106

-⨯ρπ

i D =

6

π

⨯12300⨯1000⨯-910 =974348kg 积雪质量:

4m =

620104-⨯S qC D g

π

=

81

.94⨯π

⨯12536²⨯450⨯0.4⨯-910=2264 kg

保温层质量: 5m =12920kg ； 支柱和拉杆的质量: 6m =10121kg ； 附件质量: 7m =7150kg 。 操作状态下的球壳质量：

5m =1m +2m +4m +5m +6m +7m

=142657+397241+2264+12920+10121+7150=573109 kg 液压试验状态下的球壳质量：

T m =1m +3m +6m +7m

=142657+974348+10121+7150=1134276 kg

球壳最小质量：

min m =1m +6m +7m

=142657+10121+7150=159928 kg 4地震载荷计算 4.1自振周期

支柱底板底面至球壳中心的距离:H 0=9688㎜ 支柱数目:n=8

支柱材料10号钢的常温弹性模量:E S =192×10³MPa 支柱外直径:0d =426㎜ 支柱内直径:1d =408㎜ 支柱横截面的惯性矩 I=

)d -d (64

4i 40π

=

64

π

×()444410564.2408426mm ⨯=-㎜

支柱底板底面至上支耳销子中心的距离:l=7200㎜ 拉杆影响系数

⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-⎪

⎭

⎫ ⎝⎛-=02

231H l H l ζ=1-⎪⎭⎫ ⎝

⎛

⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛9699720023968872002

=0.164

球罐的基本自振周期

T=I nE H m S 31033

00-⨯ζπ=10

564.2101928316410.096885731093

⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-π=0.8445s

4.2 地震力

综合影响系数：C Z =0.45

地震影响系数的最大值：=m ax α0.23(查GB 12337——1998表15) 特征周期：Tg =0.3