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1、3容器设计实例2矩形容器设计实例3.１工艺设计条件某啤酒废水处理所采用的钢制矩形接触氧化池,其工艺尺寸已确定如下:有效水深:3.0m干舷高度:0.5m池长:4.0m池宽:2.5m设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土基础上.3.2设计步骤及图纸矩形容器高度超过2.2m时,宜采用垂直和横向组合加固的加固方式,以保证容器的刚度接触氧化池内应设置填料,作为微生物附着生长的载体,则填料支架可起部分内部拉杆作用,对池体的刚度有一定的贡献.考虑池体安全,按内部无拉杆的垂直和横向组合加固矩形容器计算3.2.1横向加固圈数量和位置接触氧化池总高度:H=3.0+0.5=
2、3.5m容器高度H>3m,加强圈3个从顶边至底板依次为:H1=0.37H=0.37×3500=1295mmH2=0.25H=0.25×3500=875mmH1=0.21H=0.21×3500=7395mmH1=0.17H=0.17×3500=595mm4可计算出:h1=H1=1295mmh2=H1+H2=2170mmh3=H1+H2+H3=2905mmh4=H1+H2+H3+H4=1295mm加强圈段距段距图条件:废水无腐蚀,室温下工作,只承受液体静压的常压敞口容器供选择的材料:碳素钢或低合金钢容器专用钢板16MnR:(σs=345MPa,σb=5
3、10MPa,[σ]=170)Ｑ235-A:(σs=235MPa,σb=375MPa,[σ]=113)价格相近,选用16MnR3.2.2确定垂直加固柱的最大间距计算横向加固圈的惯性矩时需要确定垂直加固柱的最大间距L3假定壁厚δn=8mm,则:需查图:根据H/L=3.5/4.0=0.875,求系数α=0.016垂直加固柱的最大间距系数表长边加固柱:2根L3=4000/(2+1)=1333mm<1407mm短边加固柱:1根L3=2500/(1+1)=1250mm<1407mm垂直加固柱的最大间距长边加固柱所需的截面系数:长边加固柱所需的截面系数:Z=19
4、1cm3查附录4,如下所示:3.2.3加固柱所需的截面系数加固柱型钢的规格型号[20槽钢截面系数为191cm3,[20a槽钢截面系数为218cm3,选用[20a槽钢作为该池的垂直加固柱.3.2.4顶边加固件所需的惯性矩计算采用横向加固柱的矩形容器,其顶边加固件所需的惯性转矩为:钢制焊接压力容器规定:顶边加固角钢的规格不应小于┗50×50×5型钢规格型号 附录5┗40×40×4角钢惯性矩为4.6cm4>4.1cm4,能够满足要求,但根据最小角钢规定:选用┗50×50×53.2.5第1道横向加固圈及壁板计算第1道横向加固圈单位长度上的荷载:第1道横向加
5、固圈所需的惯性矩:┗63×63×4角钢惯性矩为19.03cm4>18.4cm4,能够满足要求第1段壁板计算厚度:需查图:根据H1/L=1250/1333=0.938,求系数α=0.018第1道壁板计算厚度第２、３道横向加固圈单位长度上的荷载:3.2.6第2、3道横向加固圈计算第2、3道横向加固圈惯性矩第2、3道横向加固圈所需的惯性矩:L3代L第2、3道横向加固圈角钢型号┗70×70×4角钢惯性矩为26.39cm4>25.1cm4,能够满足第2道横向加固要求┗70×70×5角钢惯性矩为32.21cm4>27.8cm4,能够满足第3道横向加固要求3.2
6、.7第2、3、4段壁板计算第2、3、4段壁板计算厚度:L3代L第2段壁板高度与长边之比H2/L3=875/1333=0.656,求系数α=0.01第2、3、4段壁板计算第3段壁板高度与长边之比H3/L3=735/1333=0.55,求系数α=0.008第4段壁板高度与长边之比H4/L3=595/1333=0.446,求系数α=0.005第1、2、3、4段壁板计算厚度分别为2.7mm、4.6mm、5.0mm、4.2mm各段厚度不均，制造困难，且各段腐蚀程度不同。设计壁厚：δd=δ+C2=5.0+1.0=6.0mm,3.2.8确定壁板厚度钢板厚度偏差顶
7、边加固件：┗50×50×5第1道横向加固圈角钢：┗63×63×4第2道横向加固圈角钢：┗70×70×4第3道横向加固圈角钢：┗70×70×5为方便选材及加工：统一为┗70×70×5角钢3.2.9确定加固圈角钢规格型号该池设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土基础上，底板被均匀支承.底板最小厚度可取4-6mm或与壁板等厚，本例取与壁板等厚即7mm3.2.10底板确定接触氧化池为敞口容器，故不设人孔、手孔、安全阀、压力计、液面计、压力计、液面计、视镜等附件。主要有以下接管1.进水管：采用φ89×4mm无缝钢管，设于长边壁板中心位置，底板以上250mm处，法
8、兰连接因罐体δn=10mm<12mm，接管DN=100mm>80mm,需对开孔处补强补强圈外径：180mm,内径：93mm
