9塔设备强度设计计算

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1、第九章　塔设备强度设计计算主要内容：了解塔所承受载荷的特点。熟悉塔体和裙座承受的各项载荷计算及强度校核步骤。能够确定塔体和裙座体危险截面，并掌握塔体壁厚的校核方法。一、塔体强度计算室外H/D较大的塔，操作压力、质量载荷、风载荷、地震载荷偏心载荷等㈠按设计压力计算筒体及封头壁厚按第七章"容器设计基础"中内压、外压容器的设计方法，计算塔体和封头的有效厚度。㈡塔设备所承受的各种载荷计算以下要讨论的载荷主要有：操作压力；质量载荷；风载荷；地震载荷；偏心载荷。１．操作压力内压塔，周向及轴向拉应力；外压塔，周向及轴向压应力。操作压力对裙座不起作用。２．质量载荷塔设备质量包

2、括：m1:塔体和裙座质量；m2:内件；m3:保温材料；m4:平台、扶梯质量；m5:操作时塔内物料质量；ma:人孔、接管、法兰等附件质量；me:偏心；mw:液压试验时，塔内充液质量；操作停修或水压试验等不同工况物料或充水质量。m1:塔体和裙座质量；m2:内件质量；m3:保温材料质量；m4:平台、扶梯质量；m5:操作时塔内物料；ma:人孔、接管等附件；me:偏心质量；mw:液压试验塔内充液设备操作时质量：M0=m1+m2+m3+m4+m5+ma+me设备最大质量（水压试验时）：Mmax=m1+m2+m3+m4+mw+ma+me设备最小质量：mmin=m1+0.2m

3、2+m3+m4+ma+me0.2m2:部分内件焊在塔体空塔吊装，如未装保温层、平台、扶梯等，则mmin应扣除m3和m4。3.风载荷室外自支承塔为悬臂梁。产生风弯矩，迎风面拉应力，背风面压应力。塔背后气流引起周期性旋涡，垂直于风向的诱发振动弯矩。只在塔H/D较大、风速较大时较明显，一般可忽略。考虑两弯矩矢量叠加。4.地震载荷地震烈度七度及以上地区，设计时必须考虑地震载荷。地震波作用下：水平方向振动、垂直方向振动、扭转其中以水平方向振动危害较大。计算地震力时，仅考虑水平地震力，并把塔设备看成是悬臂梁。5.偏心载荷塔外附属设塔顶冷凝器偏心安装塔底外侧悬挂再沸器偏心载

4、荷引起轴向压应力和轴向弯矩Me，㈢圆筒的应力1．塔设备由内压或外压引起的轴向应力2．操作或非操作时，重量及垂直地震力引起的轴向应力（压应力）3．最大弯矩在筒体内引起的轴向应力风弯矩MW、地震弯矩ME、偏心弯矩Me。最大平均风速和可能出现的最大地震烈度，同时达到最大值的几率极小。通常操作下最大弯矩按下式取值：最大弯矩在筒体中引起轴向应力水压试验时间人为选定且时间较短，在实验情况下最大弯矩取值㈣筒体壁厚效核１．最大轴向组合应力的计算内压塔设备外压塔设备正常操作停修正常操作停修迎风背风迎风背风迎风背风迎风背风应力状态s1+0-0s2----s3+-+-+-+-sma

5、xs1-s2+s3-（s2+s3）-（s1+s2+s3）-s2+s3（1）内压操作的塔设备①最大组合轴向拉应力，出现在正常操作时的迎风侧，即：②最大组合轴向压应力，出现在停修时的背风侧，即：（2）外压操作的塔设备①最大组合轴向压应力，出现在正常操作时的背风侧，即：②最大组合轴向拉应力，出现在停修时的迎风侧，即：2.强度与稳定性校核根据正常操作或停车检修时的各种危险情况，求出最大组合轴向应力，必须满足强度条件与稳定性条件，表12-10。轴向拉应力只进行强度校核，因为不存在稳定性问题。轴向压应力既要满足强度要求，又必须满足稳定性要求，进行双重校核。名称强度校核稳定

6、性校核轴向最大拉应力smax≤K[s]tf轴向最大压应力smax≤K[s]t≤K0.06Etei/RiK为载荷组合系数，取K=1.2。表12-10轴向最大应力的校核条件思考题：1.自支撑式塔设备设计时需要考虑哪些载荷？2.简述内压塔操作时的危险工况及强度校合条件。