第八章　塔设备强度设计计算.ppt

第八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
按第十五章"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+ +m3+m4 +ma+me
: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。
(1)水平风力的计算
迎风面产生风压。与风速、
空气密度、地区和季节有关。
各地离地面10m处30年一遇
10分钟内平均风速最大值作为计算风压,得到该地区的基本风压q0,见表4-26。
风速随地面高度而变化。塔高于10m,应分段计算风载荷,视离地面高度的不同乘以高度变化系数fi,见表4-27。