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1、中學(xué) 塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1 Aspen 塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在 Aspen Plus 的 Sizing and Rating 中選擇 Traying Sizing 進(jìn)行填料塔設(shè)計(jì)得到表 1-1 的設(shè)計(jì)結(jié)果。表 1-1T-0303TrayingSizingResult表 1-2T-0303TrayingSizingProfile2StageDiameterTotal areaActive arerpanelSideer areametersqmsqmsqm20.6241880460.3059995410.2447996350.03059995330.6236748220.3054965460.244397

2、2390.03054965440.6231613450.3049937170.2439949760.03049937150.6226539410.3044972420.2435977960.03044972360.6228170940.3046568360.2437254710.03046568370.6653323980.3476700050.2781360080.03476699980.6652480850.3475818960.2780655210.03475818890.6648879360.3472056520.2777645260.034720564100.6644755190.3

3、467750570.2774200490.034677504110.6640482950.3463292820.277063430.034632927120.6636159080.3458784130.2767027340.03458784130.6631817740.3454260170.2763408180.034542601140.6627474020.3449736690.2759789390.034497366150.6623135970.3445222090.2756177710.03445222160.6618841860.3440756120.2752604930.034407

4、56170.6622167690.3444214810.2755371880.034442147Section starting stage:2Section ending stage17Column diameter0.665meterer area/Column area0.1Sideer velocity0.074m/secFloth length0.457meterSideer width0.104meterSide weir length0.483meter中學(xué)將 Traying Sizing 的結(jié)果代入 Traying Rating 中去,調(diào)整塔徑與塔板間距,使得(降液管液位高度/

5、板間距)介于 0.20.5 之間,每塊塔板的液泛因子(Floodingfactor)均應(yīng)介于 0.60.85 之間,得到如下結(jié)果:表 1-3T-0303TrayingRatingResult表 1-4T-0303TrayingRatingProfile3StageFlooding factorer velocityer backupBackup / Tray spacePrere dropr res.timem/secmeterbarhr20.6403464280.0208146030.1390637550.2281229570.00726829829.2871304430.639287084

6、0.0208185080.1389644210.2279600090.00725840929.2816377440.6382281860.0208222240.1388650220.2277969530.00724854129.2764122350.6371826950.0208258480.1387669330.2276360440.00723879429.2713175460.6375167620.0208288640.1388027420.2276947860.0072412629.2670790570.7248553630.0667372050.1683758880.276207166

7、0.008679549.1343352680.7246776670.0667663330.1683836450.276219890.008677699.7239167010.0667740120.1683114380.276101440.0086711149.129300156100.723045810.0667815180.1682268160.2759626250.0086633099.12827412110.7221442650.0667905270.1681396430.2758196250.0086549849.127042776120.7212324530.0668006970.1

8、680519830.2756758240.0086464069.125653248Section starting stage:2Section ending stage:17Column diameter:/meter0.7um flooding factor:0.724855363Stage:7Panel:PANEL ASection prere drop:/bar0.131366539um backup / Tray spacing:0.27621989Stage:8Location:SIDEBackup:/meter0.168383645um velocity / Design vel

9、ocity:0.276Stage:17Location:SIDEVelocity:/(m/sec)0.066864416中學(xué)由 Profile 可以看出,每塊塔板處均符合載荷條件,設(shè)計(jì)合理。1.2 KG-Tower 對(duì)塔體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)KG-Tower 可以用來(lái)計(jì)算塔盤,在掌握了塔盤工藝結(jié)構(gòu)的具體計(jì)算步驟之后,可以通過(guò)的便捷的計(jì)算方法來(lái)服務(wù)于本設(shè)計(jì)。下面運(yùn)用 KG-Tower 選擇精餾段第 1 塊和第 6 塊板和提餾段第 7 塊和第 17塊板進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2.1 輸入工藝參數(shù)將不同序號(hào)塔板的工藝參數(shù)輸進(jìn)內(nèi),并設(shè)定每塊塔板的操作范圍在 90%到 110%之間,參數(shù)設(shè)置如圖 1-1,1-2 所示:

10、圖 1-1 再生塔精餾段物性參數(shù)4130.7203175790.0668116190.1679644060.2755321620.00863779.124161516140.719402820.0668230030.1678771070.2753889540.0086289389.122607144150.7184898660.0668346510.1677901640.2752463320.0086201619.121017132160.7175867570.066846430.1677044020.2751056460.008611479.119409948170.7182865510.0

11、668644160.1678042660.2752694650.0086199249.11695698中學(xué)圖 1-2 再生塔提餾段物性參數(shù)1.2.2 輸入塔盤結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇塔盤類型為浮閥塔,塔徑設(shè)定最初是根據(jù) Aspen 模擬得到的塔徑進(jìn)行的,當(dāng)設(shè)定塔徑之后,再設(shè)定其他結(jié)構(gòu)參數(shù),如溢流形式、浮閥類型,開孔率大小、塔板間距、降液管寬度、溢流堰長(zhǎng)、溢流堰高度、降液管底隙高度等參數(shù),其最初設(shè)的依據(jù)是根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書一塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的,設(shè)定后,如果在左下腳出現(xiàn)警告時(shí),說(shuō)明設(shè)定的參數(shù)出問(wèn)題,此時(shí)會(huì)提示哪些參數(shù)出問(wèn)題,通過(guò)調(diào)整參數(shù)相對(duì)大小,使設(shè)定滿足要求。其設(shè)定如圖 1-3,1-4 所

12、示。5中學(xué)圖 1-3再生塔精餾板結(jié)構(gòu)參數(shù)6中學(xué)圖 1-4 再生塔提餾板結(jié)構(gòu)參數(shù)經(jīng)過(guò)KG-TOWER校核后的塔盤結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-5,1-6 所示:7中學(xué)圖 1-5 精餾盤結(jié)構(gòu)示意圖圖 1-6 提餾盤結(jié)構(gòu)示意圖8中學(xué)以下分別為塔盤在操作負(fù)荷為 90%、100%、110%下塔盤的液泛率,降液管液泛率,降液管持液量,降液管出口速度,干板壓降,總板壓降,氣相負(fù)荷因子,流強(qiáng)度,堰上液層高度,以及降液管停留時(shí)間等的設(shè)計(jì)結(jié)果,精餾段結(jié)果圖如圖1-7、1-8、1-9 所示,校核曲線圖如圖 1-14 所示:圖 1-7 精餾段操作負(fù)荷為 90%時(shí)的結(jié)果9中學(xué)圖 1-8 精餾段操作負(fù)荷為 100%時(shí)的結(jié)果圖 1-9

13、 精餾段操作負(fù)荷為 110%時(shí)的結(jié)果10中學(xué)提餾段結(jié)果圖如圖 1-10、1-11、1-12 所示。圖 1-10提餾段操作負(fù)荷為 90%時(shí)的結(jié)果11中學(xué)圖 1-11提餾段操作負(fù)荷為 100%時(shí)的結(jié)果圖 1-12 提餾段操作負(fù)荷為 110%時(shí)的結(jié)果12中學(xué)第 1、6 塊塔板的校核結(jié)果分別如圖 1-13、1-14 所示:13中學(xué)圖 1-13 第 1 塊塔板設(shè)計(jì)圖 1-14 第 6 塊塔板設(shè)計(jì)14中學(xué)第 7、17 塊塔板的校核結(jié)果分別如圖 1-15、1-16 所示:圖 1-15 第 7 塊塔板設(shè)計(jì)15中學(xué)16中學(xué)圖 1-16 第 17 塊塔板設(shè)計(jì)通過(guò)比較KG-Tower 計(jì)算出來(lái)的結(jié)果和Aspen P

14、lus 中的Hydraulic 結(jié)果還可以得到以下結(jié)論:在設(shè)定相同參數(shù)時(shí), KG-Tower 計(jì)算結(jié)果和 Aspen Plus 計(jì)算結(jié)果都能夠滿足工藝要求。在設(shè)定結(jié)果參數(shù)時(shí),KG-Tower 調(diào)整起來(lái)比較方便,通過(guò)反復(fù)調(diào)整可獲得較合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。KG-Tower 可以用于不同類型的塔板,計(jì)算方便,便于塔盤選型。由校核結(jié)果可見(jiàn),塔盤設(shè)計(jì)合理,操作點(diǎn)、操作上限點(diǎn)、操作下限點(diǎn)均處于液相上限線、液相下線線、漏液線和液泛線之間較合適的位置,塔設(shè)備的操作彈性較大。二 塔體結(jié)構(gòu)校核經(jīng) SW6-2011 校核結(jié)果如下所示。17塔 設(shè) 備 校 核計(jì)算中航一航空動(dòng)力控制系統(tǒng)計(jì)算條件塔型板式容器分段數(shù)(不包括裙座)

15、1壓力試驗(yàn)類型封頭上封頭下封頭材料名稱Q345RQ345R名義厚度(mm)1515腐蝕裕量(mm)22焊接接頭系數(shù)0.850.85封頭形狀橢圓形橢圓形圓筒設(shè)計(jì)壓力(Mpa)設(shè)計(jì)溫度()長(zhǎng)度(mm)名義厚度(mm)內(nèi)徑/外徑(mm)材料名稱(即鋼號(hào))10.1200Q235R2345678910圓筒腐蝕裕量縱向焊接接環(huán)向焊接外壓計(jì)算長(zhǎng)試驗(yàn)壓力(立)試驗(yàn)壓力中學(xué)18內(nèi)件及偏心載荷介質(zhì)密度kg/m3981.9塔釜液面離焊接接頭的高度mm1000塔板分段數(shù)12345塔板型式篩板塔板層數(shù)18每層塔板上積液厚度m m10最高一層塔板高度m m9800最低一層塔板高度m m3500填料分段數(shù)12345填料頂部

16、高度m m填料底部高度m m填料密度kg/m3集中載荷數(shù)12345集中載荷kg5007001000集中載荷高度m m800080005000集中載荷中心至容器中心線距離m m200020001000塔器附件及基礎(chǔ)塔器附件質(zhì)量計(jì)算系數(shù)1.2基本風(fēng)壓N/m600(mm)頭系數(shù)接頭系數(shù)度(mm)(Mpa)(臥)(Mpa)120.850.8500.12550.78910中學(xué)19裙 座裙座結(jié)構(gòu)形式圓筒形裙座底部截面內(nèi)徑m m1000裙座與殼體連接形式對(duì)接裙座高度m m2500裙座材料名稱Q345R裙座設(shè)計(jì)溫度10裙座腐蝕裕量mm2裙座名義厚度m m10裙座材料許用應(yīng)力MPa189裙座與筒體連接段的材料Q

17、345R裙座與筒體連接段在設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力MPa189裙座與筒體連接段長(zhǎng)度mm500裙座上同一高度處較大孔個(gè)數(shù)1裙座較大孔中心高度m m400裙座上較大孔引出管內(nèi)徑(或?qū)挾龋﹎m500裙座上較大孔引出管 厚度m m20裙座上較大孔引出度mm500地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱Q345地腳螺栓材料許用應(yīng) 力MPa170地腳螺栓個(gè)數(shù)24地腳螺栓公稱直徑m302基礎(chǔ)高度m m2300塔器保溫層厚度m m100保溫層密度kg/m357裙座防火層厚度m m30防火層密度kg/m31200管線保溫層厚度m m100最大管線外徑mm600籠式扶梯與最大管線的相對(duì)位置90場(chǎng)地土類型II場(chǎng)地土粗糙度類別

18、B設(shè)防烈度8 度(0.2g)設(shè)計(jì)分組第三組影響 系數(shù) 最大值 max0.16阻尼比0.01塔器上總個(gè)數(shù)2寬度mm2000塔器上最高高度m m8000塔器上最低高度mm4000中學(xué)20計(jì)算結(jié)果容器殼體強(qiáng)度計(jì)算元件名稱壓力設(shè)計(jì)名義厚度(mm)直立容器校核取用厚度(mm)許用內(nèi)壓(MPa)許用外壓(MPa)下封頭15156.206第1 段 圓筒20205.446第1 段 變徑段第2 段 圓筒第2 段 變徑段第3 段 圓筒第3 段 變徑段第4 段 圓筒第4 段 變徑段第5 段圓筒第5 段變徑段第6 段圓筒第6 段變徑段第7 段圓筒第7 段變徑段m全部筋板塊數(shù)40相鄰筋板最大外側(cè)間 距m m85筋板內(nèi)側(cè)

19、間距mm85筋板厚度mm16筋板寬度m m130蓋板類型整塊蓋板上地腳螺栓孔直 徑m m50蓋板厚度mm22蓋板寬度m m0墊板有墊板上地腳螺栓孔直 徑m m39墊板厚度mm16墊板寬度m m80基礎(chǔ)環(huán)板外徑mm1210基礎(chǔ)環(huán)板內(nèi)徑m m810基礎(chǔ)環(huán)板名義厚度mm20中學(xué)21風(fēng) 載 及載 荷00AA裙座與筒體連接段11(筒體)11(下封頭)2233操作質(zhì)量m0 m01 02 03 m04 m05 ma me15882.215699.614727.614558.214558.2最小質(zhì)量 m m0 .02 03 04 a me14208.214025.613053.712884.212884.2壓

20、力試驗(yàn)時(shí)質(zhì)量20121.919939.318967.413499.113499.1風(fēng)彎矩 M P l / 2 P( ll/ 2 ) P( ll l/ 2 ) .wiii1ii1i2iii7.223e+076.616e+074.402e+073.781e+073.781e+07nMca(I)M ( 2 / T )2Y m ( h )h (ca1T1kkk1k inMca (I) M ( 2 / T )2 Y mh( )h h()ca2T 2 kkk 2k i順風(fēng)向彎矩 M (I)cw順風(fēng)向彎矩 M (I)cw第8 段圓筒第8 段變徑段第9 段圓筒第9 段變徑段第10 段圓筒上封頭15156.20

21、6裙 座名義厚度(mm)取用厚度(mm)1010中學(xué)22n垂直力 F m h F / m h ( i 1,2,.,n )vii i vk kk 112152.712147.51198011925.211925.2應(yīng)力計(jì)算11c i / 4 ei1.411.41 ( F ) / D 120ve6.944.156.472.352.354M II / D213maxi ei39.6430.4329.1311.5511.55( m gF ) / D 220vi ei2.492.4931PT Di / 4 ei1.771.77/ D 32Ti ei8.164.897.692.382.38 ( .3 )

22、/ D233wei ei組合風(fēng)彎矩 M max( M , (2 (2 )ewwcacw7.223e+076.616e+074.402e+073.781e+073.781e+07n彎矩 M F ( h h ) 注:計(jì)及高振型時(shí),此項(xiàng)按 B.24 計(jì)算E1kk1.883e+081.77e+081.318e+081.177e+081.177e+08偏心彎矩e e gle3.335e+073.335e+073.335e+073.335e+073.335e+07最大彎矩 M max( ,M .2 )maxw Eewe需橫風(fēng)向計(jì)算時(shí) M max( ,M .2 )maxew Eewe2.397e+082.2

23、69e+081.761e+081.605e+081.605e+08中學(xué)23組合應(yīng)力校核 A 2 3 (內(nèi)壓), (外壓)10.6110.61許用值187.88187.88 A 3 (內(nèi)壓), 1(外壓)46.5834.5835.5914.0314.03許用值182.44182.44167.53191.01191.01 A 2 32.612.61許用值292.50292.50 A 317.2612.0215.395.605.60許用值152.03152.03152.03171.65205.99 ( pT .8 Hw )(i ei / 2ei5.475.47許用值292.50292.50校核結(jié)果合

24、格合格合格合格合格注1:ij中i 和j 的意義如下i=1 操作工況j=1 設(shè)計(jì)壓力或試驗(yàn)壓力下引起的軸向應(yīng)力(拉) i=2 檢修工況j=2 重力及垂直力引起的軸向應(yīng)力(壓) i=3試驗(yàn)工況j=3 彎矩引起的軸向應(yīng)力(拉或壓) t 設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力 B 設(shè)計(jì)溫度下軸向穩(wěn)定的應(yīng)力許用值注2:A1: 軸向最大組合拉應(yīng)力A2: 軸向最大組合壓應(yīng)力A3:試驗(yàn)時(shí)軸向最大組合拉應(yīng)力A4:試驗(yàn)時(shí)軸向最大組合壓應(yīng)力9.107.137.703.223.22t189.00189.00189.00184.20184.20B152.03152.03139.61159.17159.17中學(xué)24計(jì)算結(jié)果地腳螺栓及地腳

25、螺栓座基礎(chǔ)環(huán)板抗彎斷面模數(shù) Z b i b32Dobmm31.38996e+08基礎(chǔ)環(huán)板面積 A b i b4mm2634601基礎(chǔ)環(huán)板計(jì)算力矩 max( Mx xbmax ,M C l )22yy bmaxNmm1739.26基礎(chǔ)環(huán)板需要厚度mm7.83基礎(chǔ)環(huán)板厚度厚度校核結(jié)果合格混凝土地基上最大壓應(yīng)力M / Zm g / maxb0中大值b max0.3 ) / Z m g / Aw bemaxbMPa1.99地腳螺栓受風(fēng)載時(shí)最大拉應(yīng)力 w e min BZAbbMPa0.54地腳 螺栓受載荷時(shí)最大拉應(yīng)力 M 0.25 m g F Ewe 0vBZAbbMPa1.50地腳螺栓需要的螺紋小徑

26、 d 4 A C1n2btmm21.8702地腳螺栓實(shí)際的螺紋小徑mm31.67地腳螺栓 校核結(jié)果合格筋板壓應(yīng)力 FGGMPa15.64筋板許用應(yīng)力MPa95.34筋板校核結(jié)果合格3F l 蓋板最大應(yīng)力 13z4( ) 2 2 23c42zMPa61.58蓋板許用應(yīng)力MPa170蓋板校核結(jié)果合格裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質(zhì)量kg14558.2焊接接頭截面上的最大彎矩Nmm1.60518e+08: 試驗(yàn)壓力引起的應(yīng)力注3:如下質(zhì)量:kg力:N彎矩:Nmm應(yīng)力:MPa中學(xué)25對(duì)接接頭校核對(duì)接接頭橫截面 Dt emm224190.2對(duì)接接頭抗彎斷面模數(shù) D2/ 4t emm36

27、.04756e+06對(duì)接焊接接頭在操作工況下最大拉應(yīng)力4M m g F max 0vD 2Dt et eMPa21.06對(duì)接焊接接頭拉應(yīng)力值MPa132.624對(duì)接接頭拉應(yīng)力校核結(jié)果合格搭接接頭校核搭接接頭橫截面 Aesmm2搭接接頭抗剪斷面模數(shù) Z 2esmm3搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應(yīng)力M m J J g F J J max 0vZwAwMPa搭接焊接接頭在操作工況下的剪應(yīng)力值MPa搭接焊接接頭在試驗(yàn)工況下最大剪應(yīng)力.03M Mm gwe max ZwAwMPa搭接焊接接頭在試驗(yàn)工況下的剪應(yīng)力值MPa搭接接頭拉應(yīng)力校核結(jié)果主要尺寸設(shè)計(jì)及總體參數(shù)計(jì)算結(jié)果裙座設(shè)計(jì)名義厚度mm10容器總?cè)?/p>

28、積mm35.2988e+09直立容器總高mm9135殼體和裙座質(zhì)量kg4194.73附件質(zhì)量kg838.945內(nèi)件質(zhì)量kg768.585保溫層質(zhì)量kg361.594及扶梯質(zhì)量kg6459.25操作時(shí)物料質(zhì)量kg1059.08試驗(yàn)時(shí)液體質(zhì)量kg5298.8吊裝時(shí)空塔質(zhì)量kg5187.39直立容器的操作質(zhì)量m0 m01 02 03 04 05 m mkg15882.2直立容器的最小質(zhì)量kg14208.2中學(xué)26上封頭校核計(jì)算計(jì)算中航一航空動(dòng)力控制系統(tǒng)計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc0.10MPa設(shè)計(jì)溫度 t120.00C內(nèi)徑 Di1000.00mm曲面深

29、度 hi275.00mm材料Q345R(板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t184.20MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 185.00MPa鋼板負(fù)偏差 C10.30mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) 0.85壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值PT = 1.25Pc = 0.1904(或由用戶輸入) tMPa空塔重心至基礎(chǔ) 環(huán)板底截面距離mm4954.31直立容器自振周期s0.25第二振型自振周期s第三振型自振周期s臨界風(fēng)速(第一振型)臨界風(fēng)速(第二振型)雷諾系數(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)速風(fēng)載對(duì)直立容器總的橫推力 PiN15448.2載荷對(duì)直立容器總的橫推力 F1KN28343.1操作工況下容器頂部最大撓度mm1.

30、13772容器許用外壓MPa注:內(nèi)件質(zhì)量指塔板質(zhì)量; 填料質(zhì)量計(jì)入物料質(zhì)量;偏心質(zhì)量計(jì)入直立容器的操作質(zhì)量、最小質(zhì)量、最大質(zhì)量中。mm直立容器的最大質(zhì)量mmax m01020304a mw mekg20121.9中學(xué)27下封頭校核計(jì)算計(jì)算中航一航空動(dòng)力控制系統(tǒng)計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc0.11MPa設(shè)計(jì)溫度 t120.00C內(nèi)徑 Di1000.00mm曲面深度 hi275.00mm材料Q345R(板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t184.20MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 185.00MPa鋼板負(fù)偏差 C10.30mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) 0

31、.85壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值PT = 1.25Pc = 0.1904(或由用戶輸入) tMPa壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力tT 0.90 s =292.50MPa試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力T = T (K i .5e ) = 5.65e MPa校核條件T T校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)1 D 2 K =2 i = 0.88436 2h i 計(jì)算厚度KPc Dih = 2 t 0. Pc= 0.28mm有效厚度eh =nh - C1- C2= 17.70mm最小厚度min = 3.00mm名義厚度nh = 20.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量201.26Kg壓 力 計(jì) 算最大允

32、許工作壓力2 t ePw=KDi 0.5 e = 6.20567MPa結(jié)論合格中學(xué)28內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算中航一航空動(dòng)力控制系統(tǒng)計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc0.11MPa設(shè)計(jì)溫度 t120.00C內(nèi)徑 Di1000.00mm材料Q345R( 板材 )試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 185.00MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t184.20MPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) s325.00MPa鋼板負(fù)偏差 C10.30mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) 0.85厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度Pc Di = 2 t Pc= 0.35mm有效厚度e =n - C1- C2= 17.70mm壓力

33、試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力tT 0.90 s =292.50MPa試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力T = T (K i .5e ) = 5.65e MPa校核條件T T校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)1 D 2 K =2 i = 0.88436 2h i 計(jì)算厚度KPc Dih = 2 t 0. Pc= 0.32mm有效厚度eh =nh - C1- C2= 17.70mm最小厚度min = 3.00mm名義厚度nh = 20.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量201.26Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力2 t ePw=KDi 0.5 e = 6.20567MPa結(jié)論合格中學(xué)29任意式法蘭作為整體法蘭計(jì)算計(jì)算中航

34、一航空動(dòng)力控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 條 件簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)壓力 p0.000MPa計(jì)算壓力 pc0.000MPa設(shè)計(jì)溫度 t0.0C軸向外載荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm殼材料名稱體許用應(yīng)力 tn185.0MPa法材料名稱Q345R許用f185.0MPa蘭應(yīng)力tf185.0MPa材料名稱40MnB螺許用b196.0MPa應(yīng)力tb174.0MPa栓公稱直徑 dB10.0mm螺栓根徑 d 113.8mm數(shù)量 n20個(gè)名義厚度n =20.00mm重量3169.40Kg壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值PT = 1.25P =0.1904(或由用戶輸入) tMPa壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平 TT 0.

35、90 s =292.50MPa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力T = pT .( Di e ) = 6.442 e .MPa校核條件T T校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力2 e t Pw=( Di e ) = 5.44618MPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力Pc ( Di e )t =2 e= 3.15MPat156.57MPa校核條件t t結(jié)論合格中學(xué)30螺 栓 間 距 校 核實(shí)際間距 DL b= 78.5nmm最小間距Lmin 32.0(查 GB150-2011 表 9-3)mm最大間距Lmax 90.0mm形 狀 常 數(shù) 確 定h0 Di0 387.30h/ho = 0.4K = Do/DI = 1

36、.2001 0 2.7由 K 查表 9-5 得T=1.839Z =5.545Y =10.750U=11.813整體法蘭查圖 9-3 和圖 9-4FI=0.84219VI=0.21213e FI h0 0.00217松式法蘭查圖 9-5 和圖 9-6FL=0.00000VL=0.00000e FL h0 0.00000Di1000.0Do1200.0墊結(jié) 構(gòu) 尺寸Db500.0D 外25.0D 內(nèi)20.00150.0mmLe350.0LA-650.0h150.01400.0材料類型軟墊片N2.5m2.50y(MPa)20.0壓緊面形狀1a,1bb1.25DG22.5片b06.4mmb= b0b0

37、6.4mmDG= ( D 外+D 內(nèi) )/2b0 6.4mmb=2.53 b0b0 6.4mmDG= D 外 - 2b螺 栓 受 力 計(jì) 算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WaWa= bDG y = 1767.1N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WpWp = Fp + F = 0.0N所需螺栓總截面積 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 9.0mm2實(shí)際使用螺栓總截面積 AbAb =2 = 3006.6dn14mm2力 矩 計(jì) 算操FD = 0.785 D2 pci= 0.0NLD= L A+ 0.51= -450.0mmMD= FD LD= -0.0N.mm作FG = Fp= 0.0NLG

38、= 0.5 ( Db - DG )= 238.8mmMG= FG LG= 0.0N.mmMpFT = F-FD= 0.0NLT=0.5(LA + 1 + LG )= -5.6mmMT= FT LT= -0.0N.mm外壓: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG );內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MTMp = 0.0N.mm預(yù)緊MaW = 295531.8NLG =238.8mmMa=W LG = 70558224.0N.mm計(jì)算力矩 Mo= Mp 與 Maf /f 中大者M(jìn)o = 70558224.0tN.mm中學(xué)開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算中航一航空動(dòng)力控制系統(tǒng)計(jì)算接 管:N1, 2501

39、0計(jì)算方法: GB150.3-2011 等面積補(bǔ)強(qiáng)法,單孔設(shè)計(jì)條件簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力0.1MPapc設(shè)計(jì)溫度120殼體型式橢圓形封頭殼體材料名稱及類型Q235R板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)0.8531查圖 9-7由 1/o 得f = 3.02430整體法蘭d1 U h 2V ooI= 485257248.0松式法蘭d1 U h 2V ooL= 0.03 f 0.0d1 = fe+1=1.08 = /T= 0.59 4 f e 1 1.103 = 0.59剪應(yīng)力校核計(jì) 算 值許 用 值結(jié) 論預(yù)緊狀態(tài) W 1 D l 1.81iMPa 1 0.8 n校核合格操作狀態(tài) Wp 0.002D liMPa 8.0 t2n校核合格輸入法蘭厚度f(wàn) = 35.0 mm 時(shí), 法蘭應(yīng)力校核應(yīng)力性質(zhì)計(jì) 算 值許 用 值結(jié) 論軸向應(yīng)力 H fM o 1.63 2 D1iMPa1.5t =277.5 或f2.5t =462.5( 按整體法蘭設(shè)計(jì)n的任 意 式法蘭, 取1.5t)n校核合格徑向應(yīng)力.1(33 f1) 0 108.40R 2 D f iMPat = 185.0f校核合格切向應(yīng)力 M0Y 18.02T2 D ZR fiMPat = 185.0f校核合格綜合應(yīng)力max(0.),0.)= 55.02MPat = 185.0f校核合格剛度系數(shù)J 52.14 0.003E 2 K h1校核合格法蘭

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