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1、塔设备及换热器的结构设计及选型浮阀塔早在20世纪50年代初期就已经开始在工业生产上推广使用，因为它同时具有了泡罩塔和筛板塔双方的优点，而且塔设备结构简单、便于批量生产、节省材料、性能十分良好，所以很快成为了国内应用最广泛的塔型，尤其是在石油、化学工业等行业中使用最普遍。6.1按计算压力计算塔体和封头厚度6.1.1塔体圆筒的计算厚度，取6.1.2封头采用标准椭圆形封头，取6.2塔设备质量载荷计算塔设备的操作质量： （6.1）塔设备液压试验时的质量（这时设备质量最大），简称设备最大质量： （6.2）设备吊装时的质量(这时设备质量最小),简称设备最小质量： （6.3）在计算、及时，若无实际资料，可参
2、考表6.1塔设备有关部件的质量进行估算。表6.1 塔设备有关部件的质量名称单位质量名称单位质量名称单位质量笼式扶梯40kg/m圆泡罩塔盘150 kg/m2筛板塔盘65 kg/m2开式扶梯1524kg/m条形泡罩塔盘150 kg/m2浮阀塔盘75 kg/m2钢制平台150kg/m2舌形塔盘75 kg/m2塔盘填充液70 kg/m2（参照课本表8-1）6.2.1圆筒、封头、裙座质量圆筒质量：封头质量：裙座质量： （6.4）6.2.2塔内构件质量 （6.5）6.2.3保温层质量m03=V2440-V22002=2.0910-1.5459300=164(kg)6.2.4平台、扶梯质量6.2.5操作时物
3、料质量塔盘存留介质层高度为hw=100mm，物料密度为。6.2.6附件质量按经验取附件质量为6.2.7充水质量6.2.8 偏心质量me查资料得，me=4000kg6.2.9各种质量载荷汇总表6.2 各种质量载荷汇总塔段0-11-22-33-44-55-6合计塔段长度/mm10002000800090009000900038000人孔和平台数0112228塔板数001720201875mi01/kg6551310575058955895605125556mi02/kg484456995699512921372* mi03/kg134154720902090340910649mi04/kg4080
4、10382475204518767554mi05/kg12371063860796079547129504mia/kg15423110921710148516646389miw/kg129025129461744617420841133791mie/kg140026004000mi0/kg79037391277113431134311261556777各塔段最小质量/kg79040041549215236152361485456608全塔操作质量/kgm0=m01+m02+m03+m04+m05+ma+me=105024全塔最小质量/kgmmin =m01 +0. 2m02+m03+m04+m
5、a+me=58422水压试验时最大质量/kgmmax=m01+m02+m03+m04+mw+ma+me=2093116.3风载荷与风弯矩计算6.3.1风载荷计算以2-3段为例计算风载荷P3(图3-2)P3=K1K23q0f3l3De310-6 (N) （6.7）K23=1+3z3f3K23=1+2.390.730.1321.03=1.224De3一塔的有效直径。设笼式扶梯与塔顶管线成90，取以下a、b式中较大者a. b. K3=400mm，d0取400mm，K4=2Al3=2190010008000=225mma. De3=2232+2120+400+225=3097(mm)b. De3=22
6、32+2120+225+400+2120=3337(mm)取De3=3337mmP3=K1K23q0f3l3De310-6 P3=0.71.2245001.038000333710-6 =10986 (N)表6.3 风压高度变化系数fi距地面高度Hit/mfiABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93702.201.861.451.02802.2
7、71.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.61注： AD为地面粗糙度类别。A类系指近海海面及海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类系指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类系指有密集建筑群的城市市区；D类系指有密集建筑群且房屋较高的城市市区7。中间值可用线性内插法求取。表6.4 脉动影响系数i距地面高度Hit/miABCD100.780.720.640.53200.830.790.730.65300.860.830.780.72400.870.850.820.77500.880.870.
8、850.81600.890.880.870.84700.890.890.900.89800.890.890.900.891000.890.900.910.921500.870.890.930.97注： AD为地面粗糙度类别。中间值可用线性内插法求取。表6.5 振型系数zi相对高度hit/m相对高度hit/m第一振型第二振型第一振型第二振型0.100.02-0.090.600.46-0.590.200.06-0.300.700.59-0.320.300.14-0.530.800.790.070.400.23-0.680.900.860.520.500.34-0.711.001.001.00注 中
9、间值可用线性内插法求取。表6.6 各段塔风载荷计算结果计算段123456/mm100020008000900090009000q0/ N/m2500500500500500500K10.70.70.70.70.70.70.720.720.730.790.830.850.00750.03750.1320.3760.711.002.392.392.392.392.392.39K2i1.020 1.090 1.224 1.568 2.006 2.328 0.640.721.031.251.41.53Hit/m1311202938平台数011222K40900225400400400/mm311240
10、123337351235123512Pi/N711 1710 10986 19222 27548 34939 6.3.2风弯矩计算截面0-0截面1-1截面2-26.4地震弯矩计算取第一振型阻尼比为1=0.02，则衰减指数之前计算得出T1=1.51s塔的总高度 H=38000mm全塔操作质量 m0=105024kg重力加速度 g=9.81m/s2地震影响系数 由表3-8查得（设防烈度8级）由表3-9查得 （6.7） （6.8）计算截面距地面高度h：0-0截面：h=01-1截面：h=1000mm2-2截面：h=3000mm等直径、等厚度的塔，H/Di=38000/2200=17.2715，按下列方
11、法计算地震弯矩1。截面0-0截面1-1截面2-26.5偏心弯矩计算6.6各种载荷引起的轴向应力6.6.1计算压力引起的轴向拉应力1其中，。6.6.2操作质量引起的轴向压应力2截面0-0令裙座厚度；有效厚度；。截面1-1其中，；为人孔截面的截面积，查相关标准得。截面2-2其中，；。6.6.3最大弯矩引起的轴向应力3截面0-0其中，截面1-1其中，查相关标准得截面2-2其中，6.6塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核6.6.1最大组合轴向拉应力校核截面2-2t=183MPa; =0.85;K=1.2；Kt =1.21830.85=186.7MPa。满足要求。6.6.2塔体与裙座的稳定校核截面2-2塔体2-2截面上的最大组合轴向压应力满足要求。其中，查图3-1得（Q345R，200），, K=1.2。表6.7各危险截面强度与稳定校核汇总项目计算危险截面0-01-12-2塔体与裙座有效厚度e，es/mm141414截面以上的操作质量m0i-i/kg108236107387102205计算截面积Ai-i/mm296712586301.19610-3计算截面的抗弯截面系数Zi-i/mm3531916002767700053191600最大弯矩Mmaxi-i/(Nmm)3.1211092.0551091.900109最大允许轴向拉应力K t /MPa173.4最大允许轴向压应力/MPaKB
