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簡述錐形封頭設計計算方法

來源:http://6222kk.com/news/310.html    更新時間:2012-09-07    點擊次數:1471次

 前言:
錐形封頭廣泛應用于許多化工設備(如蒸發器、噴霧干燥器、結晶器及沉降器等)的底蓋,它的優點是便于收集與卸除這些設備中的固體物料。此外,有一些塔設備上、下部分的直徑不等,也常用錐形殼體將直徑不等的兩段塔體連接起來,這時的圓錐形殼體稱為變徑段。
  錐形封頭的結構如下圖所示。對應于無折邊和折邊封頭,有下面兩種不同的設計計算方法。
   ㈠ 無折邊錐形封頭或錐形筒體

  無折邊錐形封頭或錐形筒體適用于錐體半頂角a≤30°。

  1. 錐體大端

  錐體大端與圓筒連接時,應按以下步驟確定連接處錐殼大端的厚度:

  a. 以p/([s]tj)與半頂角a的值,查確定錐殼大端連接處的加強圖:當其交點位于曲線之上方時,不必局部加強;當其交點位于曲線下方時,則需要局部加強。
  b. 無需加強時,錐體大端壁厚按式(4-36)計算。

                  (4-36)
  c. 需要增加厚度予以加強時,則應在錐殼與圓筒之間設置加強段,錐殼和圓筒加強段厚度須相同,加強段計算壁厚按式(4-37)計算。

电竞外围                     (4-37)

式中 Q-應力增值系數,與p/([s]tj)與a值有關,由錐殼大端連接處的Q值圖查出,中間值用內插法。加強區長度,錐殼加強段的長度L1不應小于;圓筒加強段的長度L不應小于。

  2. 錐體小端

  錐體小端與圓筒連接時,小端錐壁厚設計:以p/([s]tj)與半頂角a的值,查確定錐殼小端連接處的加強圖,當其交點位于曲線之上方時,不必局部加強。計算壁厚d的計算同大端。當其交點位于圖中曲線下方時,則需要局部加強。其計算壁厚的公式為

电竞外围                  (4-38)

式中 Dis-錐體小端內直徑,mm; Q-應力增值系數,由確定錐殼小端連接處的Q值圖查出。 在任何情況下,加強段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度。錐殼加強段的長度L1不應小于;圓筒加強段的長度L不應小于。

  3.無折邊錐殼的厚度

  當無折邊錐殼的大端或小端,或大、下端同時具有加強段時,應分別按式(4-32)、(4-33)、(4-34)分別確定錐殼各部分厚度。若整個錐形封頭采用同一厚度時,應取上述各部分厚度中的******值作為封頭的厚度。

  ㈡ 折邊錐形封頭或錐形筒體

电竞外围  采用帶折邊錐體作封頭或變徑段可以降低轉角處的應力集中。根據半頂角的大小,分為三種情況:

當錐體大端的半頂角a>30°時,應采用帶過渡段的折邊結構。否則應按應力分析的方法進行設計。
對于錐體小端,當半頂角a>45°時,須采用帶折邊的錐形封頭。大端折邊錐殼過渡段轉角半徑r應不小于封頭大端內徑Di的10%,小端折邊過渡段轉角半徑rs應不小于封頭小端內徑Dis的5%,且均不小于錐體厚度的3倍。
當錐殼半頂角a>60°時,其厚度可按平蓋計算,也可按應力分析的方法進行設計。
1.錐殼大端

  帶折邊錐形封頭大端的壁厚,按過渡段與相接處錐體兩部分分別計算。當整個帶折邊錐形封頭采用同一厚度時,應取下述二式計算結果中的較大值。

  a. 過渡段的計算壁厚

                   (4-39)

式中 K-系數,查表4-12。

b. 與過渡段相接處的錐殼厚度

                    (4-40)

式中 f-系數,,其值列于表4-13。

2.錐殼小端

电竞外围  當錐殼半頂角a≤45°時,若采用小端無折邊時,其小端厚度按前述錐體小端厚度計算;如需采用小端有折邊時,其小端過渡段厚度按(4-39)式確定,式中Q值由確定錐殼小端連接處的Q值圖查取。

  當錐殼半頂角a>45°,小端過渡區厚度仍按(4-39)式確定,但式中Q值由錐殼小端帶過渡段連接的Q值圖查取。與過渡段相接的錐殼和圓筒的加強段厚度應與過渡段厚度相同。錐殼加強段的長度L1不應小于;圓筒加強段的長度L不應小于。在任何情況下,加強段的厚度不得小于與其連接處的錐殼厚度。

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