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上封头校核计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力P c 0.13 MPa设计温度 t 145.00 ︒ C内径D i 7000.00 mm曲面深度h i 1500.00 mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力[σ]t 183.20 MPa试验温度许用应力[σ] 185.00 MPa钢板负偏差C1 0.30 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值P T = 1.25P ct][][σσ= 0.1650 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力[σ]t[σ]T≤ 0.90 σs = 292.50MPa试验压力下封头的应力σT =φδδ.2)5.0.(eeiTKDp+= 37.18MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛+2ii2261hD = 1.2407计算厚度δh =KP DPc itc205[].σφ- = 3.68mm有效厚度δeh =δnh - C1- C2= 22.70mm 最小厚度δmin = 21.00mm 名义厚度δnh = 25.00mm 结论满足最小厚度要求重量9546.41 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 0.81293MPa结论合格下封头校核计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力P c 0.15 MPa设计温度 t 145.00 ︒ C内径D i 7000.00 mm曲面深度h i 1500.00 mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力[σ]t 183.20 MPa试验温度许用应力[σ] 185.00 MPa钢板负偏差C1 0.30 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值P T = 1.25P ct][][σσ= 0.7489 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力[σ]t[σ]T≤ 0.90 σs = 292.50MPa试验压力下封头的应力σT =φδδ.2)5.0.(eeiTKDp+= 168.78MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛+2ii2261hD = 1.2407计算厚度δh =KP DPc itc205[].σφ- = 4.20mm有效厚度δeh =δnh - C1- C2= 22.70mm 最小厚度δmin = 21.00mm 名义厚度δnh = 25.00mm 结论满足最小厚度要求重量9546.41 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 0.81293MPa结论合格内压圆筒校核 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 P c 0.14 MPa设计温度 t 145.00 ︒ C 内径 D i 7000.00mm 材料Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ]189.00 MPa 设计温度许用应力 [σ]t189.00 MPa 试验温度下屈服点 σs 345.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 2.00 mm焊接接头系数 φ0.85厚度及重量计算计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 3.04mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 13.70 mm 名义厚度 δn = 16.00 mm 重量160562.78Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 0.7489 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 310.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 225.54 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 0.62760MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 35.66 MPa [σ]tφ 160.65 MPa校核条件 [σ]tφ ≥σt结论 合格。
塔设备机械强度校核（一）已知条件：（1）塔体直径i D =800mm ，塔高H=29.475m 。
（2）设计压力p=2.3Mpa 。
（3）设计温度t=19.25O C ,（4）介质为有机烃类。
（5）腐蚀裕量2C =4mm 。
（6）安装在济南地区（为简化计算，不考虑地震影响）。
（二）设计要求（1）确定塔体和封头的厚度。
（2）确定裙座以及地脚螺栓尺寸。
（三）设计方法步骤A 材料选择设计压力p=2.3Mpa,属于中压分离设备，三类容器，介质腐蚀性不提特殊要求，设计温度19.25O C ，考虑选取Q235-C 作为塔体材料。
B 筒体、封头壁厚确定先按内压容器设计厚度，然后按自重、液重等引起的正应力及风载荷引起的弯曲应力进行强度和稳定性验算。
a 筒体厚度计算按强度条件，筒体所需厚度d δ=[]22it pD C pσ+Φ-= 2.3800420.85125 2.3?+??-=12.75 mm 式中[]t t σ——Q235-C 在19.25O C 时的许用应力。
查《化工设备机械基础》为125MpaΦ——塔体焊缝为双面对接焊，局部无损检测，Φ=0.85。
2C ——腐蚀裕量，取值4mm 。
按刚度要求，筒体所需最小厚度min δ=22800 1.610001000i D mm ?==。
且min δ不小于3mm 。
故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm 。
考虑到此塔较高，风载荷较大，而塔的内径不太大，故应适当增加厚度，现假设塔体厚度n δ=20mm ，则假设的塔体有效厚度e δ=12n C C δ--=20-4.8=15.2mm式中1C ——钢板厚度负偏差，估计筒体厚度在8～25mm 范围内，查《化工设备机械基础》的1C =0.8mm 。
b 封头壁厚计算采用标准椭圆形封头，则[]2 2.3800421250.850.5 2.320.5id t pD C p δσ?=+=+??-?Φ- =12.71mm 。
为便于焊接，取封头与筒体等厚，即n δ=20mm 。
第六节塔的强度设计特点—安装在室外，靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土基础上。
三种工况：正常操作、停工检修、压力试验。
轴向强度及稳定性校核的基本步骤：①按设计条件，初步确定塔的壁厚和其它尺寸。
②计算塔设备危险截面的载荷，包括重量、风载荷、地震载荷和偏心载荷等。
③危险截面的轴向强度和稳定性校核。
④设计计算裙座、基础环板、地脚螺栓等。
塔的强度设计的解题思路一、塔的载荷分析、，前面已讲㈠介质压力：包括p p工水㈡质量载荷⒈包括：m01——塔体、裙座质量；m02——塔内件如塔盘或填料的质量；m 03——保温材料的质量； m 04——操作平台及扶梯的质量； m 05——操作时物料的质量；m a ——塔附件如人孔、接管、法兰等质量； m w ——水压试验时充水的质量； m e ——偏心载荷。
⒉区分不同工况分别计算 塔设备在正常操作时的质量：00102030405a e m m m m m m m m =++++++ (7-13)塔设备在水压试验时的最大质量：max 01020304w a e m m m m m m m m =++++++ (7-14)塔设备在停工检修时的最小质量：min 010203040.2a e m m m m m m m =+++++ (7-15)㈢偏心载荷定义：塔体上悬挂的再沸器、冷凝器等附属设备或其它附件所引起的载荷。
载荷产生的弯矩为：e e M m ge = (7-16) 式中：g ——重力加速度，m/s 2；——偏心距，即偏心质量中心至塔设备中心线间的距离，m ；e M ——偏心弯矩，N·m 。
㈣风载荷 1.影响：（1）使塔体产生应力和变形；使塔体产生顺风向的振动(纵向振动)使塔体产生垂直于风向的诱导振动(横向振动)；（2）过大的塔体应力会导致塔体的强度及稳定失效；（3）太大的塔体挠度会造成塔盘上流体分布不均，分离效率下降。
2.风载荷的构成：一种随机载荷，大小和方向随时、随地变化；对于顺风向风力，认为由两部分组成： (1)平均风力（稳定风力），对结构的作用相当于静力的作用；是风载荷的静力部分，其值等于风压和塔设备迎风面积的乘积。
塔设备强度设计计算概述首先，塔设备强度设计计算需要对材料的强度特性进行分析和评估。
这包括了材料的抗拉强度、屈服强度、弹性模量等参数的确定，以及对材料的疲劳和断裂性能进行评估。
通过对材料性能的分析，可以确定塔设备所需的材料强度指标，并为后续的结构设计提供基础。
其次，塔设备强度设计计算还需要根据结构的特点和使用环境对其结构强度进行分析和计算。
这包括了对结构的受力情况、应力分布以及可能存在的疲劳破坏和变形情况进行评估。
通过对结构强度的计算，可以确定塔设备的结构形式和尺寸，以满足其强度要求。
另外，塔设备强度设计计算还需要进行荷载计算。
这包括了对塔设备受力情况的分析，根据其所承受的外部荷载和内部荷载进行计算，以确保其在使用过程中能够稳定和安全地工作。
总的来说，塔设备强度设计计算是一项复杂的工程计算工作，需要对材料强度、结构强度和荷载等多个方面进行综合分析和计算。
通过科学合理的设计计算，可以保证塔设备在使用过程中具有足够的强度和稳定性，为生产运行提供可靠的保障。
塔设备强度设计计算在工程领域中的重要性不言而喻。
塔设备通常用于支撑和承载各种重要设备和结构，如通讯设备、风力发电机、天线、烟囱等。
塔设备的稳定性和强度显然是至关重要的，因为如果塔设备结构设计不当或计算不准确，可能会导致结构破坏甚至倒塌，造成严重的人员伤亡和财产损失。
一般而言，塔设备的强度设计计算需要从结构设计、材料选取、受力分析、以及荷载计算等多个方面进行综合考虑。
首先，对于塔设备的结构设计，需要确保塔身、角钢、连接部位等都能够承受预期的荷载。
这需要对实际使用环境、风荷载、地震荷载等进行全面的分析和评估。
因此，在强度设计计算过程中，需要考虑各种极端和临界情况下的力学响应。
其次，材料的选取也是很重要的。
在塔设备强度设计计算中，需要选择合适的结构材料，例如碳钢、合金钢、铝合金等，以保证塔设备在受力状态下有足够的强度和刚度。
材料的强度参数、蠕变性能、疲劳性能等都必须得到足够的评估和证明。
（一） 已知条件：（1） 塔体直径i D =800mm ，塔高H=29.475m 。
（2） 设计压力p=2.3Mpa 。
（3） 设计温度t=19.25O C ,（4） 介质为有机烃类。
（5） 腐蚀裕量2C =4mm 。
（6） 安装在济南地区（为简化计算，不考虑地震影响）。
（二） 设计要求（1） 确定塔体和封头的厚度。
（2） 确定裙座以及地脚螺栓尺寸。
（三） 设计方法步骤A 材料选择设计压力p=2.3Mpa,属于中压分离设备，三类容器，介质腐蚀性不提特殊要求，设计温度19.25O C ，考虑选取Q235-C 作为塔体材料。
B 筒体、封头壁厚确定先按内压容器设计厚度，然后按自重、液重等引起的正应力及风载荷引起的弯曲应力进行强度和稳定性验算。
a 筒体厚度计算按强度条件，筒体所需厚度d δ=[]22it pD C pσ+Φ-= 2.3800420.85125 2.3⨯+⨯⨯-=12.75 mm 式中[]t t σ——Q235-C 在19.25O C 时的许用应力。
查《化工设备机械基础》为125MpaΦ——塔体焊缝为双面对接焊，局部无损检测，Φ=0.85。
2C ——腐蚀裕量，取值4mm 。
按刚度要求，筒体所需最小厚度min δ=22800 1.610001000i D mm ⨯==。
且min δ不小于3mm 。
故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm 。
考虑到此塔较高，风载荷较大，而塔的内径不太大，故应适当增加厚度，现假设塔体厚度 n δ=20mm ，则假设的塔体有效厚度e δ=12n C C δ--=20-4.8=15.2mm式中1C ——钢板厚度负偏差，估计筒体厚度在8～25mm 范围内，查《化工设备机械基础》的1C =0.8mm 。
b 封头壁厚计算采用标准椭圆形封头，则[]2 2.3800421250.850.5 2.320.5id t pD C p δσ⨯=+=+⨯⨯-⨯Φ- =12.71mm 。
为便于焊接，取封头与筒体等厚，即n δ=20mm 。
