立式容器

支腿强度计算-冯延忠

支腿强度计算 对高度及直径比较小的立式容器常常采用支腿支撑的形式。一般采用4个支腿，本体直径较小时采用3个支腿，直径较大时采用支腿不少于6个。 这里介绍的支腿强度计算方法是在比较设备设计手册和JIS 标准中支腿强度计算方法的基础上，考虑中国规范的要求和工程实用性形成的。 1 适用范围 1.1 本计算方法适用于安装在刚性基础，且同时符合下列条件的容器： 1.1.1 容器高度比不大于5 1.1.2 总高度不大于10m 1.2 当容器超出1.1所规定的尺寸限制时，水平地震力和水平风载荷应按 JB4710-92计算，不能使用本文所述的简化计算方法。 2 载荷的考虑 2.1 本计算考虑了地震载荷、风载荷、自重、偏心载荷和管道载荷等。通 过对安装工况、操作工况和试验工况的分析，计算时取最危险的情况对各个部件进行计算。 2.2 操作工况考虑风载荷和地震载荷同时作用时，仅取0.25倍风载荷与地 震载荷组合工况。 2.3 试验工况不考虑地震载荷，仅考虑0.3倍的风载荷组合工况。 2.4 地震载荷和风载荷的计算采用简化的计算方法（见JB/T4725-92附录 A ）。 2.5 虽然JB4710-92规定地震设防烈度为8度时才考虑垂直地震力，但是在 工程中，地震设防烈度为8度的情况较多，在此均考虑垂直地震力的影响。 2.6 本文各计算式中垂直地震力F ev 仅在考虑地震影响时计入。 3 载荷计算 3.1 水平地震力 mg P e e α5 .0= m ——对应于各种工况的设备质量：

m 0——设备操作质量(包括壳体及其附件，内部介质及保温层的质 量),kg m w ——设备充水质量(水压试验时),kg m min ——设备最小质量(安装工况时),kg e α——地震系数，对7、8、9度地震分别取0.23、0.45、0.90 P e ——水平地震力,N 3.2 垂直地震力 e ev P F 4875.0= F ev ——垂直地震力,N 3.3 水平风载荷 6 001095.0-?=H D q f P O i W D O ——容器外径,mm,有保温层时取保温层外径 f i ——风压高度变化系数，按设备质心所处高度取 H 0——设备迎风有效高度,mm q 0——10m 高度处的基本风压值,N/m 2

椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算

2==i i h R c a 椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算 新疆工学院 孟永彪 在设计卧式容器时，常常要计算不同液面高度所对应的容积，有时还需列出容积—液位高度对照表或图。例如，在盛装有毒有害介质的卧式储罐设计中，要根据体积充装系数确定最高液面高度并加以标识。在一般资料中仅能查到容器的全容积计算公式，而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。本文以标准椭圆形封头卧式容器为例介绍不同液面高度下的容积计算方法，并以液化石油气储罐为例编制了QUICK BASIC 程序，此法仅供大家参考。 1 卧式容器的组成 卧式容器是由筒体和两封头组焊而成（如图1），常用的封头为标准椭圆封头。 2 卧式容器 2.1 计算简图及说明 计算简图如图2。 L ———筒体长度（两封头切线间的距离，含直边段长度） D i ———封头及筒体内直径 h i ———封头曲面深度 2.2 不同液面高度下封头的容积计算 如图2，可假想将卧式容器两端的曲面部分合并，则形成一个完整的椭球面。 其中，a=b=R i

122 222=++c z a y x )(21222y x a z +-=dx y x a dy h a y a )(2222022+-=??--)323(23 331a h h a V +-=πa h arccos =θ 因此，椭球面的方程为： 推导出： 当容器内的液面高度为h 时（如图3所示）。 封头的容积公式推导： 对其积分得 从上式可看出，h 变化，V 1也随之变化。 2.3 不同液面高度筒体的容积计算 在计算筒体的容积时，忽略尺寸公差及制造误差等因素，可将其断面方程为 x 2+y 2=a 2的一圆柱体进行计算，那么如图3所示液面高度的筒体容积为： 令：y=acos θ dy=-asin θd θ 当 y=-a 时，θ=π；当y=h 时，代入公式积分得： dxdy y x a V s )(2122221+-=?? dx y x a dy h a y a y a )(2 122222 222+-=??----dy y a L V h a ?--=2222dy y a L h a ?--=222

容器支座

容器支座 容器的支座，是用来支承容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。支座的结构型式很多，主要由容器的自身的型式决定，分卧式容器支座、立式容器支座和球形容器支座。 一、卧式容器的支座 卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。 ㈠鞍式支座 鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。 鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。 鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。 鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。在一台容器上，两个总是配对使用。在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。 一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L 。

支腿

支腿-裙座的区别 支腿-裙座的区别 裙座应该是从承重量和受力以及稳定性上都要好于支腿，一般用于塔器或者比较大、重的立式容器。支腿相对来说只能用于直径小重量轻的设备，支腿首选标准JB/T4713-92(不知道新标准是否开始执行)。裙座要通过计算校核的 细高形的塔器，较大且重的立式容器，一般都采用裙座。它可承受较大的风载；设备和裙座的连接呈环状，应力均匀，稳定性好，连接可靠。制作、安装较支腿难点。 一．支座 设备支座用来支承设备重量和固定设备的位置。支座一般分为立式设备支座、卧式设备支 座和球形容器支座。 立式设备支座分为悬挂式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座四种。 卧式设备支座分为鞍式支座、圈式支座和支腿三种。 球形容器支座分为柱式、裙式、半埋式、高架式支座四种。 1．悬挂式支座（JB/T4725-92） 悬挂式支座又称耳座，一般由两块筋板及一块底版焊接而成。耳座的优点是简单，轻 便；缺点是对器壁易产生较大的局部应力。 ●耳座适用范围（JB/T4725-92）：适用于公称直径不大于4000mm的立式圆筒形容器。 ●耳座数量一般应采用四个均布，但容器直径小于等于700mm时，支座数量允许采用2 个。 ●耳式支座标准中分为A、AN（不带垫板），B、BN（带垫板）四种; A、AN 型用于一般立式设备，B、BN型用于带保温的立式设备。 ●支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。对低温容器的支座，一般要加垫板。对于不锈钢制设备，当用碳钢制作支座时，为防止器壁与支座在焊接的过程中，不锈钢中合金元素的流失，也需在支座与筒连接处加垫板。 ●JB/T4725-92特点： 1.考虑支座弯矩对容器圆筒所产生的局部应力，避免筒体由于局部应力过大有可能引起失效。局部径向弯矩包括设备自重、水平载荷（风载荷或地震载荷）及偏心载荷所产生的弯 矩。 2.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。 若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。 3.改进了垫板结构。为改善容器的受力情况，JB/T4725-92将垫板四角倒圆；并在垫板中心 开一通气孔，以利于焊接或热处理时气体的排放。 ●耳式支座设计计算：

罐体容积计算过程

罐体容积计算过程 罐体描述：单V形结构，小封头尺寸?1810mm，V形最大截面高度3030mm，宽度2500mm，大封头直径?2060mm，筒体直线段（不含两端封头）长度8230mm；运输介质：粉煤灰；比重：1.0吨/立方米； 罐体的容积计算： 1、罐体额定容积=载质量（吨）/密度（吨/立方米）=30.3/1.0=30.3（立方米） 2、罐体有效容积=罐体总容量=罐体额定容积x1.05=30.3x1.05=31.8（立方米） 3、封头容积：封头为碟形封头，前封头底部面积同罐体前端截面积为2.51，后封头底部面积同罐体后端截面积为 3.25，前封头蝶形封头高为370mm，后封头蝶形封头高为420mm，根据“JB/T4746-2002钢制压力容器用封头”标准附录E---表E.1DHB蝶形封头内表面积、容积查询表中的参数，则封头体积V封头=V1+V5≈0.64+1.0=1.64（立方米） 4、利用CAXA程序自带的工具软件可以直接查询出各截面的面积，即： 截面1：S1=2.51 m2；截面2： S2=4.26 m2；截面3：S3=5.80 m2；截面4：S4=S2=4.26 m2；截面5： S5=3.25 m2； 罐体按外形尺寸计算容积：V罐体=V1+V2+V3+V4+V5=V封头+V2+V3+V4 =1.64+(S1+S2)/2xH1+(S2+S3)/2xH2+(S3+S4)/2xH3+(S4+S5)/2xH4=1.64+(2.51+4.26)/2X1.379+(S 4.26+5.80)/2X2.655+(5.80+4.26)/2X3.319+(4.26+3.25)/2X0.876=39.65m3 罐体计算容积x0.8= V总X0.8=39.65X0.8=31.72m3(立方米）＜罐体有效容积=31.8（立方米） 罐体外形尺寸和各截面位置：

容器支座

第二节容器支座 容器和设备的支座，是用来支撑其重量，并使其固定在一定的位置上。在某些场合下制作还要承受操作是的振动，承受风载荷和地震载荷。 容器和设备的结构形式很多，根据容器与之身的形式，支座可分两大类，即卧式容器支座和立式容器支座。 一卧式容器支座 卧式容器支座有三种形：鞍座圈座和支腿。 常见的卧式容器和大型卧式储罐，换热器等多采用鞍座，它是应用的最广泛的卧式容器支座。但对于大直径薄壁容器和真空设备，为增加筒体支座处的局部刚度常采用圈座。小型设备常采用机构简单的支腿。 1 双鞍支座及制作标准 置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，由材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。当尺寸和载荷一定时，多支点在梁内产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。但对于大型卧式容器而言，当采用多支座时，如果各制作的水平高度有差异或地基呈现不均匀，或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为个支点平均分摊，导致壳体应力正大，因而体现不出多做的优点，故一般情况下采用双支座。 采用双支座时，支座位置的选取一方面要考虑到利用封头的加强效应，另一方面又要考虑不是壳体中因荷重引起的弯曲应力过大，所以选取原则如下。 1双鞍卧式支座容器的受力状态可简化为受韵部载荷的外伸梁，由材料力学知，当外申长度A=0.207时。跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，所以一般近似取A0.2l。其中L取两封头切线间距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离。 2当鞍座临近封头时，则封头对支座处筒体有加强刚性效应，在满足A0.207下应尽量使a0.5R 此外，卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩，因此容器两端的支座不能都固定在基础上，必须有一段能在基础上滑动，以避免产生过大的附加力。通常的做法是将一个支座上的地脚螺旋孔做成圆形，并且螺母不上紧，使其成为活支座，而另一个支座仍未固定支座。还有一种是采用滚动支座，他克服了滑动摩檫力大的缺点，但结构复杂照价高。故一般只用在手里大的重要设备上。 对于鞍式支座的机构和尺寸，除特殊情况需要设计外，一般可根据设备的公称直径选用标准形式，目前鞍座标准为JB/T4712—1992.因为对于卧式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲，所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行强度和稳定性校核，这部分内容可参考相关标准。鞍座的结构如图12-18，它由横向直立筋板，轴向直立筋板和底板焊接而成，在于设备筒体相连处，有带加强垫板的和不带加强垫板的两种结构，图12-18为带垫板的结构。必须设置加强垫板的条件见JB/T4712-1992。加强垫板的彩料应与设备壳体相同鞍座的材料为Q235-A.F。 俺做的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。根据底板上的螺旋孔形状不同，又分为F型(固定支座）和S型（活动支座），除螺旋孔外，F型与S型各部分的尺寸相同。在一台容器上，F型和S型总是配对使用。活动支座的螺旋孔采用长圆形，地脚螺旋采用两个螺母，第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，以便能使鞍座在基础面上自由滑动。 鞍座标准分为轻型（A）和重型（B）两能大类，重型又分为BI-BV五种型号，见表12-16。 图12-18和表12-17给出了DN1000-2000mm轻型（A）带垫板，包角为120度的鞍座结构和参数尺寸。其他型号鞍座结构与参数尺寸以及允许载荷，材料与制造，检验，验收和安

卧式容器计算表

卧式容器计算表 参数名称 数值 单位 参数名称 数值 单位 设计压力p 2.5 MPa 圆筒内直径D i 1600 mm 计算压力p c 2.5 MPa 圆筒平均半径R a 809 mm 圆筒材料 16MnDR 圆筒名义厚度n δ 18 mm 封头材料 16MnDR 圆筒有效厚度e δ 15.35 mm 鞍座材料 Q235A 封头名义厚度hn δ 18 mm 圆筒材料常温许用应力[]σ 174 MPa 封头有效厚度he δ 15.35 mm 封头材料常温许用应力[]h σ 174 MPa 鞍座名义厚度rn δ 18 mm 圆筒材料设计温度下许用应力 []t σ 174 MPa 鞍座有效厚度re δ 15.35 mm 封头材料设计温度下许用应力 []t n σ 174 MPa 鞍座腹板名义厚度0b 12 mm 鞍座材料许用应力[]sa σ 140 MPa 两封头切线间距离L 5908 mm 筒体材料常温屈服强度R el 295 MPa 圆筒长度L c 5000 mm 筒体材料常温弹性模量E 2.1E8 MPa 封头曲面深度h i 454 mm 筒体材料设计温度下弹性模量E t 2.1E8 MPa 鞍座轴向宽度b 440 mm 筒体材料密度s γ 7.85E-6 Kg/m m 3 鞍座包角θ 120 (°) 封头材料密度h γ 7.85E-6 Kg/m m 3 鞍座底板中心至封头切线距离A 954 mm 操作时物料密度0γ 1.101E-6 Kg/m m 3 焊接接头系数φ 1 物料充装系数0φ 0.9 设计温度 -40 ℃ 液压试验介质密度T γ 1E-6 Kg/m m 3 试验压力P T 2.75 MPa 支座反力计算 筒体质量m 1 m 1=π(D i +δn )?L c ?δn ?γs = 3.14*(1600+18）*18*5000*7.85*10-6=3589.39 kg 封头质量m 2 599*2 kg 附件质量m 3 0 kg 封头容积V H V H =1.1226*109 mm 3 容器容积V 2V=D 2= 4 i c H L V π+

(完整版)分析容量器皿的使用方法

分析容量器皿的使用方法。 2．学会容量器皿的校正方法。 二、实验原理 溶液体积测量的误差是容量分析中误差的主要来源。因此，为了使分析结果能符合所要求的准确度，就必须准确地测量溶液的体积。测量溶液的准确体积可用已知容量的玻璃器皿，例如测量放出液体的体积可用滴定管、移液管和吸量管；测量容纳液体的体积可用容量瓶。 容量器皿的实际容积与它所标示的往往不完全相符，此外，通常的容器校正以20℃为标准，但使用时的温度不一定是20℃，温度改变时，容器的容积及溶液的体积都将发生改变，因此，精密分析时需进行容量器皿的校准。容器核准时，根据具体情况可采用相对校准和称量校准方法。 1. 相对校准 在实际工作中，容量瓶和移液管常常是配合使用的。例如，要用25 mL移液管从250 mL容量瓶中量取1/10容积的溶液,则移液管与容量瓶的容积比只要1:10就行了。此时，可采用相对校准方法。其步骤如下：使用移液管准确移取25 mL蒸馏水，放入已洗净、干燥的250 mL容量瓶中。重复移取10次后，观察溶液的弯月面是否与标线正好相切，否则，应另作一标号。相对校准后的容量瓶和移液管，应贴上标签，以便以后更好地配套使用。 2. 称量校准 滴定管、容量瓶、移液管的实际容积往往采用称量校准方法。原理为：称取量器中所放出或所容纳H2O的质量。并根据该温度下H2O的密度，计算出该量器在20℃(玻璃量器的标准温度)时的容积。但是，由质量换算成容积时必须考虑H2O的密度、空气浮力、玻璃的膨胀系数三个方面的影响。为了方便起见，表中列出了三个因素综合校准后的换算系数。根据表中的换算系数（f），用下式即可算出某一温度(t)下一定质量(m)的纯H2O在20℃时所占的实际容积（V）。 V=fm 例如，校准移液管时，在15℃称得纯H2O质量为24.94g，查表得15℃时的综合换算系数为1.0021，由此算得它在20℃时的实际体积为： V=1.0021mL·g-1×24.94g＝24.99mL；

罐体容积计算过程

罐体描述： 单V形结构，小封头尺寸?1810mm，V形最大截面高度30mm，宽度2500mm，大封头直径?2060mm，筒体直线段（不含两端封头）长度 8230mm；运输介质： 粉煤灰；比重： 1.0吨/立方米； 罐体的容积计算： 1、罐体额定容积=载质量（吨）/密度（吨/立方米）（立方米） 2、罐体有效容积=罐体总容量=罐体额定容积x 1.05= 30.3x 1.05= 31.8（立方米） 3、封头容积： 封头为碟形封头，前封头底部面积同罐体前端截面积为 2.51，后封头底部面积同罐体后端截面积为 3.25，前封头蝶形封头高为370mm，后封头蝶形封头高为420mm，根据“JB/T4746-2002钢制压力容器用封头”标准附录E---表 E.1DHB蝶形封头内表面积、容积查询表中的参数，则封头体积V封头=V1+V5≈ 0.64+ 1.0=

1.64（立方米） 4、利用CAXA程序自带的工具软件可以直接查询出各截面的面积，即：截面1：S1= 2.51m；截面2：S2= 4.26m；截面3：S3= 5.80m；截面4：S4=S2= 4.26m；截面5：S5= 3.25m； 罐体按外形尺寸计算容积： V罐体=V1+V2+V3+V4+V5=V封头+V2+V3+V4222= 1.64+(S1+S2)/2xH1+(S2+S3)/2xH2+(S3+S4)/2xH3+(S4+S5)/2xH4= 1.64+( 2.51+ 4.26)/2X 1.379+(S 4.26+ 5.80)/2X 2.655+( 5.80+ 4.26)/2X 3.319+(

4.26+ 3.25)/2X 0.876= 39.65m3 罐体计算容积x 0.8= V 总X 0.8= 39.65X 0.8= 31.72m3(立方米）＜罐体有效容积= 31.8（立方米）罐体外形尺寸和各截面位置：S1= 2.51 m2S2= S4= 4.26 m2 S3= 5.80 m2S5= 3.25 m2