1。5 塔的强度设计
设该塔塔为等直径、等厚度的塔,所以该塔有固有周期。
对于等直径、等厚度的塔,我们可以将其简化为一根顶端自由、底部固定、质量沿高度均匀分布的悬臂梁,梁在动载荷作用下发生弯曲振动时,其挠度曲线随时间而变化,可表示为 。设塔为理想弹性体、振幅很小、无阻尼、塔高与塔直径之比较大(大于5),由材料力学中的弯曲理论知,在分布惯性力q的作用下的挠度曲线微方程为
式中 E——塔体材料在设计温度下的弹性模量,Pa;
I——塔截面的形心轴惯性矩, ,m4;
Di——塔的内直径,m;
Do——塔的外直径,m;
——塔壁的有效厚度,m。
根据牛顿第二定律,梁上的分布惯性力q为
式中 m——塔单位高度上的质量,kg/m。
将式(2)带入式(1)得 (1。3)
根据他的振动特性,令上式的解为
式中 ——塔的固有圆频率,rad/s;
t——时间,s;
Y(x)——塔振动时在距地面为x处的最大位移,m。
将y(x,t)带入振动方程式(3)得
式中 ——系数, 。
式(4)的边界条件为:塔底固定端, ;塔顶自由端, , ,求解此方程得塔设备前三个振型时的k值分别为: ; ; 。
由系数k值的表达式以及圆频率 间的关系 ,得塔在前三个振型时的固有圆周分别为
式中 H——塔高,m。
塔截面的形心轴惯性矩:
塔的质量载荷包括以下各个零部件:
填料支撑板的质量为m=π/4xd2xρxh=π/4x800x0。785x2=200kg
封头重量:m1=361。1x2=722。2Kg
筒体质量:m2=7096kg
裙座质量;m3=1267Kg
丝网重量:m4=50。64kg
格栅和定距杆重量:m5=31。43kg
支撑件的重量:m6=26。98kg
收集器的重量约为:m7=100kg
液体分布器的重量约为:m8=100kg
栅板的重量约为:m9=100kg
所有填料塔的总重量M=m+m1+m2+m3+m4+m5+m6+m7+m8+m9=200+722。2+7096+1267+50。64x3+31。43x3+26。98x3+100x3+100x3+100x3=11766kg
正常时,塔内介质容积约为塔体积的1/3,塔体积约为V=39m3,所以正常状态下,塔内介质V1为13m3。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
塔设备在正常操作时的质量
m0=1097x13+M=26027kg
查GB/T 150。2-2011得:
在20℃时,E=2。01 105Pa;
在100℃时,E=1。95 105Pa。
所以
筒体的有效厚度 =16mm;筒体内径 =1600mm;
而在实际分析时,一般情况是不考虑平台、外部接管的限制作用和地基变形的影响、可以将塔简化成一个顶端自由、底部刚性固定、质量沿高度均匀连续分布的悬臂梁。而对于此塔是直径和厚度皆相等的设备,所以基本振型的自振周期T1
回收装置气体吸收塔的设计+CAD图纸(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_81697.html