簡(jiǎn)述錐形封頭設(shè)計(jì)計(jì)算方法

　　前言：

　　錐形封頭 應(yīng)用于許多化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥器、結(jié)晶器及沉降器等)的底蓋，它的優(yōu)點(diǎn)是便于收集與卸除這些設(shè)備中的固體物料。此外，有一些塔設(shè)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(lái)，這時(shí)的圓錐形殼體稱為變徑段。

　　錐形封頭的結(jié)構(gòu)如下圖所示。對(duì)應(yīng)于無(wú)折邊和折邊封頭，有下面兩種不同的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

　　㈠ 無(wú)折邊錐形封頭或錐形筒體

　　無(wú)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(shí)，應(yīng)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(qiáng)圖：當(dāng)其交點(diǎn)位于曲線之上方時(shí)，不必局部加強(qiáng);當(dāng)其交點(diǎn)位于曲線下方時(shí)，則需要局部加強(qiáng)。

　　b. 無(wú)需加強(qiáng)時(shí)，錐體大端壁厚按式(4-36)計(jì)算。

　　(4-36)

　　c. 需要增加厚度予以加強(qiáng)時(shí)，則應(yīng)在錐殼與圓筒之間設(shè)置加強(qiáng)段，錐殼和圓筒加強(qiáng)段厚度須相同，加強(qiáng)段計(jì)算壁厚按式(4-37)計(jì)算。

　　(4-37)

　　式中 Q-應(yīng)力增值系數(shù)，與p/([s]tj)與a值有關(guān)，由錐殼大端連接處的Q值圖查出，中間值用內(nèi)插法。加強(qiáng)區(qū)長(zhǎng)度，錐殼加強(qiáng)段的長(zhǎng)度L1不應(yīng)小于;圓筒加強(qiáng)段的長(zhǎng)度L不應(yīng)小于。

　　2. 錐體小端

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

　　(4-38)

　　式中 Dis-錐體小端內(nèi)直徑，mm; Q-應(yīng)力增值系數(shù)，由確定錐殼小端連接處的Q值圖查出。 在任何情況下，加強(qiáng)段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度。錐殼加強(qiáng)段的長(zhǎng)度L1不應(yīng)小于;圓筒加強(qiáng)段的長(zhǎng)度L不應(yīng)小于。

　　3.無(wú)折邊錐殼的厚度

　　當(dāng)無(wú)折邊錐殼的大端或小端，或大、下端同時(shí)具有加強(qiáng)段時(shí)，應(yīng)分別按式(4-32)、(4-33)、(4-34)分別確定錐殼各部分厚度。若整個(gè)錐形封頭采用同一厚度時(shí)，應(yīng)取上述各部分厚度中的 值作為封頭的厚度。

　?、?折邊錐形封頭或錐形筒體

　　采用帶折邊錐體作封頭或變徑段可以降低轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。根據(jù)半頂角的大小，分為三種情況：

　　當(dāng)錐體大端的半頂角a>30°時(shí)，應(yīng)采用帶過(guò)渡段的折邊結(jié)構(gòu)。否則應(yīng)按應(yīng)力分析的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　對(duì)于錐體小端，當(dāng)半頂角a>45°時(shí)，須采用帶折邊的錐形封頭。大端折邊錐殼過(guò)渡段轉(zhuǎn)角半徑r應(yīng)不小于封頭大端內(nèi)徑Di的10%，小端折邊過(guò)渡段轉(zhuǎn)角半徑rs應(yīng)不小于封頭小端內(nèi)徑Dis的5%，且均不小于錐體厚度的3倍。

　　當(dāng)錐殼半頂角a>60°時(shí)，其厚度可按平蓋計(jì)算，也可按應(yīng)力分析的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　1.錐殼大端

　　帶折邊錐形封頭大端的壁厚，按過(guò)渡段與相接處錐體兩部分分別計(jì)算。當(dāng)整個(gè)帶折邊錐形封頭采用同一厚度時(shí)，應(yīng)取下述二式計(jì)算結(jié)果中的較大值。

　　a. 過(guò)渡段的計(jì)算壁厚

　　(4-39)

　　式中 K-系數(shù)，查表4-12。

　　b. 與過(guò)渡段相接處的錐殼厚度

　　(4-40)

　　式中 f-系數(shù)，，其值列于表4-13。

　　2.錐殼小端

　　錐形封頭當(dāng)錐殼半頂角a≤45°時(shí)，若采用小端無(wú)折邊時(shí)，其小端厚度按前述錐體小端厚度計(jì)算;如需采用小端有折邊時(shí)，其小端過(guò)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(dāng)錐殼半頂角a>45°，小端過(guò)渡區(qū)厚度仍按(4-39)式確定，但式中Q值由錐殼小端帶過(guò)渡段連接的Q值圖查取。與過(guò)渡段相接的錐殼和圓筒的加強(qiáng)段厚度應(yīng)與過(guò)渡段厚度相同。錐形封頭錐殼加強(qiáng)段的長(zhǎng)度L1不應(yīng)小于;圓筒加強(qiáng)段的長(zhǎng)度L不應(yīng)小于。在任何情況下，加強(qiáng)段的厚度不得小于與其連接處的錐殼厚度。

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