聚酯廠EG儲罐設計計算,,,,,,,,,

序號,計算項目,符號表示,參數來源,計算公式,國際單位,計算結果,參數說明,規(guī)范依據,其他說明

一、基本設計參數,,,,,,,,,

1,設計容積,V,設計值,V=5000,m3,5000.00,儲罐設計容積,工藝設計,滿足生產需求

2,操作溫度,T,設計值,T=20,℃,20.00,正常操作溫度,工藝要求,常溫儲存

3,操作壓力,P,設計值,P=0.0001,MPa,0.00,正常操作壓力,工藝要求,微正壓

4,裝量系數,φ,設計值,φ=0.90,,0.90,儲罐裝量系數,GB50492-2009,≥1000m3取0.90

5,EG密度,ρ,查表值,ρ=1113,kg/m3,1113.00,乙二醇密度,物性數據,20℃

6,罐體內徑,D,設計值,D=22.0,m,22.00,罐體公稱直徑,結構設計,標準尺寸

7,罐體高度,H,設計值,H=13.5,m,13.50,罐體總高度,結構設計,標準尺寸

8,罐頂錐角,α,設計值,α=15,°,15.00,罐頂錐角,結構設計,標準錐角

9,實際儲存容積,V_actual,計算值,V_actual=V×φ,m3,4500.00,實際儲存容積,工藝計算,V_actual=V×φ

10,罐體截面積,A,計算值,A=π×(D/2)2,m2,380.13,罐體橫截面積,幾何計算,A=πr2

11,液體高度,h,計算值,h=V_actual/A,m,11.84,EG液體高度,工藝計算,h=V_actual/A

二、罐壁厚度計算,,,,,,,,,

1,材料許用應力,[σ],查表值,[σ]=189,MPa,189.00,Q345R許用應力,GB50341-2014,常溫

2,焊接接頭系數,φ,設計值,φ=0.85,,0.85,焊接接頭系數,GB50341-2014,雙面焊

3,腐蝕裕量,C,設計值,C=2,mm,2.00,腐蝕裕量,設計規(guī)范,考慮EG腐蝕

4,地震影響系數,η,設計值,η=1.0,,1.00,地震影響系數,GB50011-2010,7度設防

5,第一圈壁板厚度,t1,計算值,t1=(4.9Dρ(H-0.3))/([σ]φ)+C,mm,8854.00,底部壁板厚度,GB50341-2014,最厚壁板

6,第二圈壁板厚度,t2,計算值,t2=(4.9Dρ(H-2.7-0.3))/([σ]φ)+C,mm,6836.00,第二圈壁板厚度,GB50341-2014,壁厚遞減

7,第三圈壁板厚度,t3,計算值,t3=(4.9Dρ(H-5.4-0.3))/([σ]φ)+C,mm,4820.00,第三圈壁板厚度,GB50341-2014,壁厚遞減

8,第四圈壁板厚度,t4,計算值,t4=(4.9Dρ(H-8.1-0.3))/([σ]φ)+C,mm,2804.00,第四圈壁板厚度,GB50341-2014,壁厚遞減

9,第五圈壁板厚度,t5,計算值,t5=(4.9Dρ(H-10.8-0.3))/([σ]φ)+C,mm,788.00,頂部壁板厚度,GB50341-2014,最薄壁板

三、強度校核,,,,,,,,,

1,第一圈液體壓力,p1,計算值,p1=ρgh1/1000000,MPa,0.15,底部液體壓力,流體靜力學,p=ρgh

2,第一圈環(huán)向應力,σ1,計算值,σ1=p1D/(2t1),MPa,0.18,底部環(huán)向應力,薄膜理論,σ=pD/(2t)

3,第一圈強度判斷,J1,判斷值,"J1=IF(σ1≤[σ],""滿足"",""不滿足"")",,滿足,強度是否滿足,GB50341-2014,≤189MPa

4,第二圈液體壓力,p2,計算值,p2=ρgh2/1000000,MPa,0.12,第二圈液體壓力,流體靜力學,p=ρgh

5,第二圈環(huán)向應力,σ2,計算值,σ2=p2D/(2t2),MPa,0.19,第二圈環(huán)向應力,薄膜理論,σ=pD/(2t)

6,第二圈強度判斷,J2,判斷值,"J2=IF(σ2≤[σ],""滿足"",""不滿足"")",,滿足,強度是否滿足,GB50341-2014,≤189MPa

7,第三圈液體壓力,p3,計算值,p3=ρgh3/1000000,MPa,0.09,第三圈液體壓力,流體靜力學,p=ρgh

8,第三圈環(huán)向應力,σ3,計算值,σ3=p3D/(2t3),MPa,0.20,第三圈環(huán)向應力,薄膜理論,σ=pD/(2t)

9,第三圈強度判斷,J3,判斷值,"J3=IF(σ3≤[σ],""滿足"",""不滿足"")",,滿足,強度是否滿足,GB50341-2014,≤189MPa

10,第四圈液體壓力,p4,計算值,p4=ρgh4/1000000,MPa,0.06,第四圈液體壓力,流體靜力學,p=ρgh

11,第四圈環(huán)向應力,σ4,計算值,σ4=p4D/(2t4),MPa,0.23,第四圈環(huán)向應力,薄膜理論,σ=pD/(2t)

12,第四圈強度判斷,J4,判斷值,"J4=IF(σ4≤[σ],""滿足"",""不滿足"")",,滿足,強度是否滿足,GB50341-2014,≤189MPa

13,第五圈液體壓力,p5,計算值,p5=ρgh5/1000000,MPa,0.03,頂部液體壓力,流體靜力學,p=ρgh

14,第五圈環(huán)向應力,σ5,計算值,σ5=p5D/(2t5),MPa,0.41,頂部環(huán)向應力,薄膜理論,σ=pD/(2t)

15,第五圈強度判斷,J5,判斷值,"J5=IF(σ5≤[σ],""滿足"",""不滿足"")",,滿足,強度是否滿足,GB50341-2014,≤189MPa

四、穩(wěn)定性計算,,,,,,,,,

1,彈性模量,E,查表值,E=206000,MPa,206000.00,Q345R彈性模量,材料手冊,常溫

2,第一圈臨界應力,σ_cr1,計算值,σ_cr1=0.6E(t1/D),MPa,49743.38,底部臨界屈曲應力,彈性力學,σ_cr=0.6E(t/D)

3,第一圈穩(wěn)定系數,K1,計算值,K1=σ_cr1/σ1,,271634.04,底部穩(wěn)定安全系數,穩(wěn)定性理論,K=σ_cr/σ

4,第一圈穩(wěn)定判斷,J_stab1,判斷值,"J_stab1=IF(K1≥1.5,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.5

5,第二圈臨界應力,σ_cr2,計算值,σ_cr2=0.6E(t2/D),MPa,38405.89,第二圈臨界屈曲應力,彈性力學,σ_cr=0.6E(t/D)

6,第二圈穩(wěn)定系數,K2,計算值,K2=σ_cr2/σ2,,202404.09,第二圈穩(wěn)定安全系數,穩(wěn)定性理論,K=σ_cr/σ

7,第二圈穩(wěn)定判斷,J_stab2,判斷值,"J_stab2=IF(K2≥1.5,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.5

8,第三圈臨界應力,σ_cr3,計算值,σ_cr3=0.6E(t3/D),MPa,27079.64,第三圈臨界屈曲應力,彈性力學,σ_cr=0.6E(t/D)

9,第三圈穩(wěn)定系數,K3,計算值,K3=σ_cr3/σ3,,134167.70,第三圈穩(wěn)定安全系數,穩(wěn)定性理論,K=σ_cr/σ

10,第三圈穩(wěn)定判斷,J_stab3,判斷值,"J_stab3=IF(K3≥1.5,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.5

11,第四圈臨界應力,σ_cr4,計算值,σ_cr4=0.6E(t4/D),MPa,15753.38,第四圈臨界屈曲應力,彈性力學,σ_cr=0.6E(t/D)

12,第四圈穩(wěn)定系數,K4,計算值,K4=σ_cr4/σ4,,68108.48,第四圈穩(wěn)定安全系數,穩(wěn)定性理論,K=σ_cr/σ

13,第四圈穩(wěn)定判斷,J_stab4,判斷值,"J_stab4=IF(K4≥1.5,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.5

14,第五圈臨界應力,σ_cr5,計算值,σ_cr5=0.6E(t5/D),MPa,4427.13,頂部臨界屈曲應力,彈性力學,σ_cr=0.6E(t/D)

15,第五圈穩(wěn)定系數,K5,計算值,K5=σ_cr5/σ5,,10757.90,頂部穩(wěn)定安全系數,穩(wěn)定性理論,K=σ_cr/σ

16,第五圈穩(wěn)定判斷,J_stab5,判斷值,"J_stab5=IF(K5≥1.5,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.5

五、抗風計算,,,,,,,,,

1,基本風壓,ω0,設計值,ω0=0.6,kPa,0.60,100年一遇風壓,GB50009-2012,12級風

2,體型系數,μ_s,查表值,μ_s=0.7,,0.70,儲罐體型系數,GB50009-2012,圓筒形

3,高度系數,μ_z,查表值,μ_z=1.1,,1.10,風壓高度系數,GB50009-2012,13.5m高度

4,設計風壓,w,計算值,w=1.4×ω0×μ_s×μ_z,kPa,0.65,設計風壓,GB50009-2012,w=1.4×ω0×μ_s×μ_z

5,風荷載,F_w,計算值,F_w=w×H×D,kN,192.10,總風荷載,結構力學,F=w×A

6,風彎矩,M_w,計算值,M_w=F_w×H/2,kN·m,1296.67,風彎矩,結構力學,M=F×L

7,抗風穩(wěn)定系數,K_w,計算值,K_w=M_stab/M_w,,10757.90,抗風穩(wěn)定安全系數,穩(wěn)定性理論,K=M_stab/M_w

8,抗風判斷,J_wind,判斷值,"J_wind=IF(K_w≥1.2,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,抗風穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.2

六、抗震計算,,,,,,,,,

1,基本地震加速度,a,設計值,a=0.15,g,0.15,7度設防加速度,GB50011-2010,0.15g

2,地震影響系數,α,設計值,α=0.25,,0.25,地震影響系數,GB50011-2010,7度

3,液體質量,m_liquid,計算值,m_liquid=V_actual×ρ,kg,5008500.00,EG液體質量,質量計算,m=V×ρ

4,罐體質量,m_tank,設計值,m_tank=500000,kg,500000.00,罐體自身質量,結構設計,估算值

5,總質量,m_total,計算值,m_total=m_liquid+m_tank,kg,5508500.00,儲罐總質量,質量計算,m_total=m_liquid+m_tank

6,水平地震力,F_e,計算值,F_e=m_total×g×a×α/1000,kN,2026.44,水平地震力,抗震設計,F=ma

7,地震彎矩,M_e,計算值,M_e=F_e×H/2,kN·m,13678.47,地震彎矩,結構力學,M=F×L

8,組合彎矩,M_total,計算值,M_total=M_w+0.3×M_e,kN·m,5400.21,風載+地震組合彎矩,荷載組合,M_total=M_w+0.3M_e

9,抗震穩(wěn)定系數,K_e,計算值,K_e=M_stab/M_total,,2583.13,抗震穩(wěn)定安全系數,抗震設計,K=M_stab/M_total

10,抗震判斷,J_seismic,判斷值,"J_seismic=IF(K_e≥1.2,""滿足"",""不滿足"")",,滿足,抗震穩(wěn)定性是否滿足,GB50341-2014,≥1.2

七、綜合判斷,,,,,,,,,

1,強度要求,J_strength,判斷值,,,滿足,強度是否滿足,GB50341-2014,所有圈板≤189MPa

2,穩(wěn)定要求