乾燥氣液分離器
計算說明書
1. 主要計算引數：
設計圖號：21s542
工作介質： 洗滌液
液面高度：2800mm (從最底部算起)
工作壓力： 1100 pa
工作溫度： 56℃
風壓：800pa
強度安全係數= 8
容許最大應變: [ε]=0.1%
穩定安全係數=3
2、設計依據
jc/t 587-1995 纖維纏繞增強塑料貯罐
jc 658.2-1997 玻璃纖維增強塑料水箱
gb 7190.1-1997 玻璃纖維增強塑料冷卻塔
astm d2996 纖維纏繞增強熱固性樹脂管標準規範
astm d3299-81 玻璃纖維纏繞熱固性樹脂耐化學性貯罐標準規格
3、材料引數
1） 強度材料引數
σh=v0*σ0c +vc*σch +vh*σhh+vz*σbh
σx=v0*σ0c +vc*σcx+vh*σhx+vz*σbx
式中：v0、σ0分別為內襯層的體積比率和抗拉強度；
vc、vh為纏繞層和環向層的體積比率；
σch、σcx分別為纏繞層環向抗拉強度和軸向抗拉強度；
vz、σbh、σbx分別為增強層的體積比率、環向抗拉強度、
強度沿高度分布表：
2） 彈性材料引數
eh=v0*e0c +vc*ech +vh*ehh+vz*ebh
ex=v0*e0c +vc*ecx+vh*ehx+vz*ebx
式中：v0、e0分別為內襯層的體積比率和彈性模量；
vc、vh為纏繞層和環向層的體積比率；
ech、ecx分別為纏繞層環向彈性模量和軸向彈性模量；
vz、ebh、ebx分別為增強層的體積比率、環向彈性模量、
彈性模量沿高度分布表：
4、強度分析
1）環向應力分析：
考慮工作壓力時的最大環向應力：σ=0.3 mpa
見圖1與圖2
考慮靜水壓力時的最大環向應力：σ=3.9 mpa
見圖3與圖4
綜合考慮工作壓力和靜水壓力時的最大值：
工作壓力出現最大值的點的總環向應力：σ= 3.4mpa
靜水壓力出現最大值的點的總環向應力：σ= 4.1mpa
所以可取總環向應力最大值為：σ= 4.1mpa
安全係數 = 93/4.1=22.68
圖1 考慮工作壓力時的環向應力整體圖（pa）
圖2 考慮工作壓力時的環向應力剖面圖（pa）
圖3考慮靜水壓力時的環向應力整體圖
圖4考慮靜水壓力時的環向應力整體圖
2）軸向應力分析：
考慮工作壓力時的最大軸向應力：σhmax = 0.37mpa
見圖5與圖6
考慮靜水壓力時的最大軸向應力：σhmax = 3.5mpa
見圖7與圖8
綜合考慮工作壓力和靜水壓力時的最大值：
工作壓力出現最大值的點的總環向應力：σhmax = 3.67mpa
靜水壓力出現最大值的點的總環向應力：σhmax = 3.8mpa
所以可取總環向應力最大值為：σhmax = 3.8mpa
安全係數 = 93/3.8=24.47
圖5 考慮工作壓力時的軸向應力整體圖
圖6 考慮工作壓力時的軸向應力圖（pa）
圖7 考慮靜水壓力時的軸向應力圖
圖8 考慮靜水壓力時軸向應力
4、剛度分析
考慮工作壓力時的形變分析
如圖9和圖10所示，最大位移=0.079mm
考慮靜水壓力時的形變分析
如圖11和圖12所示，最大位移=0.81mm
所以總的最大位移應取為0.889mm
εmax=0.889/2600=0.0342% < [ε]
圖9 工作壓力時最大位移整體圖（m）
圖9 工作壓力時最大位移剖面圖（m）
圖11 靜水壓力時最大位移整體圖（m）
圖12 靜水壓力時最大位移剖面圖（m）
5、穩定性分析
考慮在風載的作用下的穩定性，如圖13所示。
單元資訊表（其中：風載＝－８.000e+02pa）
……… 1488 1487 1489 1525 1523 0 2 1.500e-02 -8.000e+02 0.000e+00 0.000e+00
1489 1490 1488 1524 1526 0 2 1.500e-02 -8.000e+02 0.000e+00 0.000e+00
1490 1489 1491 1527 1525 0 2 1.500e-02 -8.000e+02 0.000e+00 0.000e+00
1491 1492 1490 1526 1528 0 2 1.500e-02 -8.000e+02 0.000e+00 0.000e+00
1492 1491 1493 1529 1527 0 2 1.500e-02 -8.000e+02 0.000e+00 0.000e+00
1493 1494 1492 1528 1530 0 2 1.500e-02 -8.000e+02 0.000e+00 0.000e+00
…………
計算資料結果
control information
maximum iteration cycles = 15
convergence tolerance1.00000d-03
iteration eigenvalue rel. error
1 2.52329d+02
2 2.29838d+01 9.08913d-01
3 1.08059d+01 5.29846d-01
4 9.07621d+00 1.60070d-01
5 8.67387d+00 4.43292d-02
6 8.55156d+00 1.41011d-02
7 8.51021d+00 4.83524d-03
8 8.49490d+00 1.79951d-03
9 8.48852d+00 7.51025d-04
convergence achieved
b u c k l i n g a n a l y s i s
buckling load multiplier = 8.48852
在風載作用下，穩定安全係數為 8.48852
圖13６、結論
綜上所述，該貯罐的強度、剛度、穩定性均符合設計要求。
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