环境工程设备第3章.ppt

3 容器设计实例2,矩形容器设计实例,3. 工艺设计条件,某啤酒废水处理所采用的钢制矩形接触氧化池,其工艺尺寸已确定如下: 有效水深:3.0 m 干舷高度:0.5 m 池长:4.0 m 池宽:2.5 m 设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土基础上.,3.2 设计步骤及图纸,矩形容器高度超过2.2 m时,宜采用垂直和横向组合加固的加固方式,以保证容器的刚度 接触氧化池内应设置填料,作为微生物附着生长的载体,则填料支架可起部分内部拉杆作用,对池体的刚度有一定的贡献. 考虑池体安全,按内部无拉杆的垂直和横向组合加固矩形容器计算,3.2.1 横向加固圈数量和位置,接触氧化池总高度:H=3.0+0.5=3.5 m 容器高度H3 m,加强圈3个,从顶边至底板依次为: H1=0.37H=0.373500=1295 mm H2=0.25H=0.253500=875 mm H1=0.21H=0.213500=7395 mm H1=0.17H=0.173500=595 mm4 可计算出: h1=H1=1295 mm h2=H1+H2=2170 mm h3=H1+H2+H3=2905 mm h4=H1+H2+H3+H4=1295 mm,加强圈段距,段距图,条件:废水无腐蚀,室温下工作,只承受液体静压的常压敞口容器 供选择的材料:碳素钢或低合金钢容器专用钢板 16MnR:(s=345MPa, b=510MPa,=170) 235-A:(s=235MPa, b=375MPa,=113) 价格相近,选用16MnR,3.2.2 确定垂直加固柱的最大间距,计算横向加固圈的惯性矩时需要确定垂直加固柱的最大间距L3 假定壁厚n=8 mm,则: 需查图:根据H/L=3.5/4.0=0.875,求系数=0.016,垂直加固柱的最大间距,系数表,长边加固柱:2根 L3=4000/(2+1)=1333 mm1407 mm 短边加固柱:1根 L3=2500/(1+1)=1250 mm1407 mm,垂直加固柱的最大间距,长边加固柱所需的截面系数: 长边加固柱所需的截面系数:Z=191 cm3 查附录4,如下所示:,3.2.3 加固柱所需的截面系数,加固柱型钢的规格型号,20槽钢截面系数为191 cm3, 20a槽钢截面系数为218 cm3,选用20a槽钢作为该池的垂直加固柱.,3.2.4 顶边加固件所需的惯性矩计算,采用横向加固柱的矩形容器,其顶边加固件所需的惯性转矩为: 钢制焊接压力容器规定:顶边加固角钢的规格不应小于50505,型钢规格型号 附录5, 40404角钢惯性矩为4.6 cm44.1cm4,能够满足要求,但根据最小角钢规定:选用50505,3.2.5 第1道横向加固圈及壁板计算,第1道横向加固圈单位长度上的荷载: 第1道横向加固圈所需的惯性矩: 63634角钢惯性矩为19.03 cm418.4cm4,能够满足要求,第1段壁板计算厚度: 需查图:根据H1/L=1250/1333=0.938,求系数=0.018,第1道壁板计算厚度,第、道横向加固圈单位长度上的荷载:,3.2.6 第2、3道横向加固圈计算,第2、3道横向加固圈惯性矩,第2、3道横向加固圈所需的惯性矩:L3代L,第2、3道横向加固圈角钢型号, 70704角钢惯性矩为26.39 cm425.1cm4,能够满足第2道横向加固要求 70705角钢惯性矩为32.21 cm427.8cm4,能够满足第3道横向加固要求,3.2.7 第2、3、4段壁板计算,第2、3、4段壁板计算厚度: L3代L 第2段壁板高度与长边之比H2/L3=875/1333=0.656,求系数=0.01,第2、3、4段壁板计算,第3段壁板高度与长边之比H3/L3=735/1333=0.55,求系数=0.008 第4段壁板高度与长边之比H4/L3=595/1333=0.446,求系数=0.005,第1、2、3、4段壁板计算厚度分别为2.7 mm、4.6mm、5.0mm、4.2mm 各段厚度不均，制造困难，且各段腐蚀程度不同。 设计壁厚： d=+C2=5.0+1.0=6.0 mm,3.2.8 确定壁板厚度,钢板厚度偏差,顶边加固件： 50505 第1道横向加固圈角钢： 63634 第2道横向加固圈角钢： 70704 第3道横向加固圈角钢： 70705 为方便选材及加工：统一为 70705角钢,3.2.9 确定加固圈角钢规格型号,该池设置在铺有砂垫层的平板状钢筋混凝土基础上，底板被均匀支承. 底板最小厚度可取4-6 mm或与壁板等厚，本例取与壁板等厚即7 mm,3.2.10 底板确定,接触氧化池为敞口容器，故不设人孔、手孔、安全阀、压力计、液面计、压力计、液面计、视镜等附件。 主要有以下接管 1. 进水管： 采用89 4 mm无缝钢管，设于长边壁板中心位置，底板以上250mm处，法兰连接 因罐体n=10 mm80 mm,需对开孔处补强 补强圈外径：180 mm, 内径：93 mm, =8 mm,3.2.11 接管,2. 出水管： 采用108 4 mm无缝钢管，设于短边壁板上部，池顶以下600mm处，法兰连接。 污泥出料管DN=100 mm,需对开孔处补强 补强圈外径：210 mm, 内径：112 mm, =8 mm,接管,接管,3.压缩空气进口管： 采用108 4 mm无缝钢管，设于进水管对侧的长边壁板中心位置，距底100mm处。法兰连接 需对开孔处补强 补强圈外径：210 mm, 内径：112 mm, =8 mm,接管,4. 放空管： 采用108 4 mm无缝钢管，设于压缩空气进口管同侧长边壁板下部近短边壁板、距底80mm处，法兰连接 需对开孔处补强 补强圈外径：210 mm, 内径：112 mm, =8 mm,接管,5.溢流管： 采用159 4.5 mm无缝钢管，设于放空管同一垂线上方，池顶以下400mm处。法兰连接 需对开孔处补强 补强圈外径：300 mm, 内径：164 mm, =8 mm,2.8 绘制设备施工图,本例包含内容如下： 技术要求 技术特性表 接管表 材料明细表 设备总装配图,