【正文】 引起的軸向引力: （75）式中： 設(shè)計(jì)壓力分離器直徑分離器各段壁厚任意計(jì)算截面處以上筒體承受的操作或非操作時的重量載荷，kgf中較大者各種載荷引起的軸向引力如下表:設(shè)計(jì)壓力引起的軸向力 操作重量引起的軸向力 16MPa MPa最大彎矩引起的軸向力 最大組合軸向拉力，出現(xiàn)正常操作的情況下： （76）強(qiáng)度條件： （77）焊接系數(shù)由以上分析知筒體最大組合軸向拉力，發(fā)生在正常操作時的11截面MPa[243。法蘭材料：16Mn(鍛件)，墊片材料：石棉橡膠板，s=3mm,y=11MPa,m=初擬法蘭的尺寸如下所示D D=150 D=150 D=80 H=10 R=墊片尺寸：墊片寬度：N=墊片基本密封寬度：墊片有效密封寬度： 故墊片的計(jì)算寬度：螺栓選用的材料是35號鋼，預(yù)緊時螺栓載荷：操作時螺栓載荷： 擬采用螺栓4個 ，則，根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)以及管道法蘭螺栓的最小直徑，取螺紋根徑，相當(dāng)于M16的螺栓。實(shí)際螺栓總面積：螺栓平均間距：s=根據(jù)文獻(xiàn)[28]查表510，對于M12的螺栓，最小螺栓間距為允許最大螺栓間距：故，即所選螺柱直徑符合安裝和密封要求預(yù)緊時螺柱載荷：W= M=.m操作時墊片載荷：、壓力載荷：介質(zhì)靜壓軸向載荷：作用在法蘭端面上的總力矩： 法蘭應(yīng)力及度校核法蘭形狀系數(shù)：根據(jù)文獻(xiàn)[28]查表（528），（529），（530），（531）得：f= F= V= T= U= Y= Z=于是 軸向應(yīng)力：=徑向應(yīng)力：周向應(yīng)力：MPa 擬定法蘭尺寸及選材合適，可安全使用因?yàn)楣艿婪ㄌm的內(nèi)徑符合工稱直徑系列，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)管道法蘭。本設(shè)計(jì)中GLCC工藝尺寸綜合參數(shù)如下表：分離工況GLCC尺寸入口管GLCC回路（m3/s）（m3/s）氣液比工作壓力（ＭPa）直徑（mm）上部高度（mm）下部高度（mm）直徑（mm）排液管直徑（mm）排氣管直徑（mm）1:103001000406520第六章 強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)參數(shù)如下表：設(shè)計(jì)壓力（MPa）最大工作壓力 （MPa） 工作溫度容器尺寸(mm)工作介質(zhì)常溫（立式）有毒、易燃首先根據(jù)單層圓筒厚度計(jì)算公式： （62） 式中 計(jì)算厚度，mm 設(shè)計(jì)直徑 焊接接頭系數(shù) 計(jì)算壓力，MPa設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力由設(shè)計(jì)參數(shù)，筒體的材料是：16MnR. 根據(jù)文獻(xiàn)[26]查表D1知，當(dāng)厚度為616mm時，[]=170MPa,當(dāng)厚度為1636時，=163MPa因?yàn)槿萜魉⒔橘|(zhì)易燃，所以壓力容器所有的焊縫采用全焊透結(jié)構(gòu)，根據(jù)文獻(xiàn)[26]查表43知 設(shè)計(jì)壓力：假設(shè)計(jì)算厚度為616mm,許用應(yīng)力[]=170MPa，則=設(shè)計(jì)厚度：對于16Mn鋼板偏差因而可以取名義厚度但是對低合金鋼制容器，規(guī)定不包括腐蝕余量的最小厚度不小于3mm,應(yīng)力判別式： （63）式中 計(jì)算壓力，MPa 設(shè)計(jì)直徑 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 有效厚度已知 則代入上式得故滿足強(qiáng)度要求:16MnR,當(dāng)厚度為6~16mm時, ,當(dāng)厚度為16~36mm時, 1. 橢圓形狀系數(shù): （64）式中:橢圓長軸直邊短軸而對于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,故=2. 計(jì)算橢圓的厚度: （65）式中： k橢圓形狀系數(shù)pc設(shè)計(jì)壓力Di 圓筒直徑設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力焊接接頭系數(shù)假設(shè)計(jì)算壁厚為6~16mm,則=170MPa,于是有顯然壁厚在假設(shè)范圍內(nèi),則設(shè)計(jì)壁厚對于16MnR,鋼板負(fù)偏差,加上2mm的腐蝕余量,名義厚度應(yīng)取為 6mm.根據(jù)應(yīng)力強(qiáng)度判別式: （66）式中: pc設(shè)計(jì)壓力 圓筒直徑 有效壁厚設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力把已知條件代入得: 故強(qiáng)度滿足要求:式中: 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 焊接接頭系數(shù),對封頭要求100%的全焊縫= 有效壁厚Di 圓筒直徑k橢圓形狀系數(shù)代入已知量得: =故封頭滿足最大工作壓力的要求考慮到設(shè)計(jì)壓力較高，介質(zhì)不允許泄漏，擬選用平焊法蘭，凸凹密封面。n1) printf(\nn=%f,d=%f,n,d)。damp。 if(damp。 d=*k/((1n)*(1n))。對判別式變形得: （60）已知 代入上式得: （61）用C語言編程求解最小進(jìn)口管直徑，計(jì)算程序如下includeincludemain(){float m,k,d,n=。由分流層轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)流或環(huán)狀流的判別式: （59）式中： 式中D為入口管直徑，為管內(nèi)橫截面上液面離管底的高度，A為管內(nèi)氣相所占的橫截面積。,管長取1ｍ,入口直徑的選取是為了保證入口管內(nèi)呈現(xiàn)分層流,入口管直徑根據(jù)Taitelamp。故綜上所述，當(dāng)DL=65mm時比較合理的。（2） 當(dāng)DL=80mm時，R代入（58）式得，為了保證液體的順利排除必須保持一定的壓頭，同時排液管排出的液體相當(dāng)于自由流，因此要盡可能的使Z1Z2，故所取DL過大。if(f=1e6)printf(\nm=%f,n=%f,p=%f,m,n,p)。n=log(m)。p。clrscr()。這就需要研究氣液相在輸送過程的能量平衡，要求正確的確定液封高度z2和氣液混合物的進(jìn)口高度。在分離器工作的過程中，可能出現(xiàn)兩種極端情況：（1）氣量特別大，以至氣體壓力p1足以克服排液管線的能量的消耗，使氣體以連續(xù)相從泥漿出口排出；（2）液量特別大，為了克服排液管線的能量消耗，液面上升，有可能出現(xiàn)液相從排氣管線排出。設(shè)計(jì)參數(shù)： 由以上參數(shù)和式①②③④計(jì)算可得：旋流器的半徑。則上式可寫為： (48)解得： (為常數(shù)) (49)初始條件：時， (50)設(shè)為時間常數(shù)，式中第一項(xiàng)，故趨于終端沉降速度：又，故 （t=0時，）若不考慮旋轉(zhuǎn)時的能量損失，則 （為切向入口速度） ， 解得：一般地，當(dāng)時，近似認(rèn)為氣泡已遷移到中心，對應(yīng)的時間為最小駐留時間 ①一般氣泡從邊壁到中心的平均移動速度 ，即 ②分離器的處理量為Q，則分離器內(nèi)液體占據(jù)的最小體積 ③式中V為旋流器的容積。 } }運(yùn)行結(jié)果如下：r=, v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=r=,v1=應(yīng)用excel繪出10點(diǎn)的關(guān)系曲線如下圖51所示： 圖51根據(jù)圖示v1與r的曲線關(guān)系，v1和r之間近似指數(shù)關(guān)系，故設(shè) （35）對上式兩邊同時取對數(shù)得： （36）記 ,b=lgk 則rvr*rlgvrlgv關(guān)于曲線分析圖如下所示：圖52由的曲線關(guān)系知近似直線關(guān)系，故采用最小二乘法確定常數(shù)a,b.由方程組： （37） （38）即 （39）　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （40）　　把已知代入方程組得：+= (41) +10b= (42)解方程組得：a=,b= k= (43) 氣泡在GLCC內(nèi)穿過的整個軸向距離: GLCC各部分計(jì)算高度總結(jié)如下表：液滴區(qū)（m ）入口分流區(qū)(m)旋渦區(qū)(m)氣泡區(qū)(m)總高(m)① 徑向方向上旋流中氣泡受力如圖53示，由受力可知， 圖53 相對運(yùn)動微方程： (47) 式中：為氣泡質(zhì)量，為相對滑移速度，為氣泡直徑，為半徑r處的旋流速度。 } while((fabs(v1v2)) 1e6)。 cd=24*(1+*n4)/R1+(1+16300*n5)。 n4=pow(R1,)。 else{ do {v1=v12*m/3。 m=v1v2。 cd=24*(1+*n2)/R1+(1+16300*n3)。 n2=pow(R1,)。 v3=6*n1。 n1=pow(r/R,)。r)。 scanf(%f,%f,amp。計(jì)算程序如下：includeincludemain(){ float v1,v2,v3,r,R,R1,p1,p2,p,s,m,D,n1,n2,n3,n4,n5,cd。基本思路是：首先是在一個確定的r上給定一給徑向速度v1，計(jì)算出相應(yīng)的 ,，Re(r),v2,然后比較，來確定對應(yīng)點(diǎn)上氣泡的徑向速度。因?yàn)榉蛛x器的設(shè)計(jì)直徑是300 mm,故應(yīng)根據(jù)建立的氣泡軌跡模型,求解下部液相空間的高度.氣泡在GLCC內(nèi)穿過的整個軸向距離計(jì)算公式: 已知 , 由公式（20）得氣泡軸向滑脫速度:氣泡徑向速度分布: （30）式中混合物的密度分布： （31）液相切向速度分布： （32）式中為切向入口速度,m和n是指數(shù),，是氣泡的直徑。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),當(dāng)筒體直徑小于1英寸時,液相空間高度取1～。參考傳統(tǒng)立式分離器的沉降分離段的處理方法,結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),管柱式旋流分離器的上半部分高度一般取1～,根據(jù)要求分離器的日處理量,設(shè)計(jì)半部分的高度為：h=.因經(jīng)初步分離的液