水泥厂热风管道设计及计算 - 图文

工艺指导

PB2=0.2PB1=0.233362=673kg 摩擦力的垂直分力：

PBZ2=±sinα13PB2=±sin35°3673=±368kg 摩擦力的水平分力：

PBXY2=±cosα13PB2=±cos35°3673=±551kg 摩擦力的X轴向分力： PBX2=±cosα23PBXY2

=±cos22.62°3551=±509kg 摩擦力的Y轴向分力： PBY2=±sinα23PBXY2

=±sin22.62°3551=±212kg

⑥按B点受力最不利情况，考虑安全系数为1.2，求B支座反力 垂直载荷：

PBZ==1.2(PBZ1+ PBZ2)=1.2（2754+673）=4413kg=40.4kN X轴载荷：

PBX==1.2（PBX1+ PBX2）=1.2（1780+509）=2747kg=27kN Y轴载荷：

PBY==1.2（PBY1+ PBY2）=1.2（742+212）=1149kg=11.3kN ⑦求A支座反力，考虑安全系数为1.2 垂直载荷：

PAZ=1.2（G1+G2+G3-PBZ1+PBZ2） =1.2（11808+1770+2500-2754+386）

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=16452kg=161.4kN X轴载荷PAX=-PBX=-27kN Y轴载荷PAY=-PBY=-11.3kN

⑧求A支点承受的弯矩。由于G2和G3在风管平面图中偏离EF，风管L8和L9产生弯矩。

MAXY=G23L8+G33L9

=1.77032.9+2.534.1=15.4t2m 考虑安全系数1.2后转矩分解到X、Y轴： MAX=1.23cosα23MAXY =1.23cos22.62°315.4 =17.06t2m=168kN2m MAY=1.23sinα23MAY =1.23sin22.62°315.4 =7.11t2m=70kN2m ⑨计算结果 A支座受力：

PAZ=161.4kN;PAX=-27kN；PAY=11.3kN 分解到X、Y轴的力矩为：

MAX=168kN2m，MAY=70kN2m B支座受力：

PBZ=40.4kN，PBX=27kN，PBY=11.3kN （4） 支座间允许最大跨度计算 ①支座间允许最大跨度的计算

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在热风管道设计中，根据工艺布置需要，有时支座间距较大，

到底允许最大跨度是多少？这里介绍一种计算方法，可以

用来验算，见图：

在不考虑支座以外悬壁部分管道影响时支座间允许最大跨度的计算公式如下：

Lmax=2.24(Wφ[σ]t/q)1/2 （17） Lmax—管道最大允许跨度，m；

q—管道均布载荷，N/m（管材重+保 倾斜管道垂直于地面的横截面温重+附加重）；

W—管道断面抗弯模数，cm2

φ—管道横向焊缝系数，对于热风管道 （手

工无垫 环焊缝），φ=0.7；

[σ]t——管道热态许用应力，N/mm2,对于一般风管采用的热轧Q235-A钢 板，不同温度下的许用应力见下表。

Q235-A钢 板 许 用 应 力 σ 表11 温度 ℃ 20 100 113 150 113 200 105 250 94 300 86 350 77 许用应力N2mm-2 113 水泥厂设计的热风管大多数为倾斜布置，管道垂直地平面的横断面为椭圆形，见下图。椭圆外表面，短轴长等于风管外径D，内表面短轴要减去风管壁厚δ既d=2(R-δ)。

长轴外表面为：D/cosα=2R/cos 长轴内表面为：d/cosα=2(R-δ)/cosα

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由此推导出：

W=Wy=π[R4-（R-δ）4]/4Rcosα计算举例

已知一热风管道外径D=2m，壁厚δ=6mm,带保温层，风管与地面倾斜角45°，最高工作温度350℃，计算允许最大跨度。如图c： ①求风管均布载荷

q=K12K2（q1+q2+q3）/cosα 式中：q1——风管单位长度自重,q1=1.2πD37.8536=355 kg/m；

q2——保温层重，q2=1.2πD37.8532=99 kg/m； q3——风载，按75kg/m2计， q3=753D=150kg/m；

K1——地震载荷影响系数，取K1=1.3； K2——管内积灰影响系数，取K2=1.5；

q=2

（18）

图（c） [1.3创1.5(355+99+150)]cos45o=1666kg/m=16340N/m ②求风管断面抗弯模数W

W=π[R4-(R-δ)4]/（431003cos245°)=3.7363104cm3 ③求350℃时需用应力，查表6得：[δ]t=77N/mm2 ④求最大跨度将上述所求结果代入27式得： Lmax=1.56（W[δ]t/q）1/2=1.56(37360377/16340)2=20.7

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