卧(立)式容器容积计算
卧式容器知识点
6：接管长度L为法兰上边缘到下轮廓曲线距离—t（t不小于接管厚度）
7：法兰伸出筒体长度不会硬性规定，一般为150，但是如果法兰直径太大，为了方便焊接，要适当的增大伸出长度。
8：所谓“充装系数”是指气瓶每升容许充装液化气的质量（kg）。 这是液化气体在充装过程中应了解的很重要的数据。因为每个气瓶都有一定的承受压力。液化气体在常温下充装一般以液态进入瓶中，当环境温度升高时部分液体转化为气体使瓶内的压力增大。所以为确保安全，充装时不能装得过多，一定要参照充装系数进行充装。 在盛装液化气体的压力容器设计中，充装系数一般取0.9，对容器容积经实际测定者，可取大于0.9，但不得大于0.95。 所谓充装系数，是指每升气瓶容积充装液化气体的重量(kg)，且按下式进行计算。 F=W/V (6．1) 式中：F——充装系数，kg/L； V——气瓶容积，L； W压力
10：技术要求需要注明1原件的技术标准和2管口的不知情况。
11.液位计法兰接管需要在下边加一个支架
12.s型和F型分别代表鞍座的滑动端和固定段
1．低压液化气体气瓶充装量的计算 因为低压液化气体的临界温度(tc)高于气瓶最高工作温度(t=60℃)，所以，低压液化气瓶在充装、储存、运输和使用过程中都不会发生相变。只要充装适量，不发生满瓶，瓶内始终是气液二相共存，两者之间有着非常明显的界面，液相是饱和液体，气相是饱和蒸气。若充液过量，气相容积不够，甚至消失，气瓶达到“满液”，这时如果温度升高，致使液体无法膨胀，则瓶内压力就会骤然增高，直至气瓶爆破。 为了防止瓶内液化气体因受热膨胀而导致发生事故，应使气瓶在最高工作温度下，液相不要“充满”气瓶全部容积，要留有一定的气相空间。这一空间就是瓶容与液容之差。
1：人孔的壁厚需要查表得出壁厚之后再加上开孔补强值（通过sw6算出），不可以太小
sw6卧式容器计算
卧式容器计算计算单位sw6
计算方法：NB/T 47042-2014《卧式容器》
计算条件简图
压力腔排列型式A-B -
附加集中质量个数 3 个
附加均布质量个数1个
筒体段数2段
鞍座个数 2 个
均布于设备全长的附件(隔热层、小
172kg
接管等)重量
设计基本地震加速度七度(0.15g) m/s2
压力腔数据压力腔A压力腔B
设计压力0.65 0.20 MPa 设计温度220 125 ℃压力试验压力0.869 0.869 MPa 压力试验类型水压试验水压试验- 工作物料密度744.9 914.8 kg/m3工作物料充装系数 1.00 1.00 - 筒体数据筒体一筒体二筒体三
内直径500 1000 mm 轴线到基础的高度458 708 mm 名义厚度10 8 mm 焊接接头系数0.85 0.85 - 腐蚀裕量 2 0 mm 厚度负偏差0.3 0.3 mm 筒体材料名称Q345R S31603 - 筒体材料类别(板材/管材/锻件) 板材板材- 筒体长度543 3000 mm 筒体材料设计温度下许用应力176.60 118.50 MPa 筒体材料常温下许用应力189.00 120.00 MPa 筒体材料设计温度下屈服限265.00 138.50 MPa 筒体材料常温下屈服限345.00 180.00 MPa
注: 带#的材料数据是设计者给定的，下同。
a。
钢制压力容器(GB150—1998)
钢制压力容器GB150—1998引言随着科学技术的发展，科技成果的应用，使标准不断完善，在GB150-1998《钢制压力容器》标准的基础上，结合中国国情，合理采用了美国ASME Ⅷ-1卷、日本JISB8370～8285标准的最新成果，修订了原标准的不合理的或与其它标准法规不相吻合的部分内容，制订了GB150-1998《钢制压力容器》标准。
在制订GB150-98标准时，遵循了以下几条原则。
撤消了部分单元设备和自成体系的受压元件设计内容，另行制订产品标准，使GB150成为压力容器的基础标准。
将GB150-89第8章“卧式容器”从标准中分离出来，这部分内容将单独出标准JB4731-98《钢制卧式容器》，现已报批。
将第9章“直立容器”和相关的附录F“直立容器高振型计算”从标准中分离出来，这部分内容将纳入修订后的JB4710-92《钢制塔式容器》之中，成为塔式容器的产品标准。
撤消附录E“U型膨胀节”，独立出新标准GB16749-97《压力容器波形膨胀节》，已于1997年8月1日实施。
撤消附录H“钢制压力容器渗透探伤”和附录L例题，前者并入JB4730-94《压力容器无损检测》加第1号修改单，后者尚未编制出来。
充分体现近年来在冶金、制造和无损检测等方面的技术进步，使标准能够反映和应用各行业技术进步的成果和适应行业发展的要求。
例如新增加撤消了一些钢材的牌号，严格了钢板超声检测的要求。
以实施中取得的经验为依据，修正原标准中的错误和不足，完善标准的技术内容，力求先进。
充分协调本标准和相关标准、法规在技术内容上的一致性，以利于将标准用于产品设计、制造、检验和验收的各个环节。
1998年3月国家技术监督局发布了GB150-1998《钢制压力容器》标准，并要求从1998年10月1日起执行。
学习和贯彻新GB150标准是提高压力容器质量，保证压力容器安全使用的前提。
为了更好地了解、学习和贯彻新GB150，本文将新、旧GB150标准中的主要变化，以表格方式逐项对比，在比较项目中，为了做到准确，读者便于查阅，尽可能摘引部分原文或对有关规定加以阐述。
卧式椭圆封头容器不同液位的体积计算
符号
L(m)R t(m)h(m)hi(m)(E3-D3)/D3Vt(m3)Vf(m3)V(m 3)数值2100.0001000.0001000.000500.0000.0003298672230.000523598766.6673822270996.667卧式椭圆形封头容器不同液位的体积计算
Dt ——筒体内径，m Rt——筒体或球形封头内半径，m h ——液面高度，m V——卧式容器体积，m3hi ——封头曲面深度，m （标准型：hi=1/2Rt ） Vt——筒体部分体积，m3
L ——筒体长度(含封头直边高度)，m Vf——封头部分体积，m3
1、 筒体内液体体积计算（如上图）：
筒体的截面积方程：X 2+Y 2=Rt 2 故：X=（Rt 2-Y 2）1/2
因此：液面高度为h 时筒体内液体的体积：
2、椭圆封头内液体体积计算（如上图）：
椭圆封头的椭球面方程：
]2
arcsin 2)^(1[2^2^2^2π+-+--∙-∙=-=⎰--Rt Rt h Rt Rt h Rt Rt h Rt L dy
y Rt L Vt Rt
h Rt 2^2^2^)/(12
^2^2^2^2^y x Rt Rt hi z hi z Rt y x --=∴=++
因此：当容器内的液面高度为h 时，封头内液体的体积：
]33^233)^()(2^[22^2^2^22^2^0Rt Rt h Rt h Rt Rt hi dx y x Rt dy Rt hi zdxdy
Vf y Rt Rt h Rt
f ----=--==⎰⎰⎰⎰---π。
卧式容器液位与体积的关系
卧式容器液位与体积的关系The relations between volume and liquid heights in horizontal vessels江峡船舶柴油机厂 HYC摘 要：推导了卧式容器不同液位时的体积计算公式，利用计算机程序或EXCEL 可以方便的使用其结果。
关 键 词：卧式容器；体积；液位；计算；EXCEL设计和使用中常需知道容器内液体的液位与所占容积的关系，本文推导一般卧式容器液位与体积的关系，解决了卧式容器液位与体积的关系问题。
1．公式推导 1.1．圆柱筒体圆柱筒体液位与体积关系实为液位与圆面积关系见图1，圆方程为x 2+y 2=R 2,有:22dv l ds l x dy l dy =⋅=⋅⋅=⋅ 液位为h 时的体积为： ()2R hRV h dv l dy -+-==⋅⎰⎰2222()2(arcsin()2((arcsin )(2(arccos (R hRV h l dyh R l R R h R R h R l R R h R R hR R h lR ππ-+-=⋅-=⋅---=⋅+---=--⋅⎰1.2．椭圆柱筒体椭圆柱筒体液位与体积关系实为液位与椭圆面积关系见图2，椭圆方程为x 2/a 2+y 2/b 2=1,有:22dv l ds l x dy l dy =⋅=⋅⋅=⋅ 液位为h 时的体积为： ()2b hbV h dv l dy -+-==⋅⎰⎰222arccos )2b h b a l dy ba b b h l b b-+-=⋅-=⋅⎰1.3．标准椭圆封头（不含直边段）卧式椭圆封头液位与体积关系见图3。
液面为半椭圆，其面积S=πab/2；封头椭圆方程为4x 2 +y 2= R 2；轴垂面是圆，圆方程为z 2+y 2=R 2。
则有：a z==b x==22/2()/4s ab R yπππ===-液位为h时的体积为：22()()/4R h R hR RV h dv s dy R y dyπ-+-+--==⋅=-⋅⎰⎰⎰{}22233232233232()()41((())()()431(33)431()431()43R hRV h R y dyR R h R R h RR h R R h Rh h RRh hh R hπππππ-+-=-⋅⎧⎫=-+---⋅-+--⎨⎬⎩⎭⎧⎫=-⋅-+-++⎨⎬⎩⎭=-=-⎰2．公式应用2.1．卧式标准椭圆封头容器液位与体积关系根据1.1、1.3条公式得出卧式标准椭圆封头容器体积计算公式：)3(2)2)(arccos ()3(42)2)(arccos(222222hR h l R hR h R R h R R hR h l R hR h R R h R R V j -+⋅----=⋅-⋅+⋅----=ππ 2.2．卧式椭圆容器液位与体积关系卧式椭圆容器一般只有平封头或近似平封头，根据1.2条公式可计算其体积3．卧式椭圆封头容器体积计算公式在EXCEL 中的实际运用压力容器在设计和使用中不仅需要知道液位与体积关系，按《压力容器安全监察规程》还需要知道在不同温度下容器最大充液高度，在EXCEL 中使用本文公式非常方便，可避免复杂的计算，下面是我实际运用中的一个模式，见图4，只需输入公式和适当调整液位高度即可。
差压计计算液位公式资料讲解
差压计计算液位公式一、计算液位的高度(卧罐计算公式)h(m)=P/(ρ气*g)P=差压变送器测到的值，单位为Kpaρ气=0.45~0.48（看流量计正常加气后的最大密度值，可设置，单位：g/cm2）g=9.8 重力加速度（m/s2）二、计算储罐容积（1）如果h<r时(r为内罐容器的半径，单位m，项目为1.2m)角度L AOB=2*arccos((r-h)/r)，单位为弧度截面积S=πr2*L AOB/(2π)-(1/2)*r2*sinL AOB显示体积=S*罐长度（项目罐长度12.1米）（2）如果h=r时(r为内罐容器的半径，单位m，项目为1.2m)截面积S=(1/2)* πr2显示体积=S*罐长度（项目罐长度12.1米）（3）如果h>r时(r为内罐容器的半径，单位m，项目为1.2m)角度L AOB=2*arccos((h-r)/r)，单位为弧度截面积S=πr2*(2π-L AOB)/(2π)+(1/2)*r2*sinL AOB u显示体积=S*罐长度（项目罐长度12.1米）二、线性换算公式(适用在立罐)(V代表压差，V_H代表压差的下一次，V_L代表本次压差,H，为液位的下一次，L为当前液位)首先把下一次压差和当前压力想减得到在某个区间中的压力值，然后液位也同样想减得到在这个区间内液位的大小，然后把现场采集来的压差减去当前压差得到实际压差H-L=值1V_H-V_L = 值2压力差-V_L = 值3根据区间计算出来的液位和压差，相除得到了每kpa多少立方，然后通过现场压差和储罐的当前压差想减的值相乘得到的当前压差的液位，然后在加上储罐在上一区间的压差液位，既到的了液位值1/值2 = 值4值4/值3 = 值5值5+L= 液位。
卧式容器计算
卧式容器计算1.卧式容器的强度计算 1.1支座反力按下式计算：2mgF =式中：F —每个支座的反力，N ；m —容器质量（包括容器自身质量、充满水或充满介质的质量、所有附件质量及隔热层等质量），Kg ；g —重力加速度，取g=9.812/s m 1.2圆筒轴向应力 1.2.1 圆筒轴向弯矩计算圆筒轴向最大弯矩位于圆筒中间截面或鞍座平面上。
圆筒中间横截面上的轴向弯矩，按下式计算：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-+=L A L h L h R FL M i i a 4341)(2142221式中：1M —圆筒中间处的轴向弯矩，mm N ⋅； F —每个支座的反力，N ； L —封头切线间的距离，mm ； a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= i h —封头曲面深度，mm ；A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm鞍座平面上的轴向弯矩，按下式计算：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+---=L h AL h R L A FA M ii a 341211222式中：2M —支座处圆筒的轴向弯矩，mm N ⋅； F —每个支座的反力，N ；A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； L —封头切线间的距离，mm ；a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= i h —封头曲面深度，mm ； 1.2.2圆筒轴向应力计算1.2.2.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下面两式计算： 1）最高点处：ea e a c R M R p δδσ21114.32-=式中：1σ—圆筒中间处横截面内最高点的轴向应力，MPa ； c p —计算压力，MPa ；a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ；A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； 1M —圆筒中间处的轴向弯矩，mm N ⋅； 2）最低点处：ea e a c R M R p δδσ21214.32+=由上面可得： 1.2.2.2鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下面两式计算： 1）当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强（即2/a R A ≤）时，轴向应力3σ位于横截面最高点处；当圆筒未被加强时，3σ位于靠近水平中心线处：ea e a c R K M R p δδσ212314.32-=式中：3σ—支座处圆筒横截面内最高点出的轴向应力，MPa ； c p —计算压力，MPa ；a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ；2M —支座处圆筒的轴向弯矩，mm N ⋅；1K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-1查得:1K =1）在横截面最低点处的轴向应力4σ： ea e a c R K M R p δδσ212414.32+=由上面可得： 1.2.3圆筒轴向应力的校核 对于操作状态下应满足下条件：1）计算得到41~σσ，取出最大拉应力（最大正值）： {}[]t σφσσσσ≤4321,,,m a x 式中：φ—焊缝接头系数，此处取φ=[]tσ—设计温度下壳体材料的许用应力，MPa ；2）计算得到41~σσ，取出最大压应力（最小负值）：}[]tac σσσσσ≤4321,,,min式中：[]tac σ—设计温度下壳体材料的轴向许用压缩应力，取[]tσ、B 中较小 者，MPa ； 对于操作状态下应满足下条件：1) 充满水未加压时计算得到41~σσ，取出最大压应力（最小负值）： {}[]ac T T T T σσσσσ≤4321,,,min式中：[]ac σ—常温下容器壳体材料的轴向许用压缩应力，取0.9)(2.0p el R R 、0B 中 较小者，MPa ；2) 加压状态下计算得到41~σσ，取出最大拉应力（最大正值）： {})(9.0,,,m a x 2.04321P el T T T T R R φσσσσ≤ 式中：φ—焊缝接头系数，此处取φ=)(2.0p el R R —圆筒材料在试验温度下的屈服强度或0.2%规定非比例延伸强 度，MPa ； 1.3切向剪应力1.3.1圆筒切向剪应力计算在圆筒支座处横截面上的剪应力，按下面两式计算。
椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算
椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算新疆工学院孟永彪在设计卧式容器时，常常要计算不同液面高度所对应的容积，有时还需列出容积—液位高度对照表或图。
例如，在盛装有毒有害介质的卧式储罐设计中，要根据体积充装系数确定最高液面高度并加以标识。
在一般资料中仅能查到容器的全容积计算公式，而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。
本文以标准椭圆形封头卧式容器为例介绍不同液面高度下的容积计算方法，并以液化石油气储罐为例编制了QUICK BASIC程序，此法仅供大家参考。
1卧式容器的组成卧式容器是由筒体和两封头组焊而成（如图1），常用的封头为标准椭圆封头。
2卧式容器2.1计算简图及说明计算简图如图2。
L———筒体长度（两封头切线间的距离，含直边段长度）D i———封头及筒体内直径h i———封头曲面深度2.2不同液面高度下封头的容积计算如图2，可假想将卧式容器两端的曲面部分合并，则形成一个完整的椭球面。
2==i ih R c a 122222=++cz a y x )(21222y x a z +-=dxy x a dy h a y a )(2222022+-=⎰⎰--)323(23331a h h a V +-=π其中，a=b=R i因此，椭球面的方程为：推导出： 当容器内的液面高度为h 时（如图3所示）。
封头的容积公式推导：对其积分得从上式可看出，h 变化，V 1也随之变化。
2.3 不同液面高度筒体的容积计算在计算筒体的容积时，忽略尺寸公差及制造误差等因素，可将其断面方程为x 2+y 2=a 2的一圆柱体进行计算，那么如图3所示液面高度的筒体容积为：令：y=acos θ dy=-asin θd θdxdy y x a V s )(2122221+-=⎰⎰dx y x a dy h a y a y a )(2122222222+-=⎰⎰----dy y a L V h a⎰--=2222dy y a L h -=222当 y=-a 时，θ=π；当y=h 时，代入公式积分得：2.4 卧式容器在不同液面高度下的容积通过以上V 1,V 2的计算公式，可计算出卧式容器在不同液面高度下的容积之和V ：3 利用QUICK BASIC 语言进行卧式容器的容积计算要计算不同液位高度下的容积以表格、曲线的形式列出是很麻烦的，因此本文利用简便易行的QB 编制程序，当然编程语言可以有多种，本文愿起到抛砖引玉的作用。
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直径D 直边高度h 液面高度
筒体长度 L
直径 D
筒体长度 L
计算结果(m3): 全容积： 液体容积：
计算结果(m3): 全容积： 液体容积： 97.05 52.44 上部空间 44.60
注：筒体部分参考文献的公式有误。这里采用的是另外一个公式： r^2arccos[(r-h)/r] - (r-h)*SQRT(2rh-h^2)/2
筒体长度 L 直边高度 h
输入数据(mm)： 直径D 直边高度h 3200 筒体长度L 40 封头深度 10920 800
液面高度
1700
直径 D
注1：这里的封头为标准椭圆封头，即长半轴:短半轴=1:2 注2：这种封头都有直边。在输入时注意，筒体长度不包含封头直边（如图）
直边高度 h
输入数据(mm)：
即长半轴:短半轴=1:2
注意，筒体长度不包含封头直边（如图）
500 筒体长度L 40 封头深度 1400
1250 125
0.29