[发明专利]一种夹套式塔器固有频率的计算方法

权利要求书

1.一种夹套式塔器固有频率的计算方法，其特征是将夹套式塔器简化成等直径变壁厚的一般式塔器；保证原始模型和简化模型的质量相等，刚度满足线性折减，折减系数为α；基于简化后的等直径变壁厚模型，按照现行标准NB/T47041-2014《塔式容器》中推荐的方法，计算公式如下，计算夹套式塔器的固有频率：

式中：m_i—第i计算段的质量，kg；

h_i—第i段集中质量距地面的高度，mm；

H—塔高，mm；

H_i—塔顶至第i段底截面的距离，mm；

E_i^t—第i计算段塔器设计温度下的弹性模量，MPa；

I_i—第i计算段的截面惯性矩，mm⁴；

所述H/D_i对应的折减系数为α₁，δ_j/δ_t对应的折减系数为α₂，Hj/H对应的折减系数为α₃，采用层次分析法，分析α₁、α₂和α₃所占的比重，并得到总折减系数α的计算公式：α＝0.25α₁+0.5α₂+0.25α₃；

计算等效厚度和等效密度的公式如下：

式中：δ_d—等效厚度，m；ρ_d—等效密度，kg/m³；ρ_t—塔器密度，kg/m³；ρ_j—夹套密度，kg/m³；D_jo—夹套外直径，m；D_ji—夹套内直径，m；D_o—塔器外直径，m；D_i—塔器内直径，m。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是包括如下步骤：

(1)绘制工程中常见直径比、高径比、厚度比和长度比下夹套式塔器的折减系数α查值曲线；

(2)将夹套式塔器简化成等直径变壁厚的一般式塔器；

(3)根据夹套式塔器的结构参数，查图得到折减系数α；

(4)由折减系数α，计算简化模型的等效密度和等效厚度参数；

(5)基于简化模型，根据标准NB/T47041-2014《塔式容器》中推荐的方法计算一阶固有频率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)具体做法是：

夹套式塔器分为全包式夹套和分段式夹套，其主要特征参数包括：塔器直径、夹套直径、塔壁厚、夹套壁厚、塔高和夹套长度；对上述参数进行分析计算，得到如下四个无量纲参数：

直径比D_i/D_ji——塔器直径与夹套直径比；

高径比H/D_i——塔高与塔器直径比；

厚度比δ_j/δ_t——夹套厚度与塔器厚度比；

长度比Hj/H——夹套总长与塔高比；

根据数值模拟分析，结合工程实际计算了D_i/D_ji在0.5～0.9之间，H/D_i在5～50之间，δ_j/δ_t在0.4～1.2之间，Hj/H在0.45～0.7之间的折减系数α的值，并分别以D_i/D_ji为横坐标，其他四个参数为纵坐标绘制了折减系数α的查值曲线。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所属步骤(3)中的折减系数α值直接查图计算得到。