化工机械设备课程设计(板式塔)---副本.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date化工机械设备课程设计(板式塔)-副本目 录目 录第1章 绪 论41.1 课程设计的目的41.2 课程设计的要求41.3 课程设计的内容41.4 课程设计的步骤4第2章 塔体的机械计算62.1 按计算压力计算塔体和封头厚度62.1.1 塔体厚度的计算62.1.2 封头厚度计算62.2 塔设备质量载荷计算62.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量62.2.2 塔内构件质量72

2、.2.3 保温层质量72.2.5 操作时物料质量72.2.6 附件质量82.2.7 充水质量82.2.8 各种载荷质量汇总82.3 风载荷与风弯矩的计算92.3.1 风载荷计算92.3.2 风弯矩的计算102.4 地震弯矩计算112.5 偏心弯矩的计算122.6 各种载荷引起的轴向应力122.6.1 计算压力引起的轴向应力122.6.2 操作质量引起的轴向压应力122.6.3 最大弯矩引起的轴向应力132.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核142.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核142.7.2 塔体与裙座的稳定性校核142.8 塔体水压试验和吊装时代应力校核172.8.1 水压试验时各

3、种载荷引起的应力172.8.2 水压试验时应力校核172.9 基础环设计182.9.1 基础环尺寸182.9.2 基础环的应力校核182.9.3 基础环的厚度192.10 地脚螺栓计算192.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力192.10.2 地脚螺栓的螺纹小径20第3章 塔结构设计213.1 塔盘结构213.2塔盘的支承21参考文献21自 我 总 结21-第1章 绪 论1.1 课程设计的目的（1）把化工工艺与化工机械设计结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。（2）培养对化工工程设计上基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。（3）培养识图、制图、运算、编写设计说明书的能力。

4、1.2 课程设计的要求（1）树立正确的设计思想。（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。（5）在设计中处理好尺寸的圆整。（6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。1.3 课程设计的内容塔设备的机械设计。 Di=2200mm Pc=1.9MPa1.4 课程设计的步骤（1）全面考虑按压力大小、温度高低、腐蚀性大小等因素来选材。（2）选用零部件。（3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等。（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算（5）传动设备的选型、计算。（6）绘制设

5、备总装配图。第2章 塔体的机械计算2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度2.1.1 塔体厚度的计算考虑厚度附加量 C mm, 经圆整, 取 mm2.1.2 封头厚度计算采用标准椭圆封头：考虑厚度附加量 C mm, 经圆整, 取 mm2.2 塔设备质量载荷计算2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 m01圆筒质量： kg封头质量： kg裙座质量： kg kg说明：1 塔体圆筒总高度为 H0 = 36.79 m；2查得DN 2200 mm, 厚度22 mm的圆筒质量为1205 kg/m；3 查得 DN 2200 mm 封头, 内表面积为 5.229 m23 裙座高度3060 mm(厚度按22 mm计)

6、。2.2.2 塔内构件质量 m02 kg浮阀塔盘质量为75 kg/m2 2.2.3 保温层质量 m03 kg2.2.4平台与扶梯质量 m04 kg说明：平台质量q=150Kg/m；笼式扶梯质量=40Kg/m；笼式扶梯高度H=39m，平台数n=82.2.5 操作时物料质量 kg说明：物料密度，封头容积。塔釜圆筒部分深度，塔板层数N=70，塔板上液层高度2.2.6 附件质量 按经验取附件质量 kg2.2.7 充水质量其中2.2.8 各种载荷质量汇总表2-1质量汇总 塔段01122334455顶合计塔段长度/mm10002000700010000100001000040000人孔与平台数001322

7、8塔板数0092222177012053358843512050120501281749915256562696269484419947132154622082208229383874080988252618181778723012408207668866885165279883018402109301330133204124791550265933799037990387571428802800520080001546845029050327543224630101133946各塔段最小质量/kg154659111821422446209172115990000全塔操作质量/kg全塔最小质量

8、/kg水压试验时最大质量/kg2.3 风载荷与风弯矩的计算2.3.1 风载荷计算23段计算风载荷式中：K1=0.7q0=400 N/m2，De3按下式计算，取a, b中较大者a b 取，表2-2 载荷汇总计算段vkf平台数110004000.70.720.00752.801.020.641002620481220004000.70.720.03752.801.110.7230026201167370004000.70.720.1102.801.221.00101257287768904100004000.70.790.3502.801.621.2520354031601790651000040

9、00.70.820.6652.802.071.423023602980245856100004000.70.851.0002.802.531.564023602980328802.3.2 风弯矩的计算截面00 截面11 截面22 2.4 地震弯矩计算 ， ，等直径等厚度的塔， 按下列方法计算地震弯矩。截面00 截面11截面22 。2.5 偏心弯矩的计算偏心弯矩 2.6 各种载荷引起的轴向应力2.6.1 计算压力引起的轴向应力2.6.2 操作质量引起的轴向压应力 截面00 其中截面11 其中 kg, 截面22 其中 kg 2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力截面00 截面11 截面22 2.7 塔

10、体和裙座危险截面的强度与稳定校核2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核截面2-2 满足要求2.7.2 塔体与裙座的稳定性校核截面2-2 B=138MPa=170MPaK=1.2 满足要求截面1-1B=118MPa K=1.2 满足要求截面 0-0 K=1.2 满足要求项 目计算危险截面0-01-12-2塔体与裙座有效厚度，mm202020截面以上的操作质量，kg133946132400122404计算截面面积 A，138230143500138230计算截面的截面系数，最大弯矩 最大允许轴向拉应力173.4最大允许压应力KB141.6141.6165.6K126126204计算压力引起的轴向

11、拉应力,MPa0052.25操作质量引起的轴向压力 MPa9.519.058.69最大弯矩引起的轴向压力MPa43.2641.7538.81最大组合轴向拉应力 MPa52.7750.8047.50最大组合轴向拉应力 MPa82.62强度与稳定校核强度满足要求稳定性满足要求满足要求满足要求表2-3 各危险截面强度校核汇总2.8 塔体水压试验和吊装时代应力校核2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力（1）试验压力和液柱静压力引起的环向应力 液柱静压力=（2）试验压力引起的轴向拉应力 （3）最大质量引起的轴向压应力 （4）弯矩引起的轴向应力 2.8.2 水压试验时应力校核（1）筒体环向应力校核 满足

12、要求（2）最大组合轴向应力校核 满足要求（3）最大组合轴向压应力校核 满足要求。2.9 基础环设计2.9.1 基础环尺寸取 2.9.2 基础环的应力校核，其中 取以上两者中的较大值选用100号混凝土， 满足要求。2.9.3 基础环的厚度；。假设螺栓直径为M56， ， 取其中较大值，故=mm圆整后取2.10 地脚螺栓计算2.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力其中 取以上两数中的较大值，故 2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径, 取n=36, , +C2=+3=43.075mm，查得M56螺栓的螺纹小径，故选用36个M56的地脚螺栓，满足要求。第3章 塔结构设计3.1 塔盘结构选用分块式浮阀塔塔盘3.2

13、塔盘的支承采用支撑梁结构支持圈参考文献1 刁玉玮, 王立业, 喻健良. 化工设备机械基础(第六版)M. 大连理工大学 , 2006, 12.2 蔡纪宁, 张秋翔, 化工机械基础课程设计指导书. M. 化学工业出版社, 2010, 8. 自 我 总 结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关化工机械设备方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终，这次课程

14、设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！通过这次课程设计，我掌握了如何将化工工艺条件与化工设备设计有机的结合起来，使所学有关机械课程的基本理论和基本知识得以巩固和强化，为今后设计化工化工设备及机械打下一定的基础。实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起

15、的喜悦心情，果然是团结就是力量。只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。我认为，在这学期的实验中，在收获知识得同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我请教老师和同学，使我在专业知识好动手实践方面都得到了很好的提升，在此，要对老师和同学表示衷心的感谢。附录A主要符号说明基础环面积：Ab 平台质量：裙座筒体的截面积： 笼式扶梯质量：基础环伸长宽度：b 各类土场的特征周期：厚度附加量：C 自振周期： 塔内直径： 设计温度：t弹性模量：E 裙座筒体的截面系数：塔体高度：H 常温屈服点：笼式扶梯高度： 介质密度 ：塔盘介质层高度 ： 塔外保温层厚度：风压高度变化系数 ： 圆筒计算厚度：地震弯矩 ： 名义厚度：风弯矩 ： 有效厚度：充液质量 ： 保温材料密度 ：塔盘数 ：N 基本振型参数 ：人孔个数 ：n 地震影响系数 ：设计压力 ：P 脉动增大系数 ： 基本风压值 ： 载荷组合系数 ：k 地震影响系数： 自振周期地震影响系数：风压高度变化系数： 设计温度弹性模量：附录B塔设备的装配图。