化工機械設(shè)備課程設(shè)計(板式塔)

1、化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計目 錄第1章 緒 論41.1 課程設(shè)計的目的41.2 課程設(shè)計的要求41.3 課程設(shè)計的內(nèi)容41.4 課程設(shè)計的步驟4第2章 塔體的機械計算62.1 按計算壓力計算塔體和封頭厚度62.1.1 塔體厚度的計算62.1.2 封頭厚度計算62.2 塔設(shè)備質(zhì)量載荷計算62.2.1 筒體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量62.2.2 塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量72.2.3 保溫層質(zhì)量72.2.5 操作時物料質(zhì)量72.2.6 附件質(zhì)量82.2.7 充水質(zhì)量82.2.8 各種載荷質(zhì)量匯總82.3 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩的計算92.3.1 風(fēng)載荷計算92.3.2 風(fēng)彎矩的計算102.4 地震彎矩計算112.5 偏心彎矩的

2、計算122.6 各種載荷引起的軸向應(yīng)力122.6.1 計算壓力引起的軸向應(yīng)力122.6.2 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力122.6.3 最大彎矩引起的軸向應(yīng)力132.7 塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核142.7.1 截面的最大組合軸向拉應(yīng)力校核142.7.2 塔體與裙座的穩(wěn)定性校核142.8 塔體水壓試驗和吊裝時代應(yīng)力校核172.8.1 水壓試驗時各種載荷引起的應(yīng)力172.8.2 水壓試驗時應(yīng)力校核172.9 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計182.9.1 基礎(chǔ)環(huán)尺寸182.9.2 基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核182.9.3 基礎(chǔ)環(huán)的厚度192.10 地腳螺栓計算192.10.1地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力192.10.2 地腳螺

3、栓的螺紋小徑20第3章 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計213.1 塔盤結(jié)構(gòu)213.2塔盤的支承21參考文獻21自 我 總 結(jié)2123第1章 緒 論1.1 課程設(shè)計的目的（1）把化工工藝與化工機械設(shè)計結(jié)合起來，鞏固和強化有關(guān)機械課程的基本理論和知識基本知識。（2）培養(yǎng)對化工工程設(shè)計上基本技能以及獨立分析問題、解決問題的能力。（3）培養(yǎng)識圖、制圖、運算、編寫設(shè)計說明書的能力。1.2 課程設(shè)計的要求（1）樹立正確的設(shè)計思想。（2）具有積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度和進取精神。（3）學(xué)會正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使設(shè)計有法可依、有章可循。（4）學(xué)會正確的設(shè)計方法，統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾。（5）在設(shè)計中處理好尺寸的圓整。（6）在設(shè)計中處理好計

4、算與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系。1.3 課程設(shè)計的內(nèi)容塔設(shè)備的機械設(shè)計。 Di=2200mm Pc=1.9MPa1.4 課程設(shè)計的步驟（1）全面考慮按壓力大小、溫度高低、腐蝕性大小等因素來選材。（2）選用零部件。（3）計算外載荷，包括內(nèi)壓、外壓、設(shè)備自重，零部件的偏載、風(fēng)載、地震載荷等。（4）強度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計和校核計算（5）傳動設(shè)備的選型、計算。（6）繪制設(shè)備總裝配圖。第2章 塔體的機械計算2.1 按計算壓力計算塔體和封頭厚度2.1.1 塔體厚度的計算考慮厚度附加量 C mm, 經(jīng)圓整, 取 mm2.1.2 封頭厚度計算采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭：考慮厚度附加量 C mm, 經(jīng)圓整, 取 mm2.2 塔設(shè)備質(zhì)

5、量載荷計算2.2.1 筒體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量 m01圓筒質(zhì)量： kg封頭質(zhì)量： kg裙座質(zhì)量： kg kg說明：1 塔體圓筒總高度為 H0 = 36.79 m；2查得DN 2200 mm, 厚度22 mm的圓筒質(zhì)量為1205 kg/m；3 查得 DN 2200 mm 封頭, 內(nèi)表面積為 5.229 m23 裙座高度3060 mm(厚度按22 mm計)。2.2.2 塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 m02 kg浮閥塔盤質(zhì)量為75 kg/m2 2.2.3 保溫層質(zhì)量 m03 kg2.2.4平臺與扶梯質(zhì)量 m04 kg說明：平臺質(zhì)量q=150Kg/m；籠式扶梯質(zhì)量=40Kg/m；籠式扶梯高度H=39m，平臺數(shù)n=82

6、.2.5 操作時物料質(zhì)量 kg說明：物料密度，封頭容積。塔釜圓筒部分深度，塔板層數(shù)N=70，塔板上液層高度2.2.6 附件質(zhì)量 按經(jīng)驗取附件質(zhì)量 kg2.2.7 充水質(zhì)量其中2.2.8 各種載荷質(zhì)量匯總表2-1質(zhì)量匯總 塔段01122334455頂合計塔段長度/mm10002000700010000100001000040000人孔與平臺數(shù)0013228塔板數(shù)00922221770120533588435120501205012817499152565626962694844199471321546220822082293838740809882526181817787230124082076

7、68866885165279883018402109301330133204124791550265933799037990387571428802800520080001546845029050327543224630101133946各塔段最小質(zhì)量/kg154659111821422446209172115990000全塔操作質(zhì)量/kg全塔最小質(zhì)量/kg水壓試驗時最大質(zhì)量/kg2.3 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩的計算2.3.1 風(fēng)載荷計算23段計算風(fēng)載荷式中：K1=0.7q0=400 N/m2，De3按下式計算，取a, b中較大者a b 取，表2-2 載荷匯總計算段vkf平臺數(shù)110004000.70

8、.720.00752.801.020.641002620481220004000.70.720.03752.801.110.7230026201167370004000.70.720.1102.801.221.00101257287768904100004000.70.790.3502.801.621.252035403160179065100004000.70.820.6652.802.071.423023602980245856100004000.70.851.0002.802.531.564023602980328802.3.2 風(fēng)彎矩的計算截面00 截面11 截面22 2.4 地震彎矩

9、計算 ， ，等直徑等厚度的塔， 按下列方法計算地震彎矩。截面00 截面11截面22 。2.5 偏心彎矩的計算偏心彎矩 2.6 各種載荷引起的軸向應(yīng)力2.6.1 計算壓力引起的軸向應(yīng)力2.6.2 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力 截面00 其中截面11 其中 kg, 截面22 其中 kg 2.6.3 最大彎矩引起的軸向應(yīng)力截面00 截面11 截面22 2.7 塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核2.7.1 截面的最大組合軸向拉應(yīng)力校核截面2-2 滿足要求2.7.2 塔體與裙座的穩(wěn)定性校核截面2-2 B=138MPa=170MPaK=1.2 滿足要求截面1-1B=118MPa K=1.2 滿足要求截面 0-

10、0 K=1.2 滿足要求項 目計算危險截面0-01-12-2塔體與裙座有效厚度，mm202020截面以上的操作質(zhì)量，kg133946132400122404計算截面面積 A，138230143500138230計算截面的截面系數(shù)，最大彎矩 最大允許軸向拉應(yīng)力173.4最大允許壓應(yīng)力KB141.6141.6165.6K126126204計算壓力引起的軸向拉應(yīng)力,MPa0052.25操作質(zhì)量引起的軸向壓力 MPa9.519.058.69最大彎矩引起的軸向壓力MPa43.2641.7538.81最大組合軸向拉應(yīng)力 MPa52.7750.8047.50最大組合軸向拉應(yīng)力 MPa82.62強度與穩(wěn)定校核

11、強度滿足要求穩(wěn)定性滿足要求滿足要求滿足要求表2-3 各危險截面強度校核匯總2.8 塔體水壓試驗和吊裝時代應(yīng)力校核2.8.1 水壓試驗時各種載荷引起的應(yīng)力（1）試驗壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應(yīng)力 液柱靜壓力=（2）試驗壓力引起的軸向拉應(yīng)力 （3）最大質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力 （4）彎矩引起的軸向應(yīng)力 2.8.2 水壓試驗時應(yīng)力校核（1）筒體環(huán)向應(yīng)力校核 滿足要求（2）最大組合軸向應(yīng)力校核 滿足要求（3）最大組合軸向壓應(yīng)力校核 滿足要求。2.9 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計2.9.1 基礎(chǔ)環(huán)尺寸取 2.9.2 基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核，其中 取以上兩者中的較大值選用100號混凝土， 滿足要求。2.9.3 基礎(chǔ)環(huán)的厚度；。假設(shè)螺

12、栓直徑為M56， ， 取其中較大值，故=mm圓整后取2.10 地腳螺栓計算2.10.1地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力其中 取以上兩數(shù)中的較大值，故 2.10.2 地腳螺栓的螺紋小徑, 取n=36, , +C2=+3=43.075mm，查得M56螺栓的螺紋小徑，故選用36個M56的地腳螺栓，滿足要求。第3章 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 塔盤結(jié)構(gòu)選用分塊式浮閥塔塔盤3.2塔盤的支承采用支撐梁結(jié)構(gòu)支持圈參考文獻1 刁玉瑋, 王立業(yè), 喻健良. 化工設(shè)備機械基礎(chǔ)(第六版)M. 大連理工大學(xué) , 2006, 12.2 蔡紀(jì)寧, 張秋翔, 化工機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書. M. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010, 8. 自 我 總

13、 結(jié) 通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)化工機械設(shè)備方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。 在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終，這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后

14、的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！通過這次課程設(shè)計，我掌握了如何將化工工藝條件與化工設(shè)備設(shè)計有機的結(jié)合起來，使所學(xué)有關(guān)機械課程的基本理論和基本知識得以鞏固和強化，為今后設(shè)計化工化工設(shè)備及機械打下一定的基礎(chǔ)。實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起的喜悅心情，果然是團結(jié)就是力量。只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。我認(rèn)為，在這學(xué)期的實驗中，在收獲知識得同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我請教老師和同學(xué)，使我在專業(yè)知識好動手實踐方面都得到了很好的提升，在此，要對老師和同學(xué)表示衷心的感謝。附錄A主要符號說明基礎(chǔ)環(huán)面積：Ab 平臺質(zhì)量：裙座筒體的截面積： 籠式扶梯質(zhì)量：基礎(chǔ)環(huán)伸長寬度：b 各類土場的特征周期：厚度附加量：C 自振周期： 塔內(nèi)直徑： 設(shè)計溫度：t彈性模量：E