化工设备机械基础课程设计

1设计参考数据塔体内径/mm 2000 塔高/mm 40000计算压力/MPa 0.9 设计温度/ 150基本风压值/N/ 300 地震设防烈度/度 8场地土类 类 设计地震分组 第二组设计基本地震加速度 0.2g 地面粗糙度 B 类塔盘数 70 塔盘存留介质层高度/mm 90塔盘间距/mm 450 介质密度/kg/m 3 800保温层厚度/mm 100 保温层材料密度/ kg/m 3 300平台宽度 1000 人孔间距 10 层塔板半圆形平台数 7 单位质量/ 150包角 180 再沸器操作质量/kg 3800再沸器偏心距/mm 2000 塔体与封头材料 Q345R裙座材料 Q235-B 塔体与封头厚度附加量/ 3裙座附加量/ 3 塔体焊接接头系数 0.852目录一、塔体的设计条件 3二、按计算压力计算塔体和封头厚度 4三、塔设备质量载荷计算4四、风载荷与风弯矩计算6五、地震载荷计算 10六、偏心弯矩计算 11七、各种载荷引起的轴向应力 11八、筒体和裙座危险截面的强度性校核 13九、塔体水压试验和吊装时的应力校核 16十、基础环设计 17十一、地脚螺栓计算 19十二、筒体与封头联接法兰的选取 20十三、主要符号说明 22十四、个人总结 24参考文献 273一、塔体的设计条件1、塔体的内径 ，塔高近似取20iDm；40H2.计算压力 ，设计温度 150；.9cPMpa3、设置地区：基本风压值 =300N/m，地震0q设防烈度 8 度，设计基本地震加速度 0.2g，地震分组为第二组；场地土类：I 类，地面粗糙度 B 类。4、塔内装有 N=70 层浮阀塔盘，塔盘间距450mm，每层塔板上每块塔盘上存有介质高度为 ，塔板上介质密度为 800kg/m；90whm5、塔壳外表面层 100mm，保温层材料的密度300kg/m。6、沿塔高每 10 层塔盘开设一个人孔，人孔数为 7 个，相应在人孔处安装平台为，平台宽1.0m，单位质量 150kg/，包角 180。7、塔体与裙座间悬挂一台再沸器，其操作质量为 ，偏心距 e=2000mm；380emkg8、塔体与封头材料选用 Q345R,其中 517a, 17MPa, 45,1.90t spaEMpa，裙座材料选用 Q235-B。49、塔体与裙座厚度附加量 C=3mm，裙座厚度附加量 3mm。塔体与裙座对接焊缝，塔体焊接接头系数 。0.85对该塔进行强度和稳定计算。二、按计算压力计算塔体、封头和裙座厚度1、塔体厚度计算0.926.252178citpDm考虑厚度附加量 C=3mm，经圆整后取 。1n2、封头厚度计算 0.926.240.51785.09citcpDm考虑厚度附加量 C=3mm，经圆整后取 。1n3、裙座厚度也取 12mm。三、塔设备质量载荷计算1、筒体圆筒、封头、裙座质量 01m201 34.7.85387oimDHkg2、附属间质量 a01.2594amkg3、塔内构件质量 202754705164934iDkg（浮阀塔盘质量 75 ）2/kgm54、保温层质量 03m2203(.4.).4(03.6)728kg5、平台、扶梯质量 04m2204 1(.).574068mkg说明：单位面积质量 ，笼式扶梯单位长度质量210/kg；笼式扶梯总高 ，平台数量为 7。40/k4m6、操作时物料质量 052205 .0978044=183kgiwmDhN说明：物料密度 ，塔板数 N=70，塔板上液层高度38/kgm。0.9whm7、 充水质量为其中210=435kg4w（ -3.6） 310/wkgm8、 各种质量载荷汇总将全塔分为 9 段，计算各质量载荷（计算中略有近似）段号 1 2 3 4 5 6 7 8 9塔段长度 1800 1800 6750 4750 4750 4750 4750 4750 590001am1339.7 1339.7 5023.9 3535.3 3535.3 3535.3 3535.3 3535.3 4391.220 0 52356.1 2356.1 2356.1 2356.1 2356.1 2356.1 2356.1030 0 1351.3 950.9 950.9 950.9 950.9 950.9 1181.1472 72 982.5 902.5 902.5 902.5 902.5 902.5 948.5605m0 0 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262w0 0 21205.8 14922.6 14922.6 14922.6 14922.6 14922.6 18535.4e0 1900 1900 0 0 0 0 0 001411.7 3311.7 13875.8 10006.8 10006.8 10006.8 10006.8 10006.8 11138.9max1411.7 3311.7 32819.6 22667.4 22667.4 22667.4 22667.4 22667.4 27412.3in1411.7 3311.7 9728.9 5859.9 5859.9 5859.9 5859.9 5859.9 6992全塔操作质量 01023045238764978916083459380aemmkg全塔最小质量 min0102304.238764978916059438054aemmkg水压试验时最大质量max01203423876497891354916038awemmkg四、风载荷与风弯矩计算1、风载荷计算示例以 23 段为例计算风载荷 3P631230310()ePKqflDN式中：体形系数，对圆筒形容器，1 10.7K10m 高处基本风压值，0q 203/qNm7风压高度变化系数，查表 8-5 得：3f 31.098f计算段长度，l 36750lm脉动影响系数，由表得：3v 3.72v塔的基本自振周期，对等直径、等厚1T度得圆截面塔： 30113.9ieDESHmT3568902.490.3410.751s脉动增大系数，根据自振周期 ，由 1T表查的： 2.50振型系数，由表得：3z3.08z风振系数2K3232.507.11.9398zvf塔的有效直径。设笼式扶梯与塔顶3eD管线成 90，取下 a、 b 中较大者。3034.2eisaK0. 2ispsbDd， ，340Km045310spsmK1843210296.3675AKml，取ab.eD6312303 61.79.9875031.0546()ePqflN2、各段塔风载荷计算结果塔段号1 2 3 4 5 6 7 8 9mli/1800 1800 6750 4750 4750 4750 4750 4750 5900)(20Nq3001K0.7类Bi0.72 0.72 0.72 0.76 0.79 0.81 0.83 0.84 0.85zi0.02 0.02 0.108 0.212 0.34 0.48 0.65 0.825 1.002.50iK21.036 1.036 1.193 1.353 1.539 1.732 1.957 2.173 2.362mhit/0.045 0.09 0.26 0.38 0.50 0.615 0.73 0.85 1.00类Bfi1.00 1.001.00981.14221.24671.32821.40901.47741.56平台 0 0 1 1 1 1 1 1 19数/mm4K0 0 296.3 421.1 421.1 421.1 421.1 421.1 421.1/iDm2674 26743170.33295.13295.13295.13295.13295.13213.0NPi/1047.161047.165413.765079.516306.417561.249063.2410552.1114668.533、风弯矩计算0-0 截面：012 81812345 2wll lMPPll 947.69047.609.76(1035.(85)3675902)1.3(645)21.7Nm1-1 截面：123 82823452wll lMPPll 047.690541.76(07)09.1(05) 37)56.24(18235)96.4(8323.(828.(0 906754)1.Nm2-2 截面： 22654364332 llPlPlMw1095413.765079.1(65237)60.41(7502375)2(49.0. )8(9)1Nm五、地震载荷计算取第一振型阻尼比为