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DN1800填料塔机械设计【优秀机械设备设计+10张CAD图纸】

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dn1800 填料塔 机械设计 机械设备 DN1800填料塔机械设计 机械设备设计
资源描述:

DN1800填料塔机械设计

填料塔机械设计

化工设备机械设计

DN1800填料塔机械设计【优秀机械设备设计+10张CAD图纸】

【带开题报告+外文翻译+工作进度检查表等】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609 】.bat

参考说明书

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外文翻译.doc

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工作进度检查表.doc

床层限制板.dwg

开题报告.doc

指导教师审阅表.doc

毕业论文答辩记录表.doc

法兰150.dwg

法兰250.dwg

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答辩小组意见及综合成绩评定.doc

答辩资格审查表.doc

装配图.dwg

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评阅教师师评阅表.doc

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审查表

题    目DN1800填料塔机械设计

内容综述:

本人在规定时间内完成了任务书的要求。

本课题研究的目的主要是针对给定的填料塔的设计要求,通过查阅资料、分析设计条件,根据一些基本计算来确定填料塔的结构及工艺。

通过分析填料塔的设计条件,确定设计步骤。完成对填料塔的塔体、内件、支座及附件等部件的材料选择、壁厚计算和强度校核。绘制符合设计要求的填料塔的图纸,给出相关的技术要求。

填料塔的塔身是一个直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的形式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板,来防止被上升气流吹动。液体从塔顶经过液体分布器喷洒在填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底输入,由气体分布装置分布后,与液体呈逆流持续通过填料层的间隙,于填料表面上,气液两相密切接触进行传质。填料塔是连续接触式气液传质装备,两相构成沿塔高连续改变,在正常状态下,气相为连续相,液相为分散相。???

填料塔不但构造简单,流体经过填料层的压降较小,用耐腐蚀材料易于制造,因此它适用于处理量小,有腐蚀性的物料以及要求压降小的情况。液体从塔顶经液体分布器喷淋于填料顶部,并在填料表面呈膜状流下,气体从塔底的气体口输入,流过填料的间隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相构成沿塔高持续改变,填料塔属于连续接触式的气液传质设备。

主要内容如下:

(1)绪论

(2)主体结构设计

(3)材料选择及零部件结构设计

(4)强度计算与校核

(5)填料塔的制造、检验、安装及运输

湖南工学院毕业设计(论文)开题报告

题  目DN1800填料塔机械设计

一、题目来源

来源: 工程模拟

类别: 工程设计

二、研究目的和意义

酸气吸收填料塔,又叫:酸性气体净化塔、酸雾吸收塔、废气净化塔及玻璃钢酸雾净化塔、它具有适用范围广、净化效率高、设备阻力低、占地面积小的特点。

通常酸气吸收塔主要处理的有害气体为氯化氢(HCL)气体及氟化氢(HF)气体、二氧化硫(SO2)气体、酸雾(H2SO4)、铬酸雾(Cr03)、氰氢酸(HCN)气体、硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、碱蒸汽等水溶性气体。采用氢氧化钠为吸收中和液、溶液浓度为2%-6%,净化效率均为95%-98%以上。

酸气吸收塔具有效力高、耐腐蚀性强,高强度、低噪声、耗电省、体积小,拆装维修方便,轻巧耐用,外形美观等优点。

在天然气的开采过程中,无论是来自油藏的伴生气还是来自气藏的非伴生气,一般都含有液体(液烃、水)和固体物质(岩屑、泥沙等),同时还含有少量非烃类物质的混合气体。非烃类气体多为氮(N2)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、有机硫及氦(He)等。由于这些物质的存在和联合作用,会使输送设备和管道产生磨损、腐蚀等破坏,且可能堵塞管道、仪表管线以及设备等。因此,为了安全、经济、有效地输送天然气,就必须在输送前对天然气进行必要的处理,除去部分杂质。但这时的天然气仍不能满足生产、生活和商业用气的需要,还需进一步在天然气净化厂中进行脱烃、脱硫、脱水处理。用于天然气处理的设备所接触的介质大部分都含有二氧化硫和水,在这种情况下设备的腐蚀显得格外复杂和严重。二氧化硫对设备的不同腐蚀情况,我们应进行深入的分析和研究,在设备设计时采取相应的对策和措施来防止或减轻其腐蚀,以确保设备的使用寿命和安全运行。

三、设计(论文)主要内容

1,确定工艺吸收流程;

2,物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成;

3,选择填料、计算填料层高度、填料的分层;

4,流体力学特性的校核:液气速度的求取,喷淋密度的校核,填料层压降ΔP的计算;

5,附属装置的选择与确定:液体喷淋装置、液体再分布器、气体进出口及液体进出口装置、栅板。

四、需重点研究的关键问题及解决思路

填料塔的固有的局限性:传统的填料塔有许多内在的限制,造成较差的性能:低气液界面区(低润湿表面),非均匀的液体分布,返混,和壁流液过多,从而导致高流动性对气比,为吸收剂再生需要高能量的消耗。为了避免水浸现象,吸收塔操作必须保持较高的气液比。对于传统的在大型液传输组件气液比低,是由于多余的液体。但是大多数气体净化厂需要溶剂回收再利用。因此,更多过剩的流动体,更多的能源(蒸汽)消耗必须为再生溶剂消耗。冷却水为塔顶,电能消耗为泵以及蒸汽的需求消耗,溶剂损失等。对氨的利用系统设备,每年总效用费用的88%溶剂回收所需的蒸汽,水蒸气再生消费主要取决于溶剂的重新生成量。

高效填料塔在运行的重要因素是填料材料最大润湿。在填料塔散发的液体往往流向沿填料通过一定的途径,因为通过一定的途径提供了填充床比其他气体流量减少阻力。动态气体在低阻力路径的压力将往往推到邻近的液体流动路径,这会导致液体输送,特别是在低液率,填料表面很大程度上可能由液体停滞薄膜干燥或覆盖。低利率导致不完整的液体润湿,从而减少接触效率。

高效填料塔的另一个重要因素是操作的液体在床上横截面的合理分配,无论怎样均匀的液体在填料上的分布,有明显较低的水平分布不均的问题。

五、工作的主要阶段、进度和时间安排

第一周:完成英文资料的查询和相关翻译;

第二周:完成开题报告;

第三周:复习填料塔的相关知识,完成初期填料选择等任务;

第四周:复习autoCAD的相关知识;

第五周~第六周:进行填料吸收塔的工艺尺寸计算;

第七周:处理结果,进行分析,并完成对其他附属设备的选型等;

第八周:根据计算数据完成填料塔设备图的绘制;

第九周:开始准备撰写论文;

第十周:其他工作量的完成;

第十一周:整理答辩资料,完成论文。

六、主要参考文献

1,王明辉编著《化工单元过程课程设计》化学工业出版社2007.8

2,王红林、陈砺编著《化工设计》华南理工大学出版社2005.1

3,潘国昌、郭庆丰编著《化工设备设计》清华大学出版社1996.12

4,杨祖荣、刘丽英、刘伟编著《化工原理》北京化学工业出版社2004

5,路秀林、王者相编著《化工设备设计全书塔设备》化学工业出版社2004.1

6,王开岳著“天然气净化工艺的国内外现状及开发动向”—石油规划设计1996年第三期


内容简介:
化工设备机械基础课程设计题 目浮阀塔设备的机械设计 系 (院)化学与化工系专 业化学工程与工艺班 级学生姓名学 号指导教师职 称二一二年六月十八日说明:仅供参考36前言3摘要3关键字4第一章 设计参数及要求41.1符号说明41.2.设计参数及要求61.2.1设计参数61.2.2设计要求6第二章 材料选择72.1概论72.2塔体材料选择72.3 裙座材料的选择8第三章 塔体的结构设计及计算83.1按设计压力计算塔体和封头厚度83.1.1塔体厚度计算83.1.2封头厚度计算83.2塔设备质量载荷计算93.2.1筒体、圆筒、封头、裙座的质量93.2.2塔内构件的质量103.2.3保温层的质量103.2.4平台、扶梯的质量103.2.5操作时物料的质量113.2.6附件的质量12依照经验取123.2.7充水的质量123.2.8偏心质量123.3风载荷与风弯矩的计算133.3.1风载荷的计算133.3.2风弯矩的计算173.4地震弯矩的计算183.4.1地震载荷的计算18193.4.2地震弯矩的计算200.5482020.6220146.43201026.1202883.4204764.520垂直地震影响系数=.0.65=0.650.23=0.1495203.5偏心弯矩的计算223.6各种载荷引起的轴向应力223.6.1计算压力引起的轴向应力223.6.2操作质量引起的轴向应力233.6.3最大弯矩引起的轴向应力243.7塔体和裙座危险截面强度与稳定性校核253.7.1截面的最大组合轴向拉应力校核25塔体截面2-2上的最大组合轴向压应力26263.8塔体水压试验和吊装时的应力校核273.8.1水压试验时各种载荷引起的应力273.8.2水压试验时应力校核283.9基础环设计293.9.1基础环尺寸29基础环内径:293.9.2基础环的动力校核293.9.3基础环的厚度30所以最后圆整到313.10地脚螺栓设计313.10.1地脚螺栓的最大拉应力313.10.2地脚螺栓的螺纹小径32板式塔的总体结构33附录35附录一 有关部件的质量35附录二 矩形力矩计算表36附录三 螺纹小径与公称直径对照表36参考文献37前言摘要塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行;还要能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。因此,蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下;气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板,塔板上开有很多筛孔,每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,造价低,检修、清理方便关键字塔体、封头、裙座、。第一章 设计参数及要求1.1符号说明 - 计算压力, ; - 圆筒或球壳内径,;-圆筒或球壳的最大允许工作压力,; - 圆筒或球壳的计算厚度,;n - 圆筒或球壳的名义厚度,;e - 圆筒或球壳的有效厚度,;- 圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力,; - 圆筒或球壳材料在设计温度下的计算应力,; - 焊接接头系数;C - 厚度附加量,;塔设备设计计算常用符号及说明符号符号说明符号符号说明系数,按GB-150相关章节,壳体和裙座的质量,kg塔设备壳体内直径,mm内件质量,kg基本环内直径,mm保温材料质量,kg裙座壳体外直径,mm平台,扶梯质量,kg基本环外直径操作时塔内物料质量,kg塔顶管线外径,mm塔设备第i段的操作质量,kge偏心质量重心至塔设备中心线的距离,mm距地面hk处的集中质量(见图5-4),kgE设计温度下材料的弹性模量,塔设备的当量质量,取=0.75mo,kg风压高度变化系数,按表5-7选取任意计算截面I-I的基本振型地震弯矩,塔设备底截面处的垂直地震力,N底截面0-0处的地震弯矩,塔设备任意设计截面I-I处垂直地震力,N任意计算截面I-I处的风弯矩,集中质量mk引起的基本振型水平地震力,N底截面0-0处的风弯矩,g重力加速度,取g=9.8m/任意计算截面I-I处的最大弯矩,H塔设备高度,mm基本风压值,N/m塔设备顶部至第i段截面的距离,mm基本环计算厚度,mm塔设备第i段集中质量距地面的高度,mm圆筒的有效厚度,mm第i段,第i-1段的截面惯性矩,封头的有效厚度,mmK载荷组合系数,取K=1.2裙座的有效厚度,mm体形系数,取=0.7圆筒的的名义厚度,mm笼式扶梯当量宽度,当无确切数据时,可取=400mm封头的名义厚度,mm操作平台当量宽度,mm裙座的名义厚度,mm第i计算段长度(见图5-7),mm管线保温层厚度,mm操作平台所在计算段的长度,mm塔设备第i段保温层的厚度,mm人孔,接管,法兰等附属件质量,kg由内压和外压引起的轴向应力,偏心质量,kg重力及垂直地震力引起的轴向应力,塔设备操作质量,kg最大弯矩引起的轴向应力,液压试验时,塔设备内冲液质量,kg试验压力引起的轴向应力,设计温度下圆筒材料的许用轴向应力, 试验介质的密度(用水时,/cm),kg/cm1.2.设计参数及要求1.2.1设计参数设计参数工作压力/MPa1.4塔体内径/mm1800计算压力/MPa1.54塔高/mm35000工作温度/300设计寿命设计温度/320浮阀规格介质名称浮阀间距介质密度(Kg/m3)800保温材料厚度/mm100传热面积保温材料密度(Kg/m3)300基本风压(N/)400塔盘上存留介质层高度/mm100地震基本烈度7壳体材料16MnR场地类别II内件材料塔形裙座材料Q-235-A塔板数目60偏心质量/Kg4000塔板间距/mm400偏心距/mm2000腐蚀速率1.2.2设计要求(1) 塔体内径Di =1800mm,塔高近似取H=35000mm。(2) 计算压力,设计温度t=320。(3) 设计地区:基本风压值,地震设防烈度为7度,场地土类:类。(4) 塔内装有N=60层浮阀塔,每块塔盘上存留介质层高度为,介质密度为,板间距HT=400mm。(5) 沿塔高每5米开设一个人孔,人孔数为7个,相应在人孔处安装半圆形平台7个,平台宽度为B=800mm,高度为1000mm。(6) 塔外保温层的厚度为保温材料密度。(7) 塔体与封头材料选用,其中,常温屈服点(8)裙座材料选用Q235-A,常温屈服点。(9)塔体与裙座对接焊接,塔体焊接接头系数。(10)塔体与封头厚度附加量C=3.0mm,裙座厚度附加量C=3.0mm。第二章 材料选择2.1概论塔设备与其他化工设备一样,置于室外,无框架的自支承式塔体,绝大多数是采用钢材制造的。这是因为钢材具有猪狗的强度和塑性,制造性能较好,设计制造的经验也比较成熟,因此,在大型的塔设备中,钢材更具有无法比拟的有点。2.2塔体材料选择设计中塔体的材料选择是:;塔体是塔设备的外壳,由等直径和等壁厚的圆筒和两个封头组成,塔体除满足工艺条件下的强度、刚度外,还应考虑风力、地震、偏心载荷所英气的强度、刚度问题,以及吊装、运输、检验、开停工作等的影响,所以选择塔体的材料很重要。2.3 裙座材料的选择设计中裙座材料的选择是:Q;塔体裙座是塔体安放到基础上的连接部分,它必须保证塔体坐落在确定位置上进行正常工作,为此,它应当具有足够的强大和刚度,能够承受各种操作情况下的全塔质量,以及风力、地震等引起的载荷。第三章 塔体的结构设计及计算3.1按设计压力计算塔体和封头厚度3.1.1塔体厚度计算计算压力: (参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第311页,附表9-1),圆筒的计算厚度:圆整后取名义厚度:(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第99页,表4-13)有效厚度:3.1.2封头厚度计算计算压力: 封头的计算厚度: 圆整后取名义厚度:有效厚度:3.2塔设备质量载荷计算计算前先对塔进行分段,以地面为0-0截面,裙座人孔为1-1截面,塔低封头焊缝为2-2截面,塔板间第2个人孔为3-3截面,塔板间第4个人孔为4-4截面,塔板间第6个人孔为5-5截面,塔顶为6-6截面。表3-1 塔体分段长度0-11-22-33-44-55-61000150055009000900090003.2.1筒体、圆筒、封头、裙座的质量筒体质量:由 ,查得单位筒体质量(参考化工设备机械基础课程设计书,第二版,化学工业出版社,第11页,表D-1)筒体高度:封头质量:由 ,查得封头质量(参考中华人民共和国行业标准JB/T4746-2002,附录B EHA椭圆形封头型式参数)裙座质量:由裙座高度为塔体总质量:表3-2塔体分段质量0-11-22-33-44-55-6716107439386444644468503.2.2塔内构件的质量筛板塔塔盘单位质量(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第237页,表8-1)塔内构件的质量:表3-3塔内构件分段质量0-11-22-33-44-55-60017163052305230523.2.3保温层的质量由,即则取直边(参考化工设备机械基础课程设计指导书第二版,化学工业出版社,第113页,表D-2)查得封头容积 (同上)表3-4温层分段质量0-11-22-33-44-55-60454877.661436143614363.2.4平台、扶梯的质量查得平台单位质量 笼式扶梯单位质量(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第237页,表8-1)其中平台数,平台宽带为,笼式扶梯高度为平台、扶梯的质量:表3-5平台、扶梯分段质量0-11-22-33-44-55-64060747.71774177417743.2.5操作时物料的质量取板上液层高度,塔低液高度,封头容积操作时物料质量:表3-6操作物料分段质量0-11-22-33-44-55-60696.285084.96509650965093.2.6附件的质量依照经验取表3-7附件分段质量0-11-22-33-44-55-61752639661581158115813.2.7充水的质量表3-8充水分段质量0-11-22-33-44-55-60801140462180021800218003.2.8偏心质量操作质量:72047kg偏心质量:表3-9偏心分段质量0-11-22-33-44-55-6014002600000表3-10质量汇总表0-11-22-33-44-55-6塔体分段质量71610743938644464446850塔内构件分段质量001716305230523052温层分段质量0454877.66143614361436平台、扶梯分段质量4060747.7177417741774操作物料分段质量0696.285084.9650965096509附件分段质量175263966158115811581充水分段质量080114046218002180021800操作时分段质量931310514792210261852618526偏心分段质量014002600000最大质量136649.92最小质量47426.563.3风载荷与风弯矩的计算3.3.1风载荷的计算塔体外径:,笼式扶梯宽度:,塔顶管线外径:,温层厚度:塔体各段长度:0-11-22-33-44-55-6100015005500900090009000各段平台数:0-11-22-33-44-55-6001222平台构件投影区面积:00122200操作平台当量宽度:0-11-22-33-44-55-600327.27400400400各段有效直径/mm:0-11-22-33-44-55-6263226322960303230323032 各截面到地面高度/m:0-11-22-33-44-55-612.58172635风压高度变化系数:由场地为B类(参考化工设备机械基础课程设计指导书第二版,化学工业出版社,第86页,表5-23),查得0-11-22-33-44-55-60.80.81.01.251.421.56体系系数:基本风压值:塔设备的自振周期:塔设备自震周期:脉动增大系数:由,查得(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第242页,表8-6)脉动影响系数:(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第242页,表8-7)0-11-22-33-44-55-60.720.720.720.790.850.85由得:0-11-22-33-44-55-60.02850.0850.2990.4860.7431再由,查得(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第242页,表8-8)各段振型系数:0-11-22-33-44-55-60.020.020.110.350.661各段风振系数:0-11-22-33-44-55-61.0041.0041.1921.5351.9562.319各段风载荷:0-11-22-33-44-55-6591.9887.95433.614660.521222.027641.083.3.2风弯矩的计算00截面11截面22截面3.4地震弯矩的计算3.4.1地震载荷的计算各段操作质量/kg:0-11-22-33-44-55-6931310521026185261852618526各点距地面高度/mm:0-11-22-33-44-55-650017504750125002150030500/mm:0-11-22-33-44-55-6:0-11-22-33-44-55-6+=0-11-22-33-44-55-60-11-22-33-44-55-6基本振型参与系数:0-11-22-33-44-55-6阻尼比=0.02衰减指数阻尼调整系数3.4.2地震弯矩的计算地震综合影响系数:地震影响系数最大值(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第239页,表8-2)场地土的特征周期值(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第239页,表8-3)地震影响系数:水平地震力:0-11-22-33-44-55-60.54820.62146.431026.12883.44764.5垂直地震影响系数=.0.65=0.650.23=0.1495当量质量底面垂直地震力:0-11-22-33-44-55-6任意质量处垂直地震力:0-11-22-33-44-55-623461.72241.59616.319232.625088.46任意计算截面处垂直地震力由,则底截面处地震弯矩:=1.25=截面处11地震弯矩: 截面处22地震弯矩:3.5偏心弯矩的计算偏心质量 偏心距偏心弯矩最大弯矩:计算内容00截面11截面22截面最大弯矩取较大者,所以地震弯矩为最大弯矩。3.6各种载荷引起的轴向应力3.6.1计算压力引起的轴向应力设计压力引起的轴向应力00截面11截面22截面003.6.2操作质量引起的轴向应力计算截面以上的操作质量:00截面11截面22截面720477125766864检查孔加强管长度 检查孔加强管水平方向的最大宽度 检查孔加强管厚度1-1截面处裙座筒体的截面积:操作质量引起的轴向应力00截面11截面22截面10.2510.149.513.6.3最大弯矩引起的轴向应力截面处裙座筒体的截面系数:截面处的裙座壳的截面系数:00截面11截面22截面51.2448.9945.763.7塔体和裙座危险截面强度与稳定性校核3.7.1截面的最大组合轴向拉应力校核载荷组合系数:系数A:设计温度下的许用应力: 系数B: (参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第311页,附表9-1)计算内容00截面11截面22截面555560666672103.2103.2172.887.7287.72146.88 666672圆筒最大组合压应力:对内压塔(满足要求)00截面11截面22截面61.4959.1355.27圆筒最大组合压应力:对内压塔(满足要求)00截面11截面22截面40.9938.8593.03.7.2塔体与裙座稳定性校核塔体截面2-2上的最大组合轴向压应力 满足要求其中塔体1-1截面上的最大组合轴向压应力:满足要求其中塔体截面0-0上的最大组合轴向压应力:满足要求3.8塔体水压试验和吊装时的应力校核3.8.1水压试验时各种载荷引起的应力试验介质密度:液柱高度:液柱静压力rH/9.81,MPa=0.375试验压力:试验压力和液柱静压力引起的环向应力: 试验压力引起的轴向啦应力:最大质量引起的轴向压应力:2-2截面处最大质量: 弯矩引起的轴向应力 3.8.2水压试验时应力校核 筒体常温屈服点=3452-2截面测压试验时:,满足要求压力试验时圆筒最大组合应力:液压试验时:(满足要求)(满足要求)3.9基础环设计3.9.1基础环尺寸裙座内径:裙座外径:基础环外径:基础环内径:基础环伸出宽度:相邻两筋板最大外侧间距:(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第251页,表8-11)基础环面积:基础环截面系数: 3.9.2基础环的动力校核基础环材料的许用应力水压试验时压应力:操作时压应力:混凝土基础上的最大压力:取以上俩者较大的。,满足要求3.9.3基础环的厚度;假设螺栓直径为,查得(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第251页,表8-11)当时,查得:(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第250页,表8-10)对X轴的弯矩:对Y轴的弯矩:取其中较大的值按有筋板时计算基础环厚度:所以最后圆整到3.10地脚螺栓设计3.10.1地脚螺栓的最大拉应力其中 取以上两数中较大值3.10.2地脚螺栓的螺纹小径,选取地脚螺栓个数n=32个;则圆整到42 所以选取的螺栓(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第253页,表8-13)板式塔的总体结构小结此次实习我们主要的任务是对他设备的各个部件进行设计和校核,在结构上,我们分别对塔盘结构,塔体空间,人孔数量及位置,仪表接管选择,工艺接管管径计算等方面的设计,在校核方面,分别对其强度,刚度,稳定性进行了校核,在制图方面,我们分别绘制了塔设备的装配图和零件图。我们的设计计算步骤大致分为三部分:(1)根据GB150规定,通过已知条件,按计算压力确定塔体圆筒及封头的有效厚度。(2)根据地震载荷和风压载荷计算的需要,选取若干截面(包括所有危险截面),并考虑制造的、运输、安装的要求,设定各截面处的有效厚度。(3)按照规定依次对各个方面进行校核计算并满足相应的要求。通过这次实习,让我们学到了很多东西,让以前在在课堂上学习到的很多理论知识得到了实践性的操作,也让我体会到了团队合作的重要性。此次塔设备的设计有我们小组负责,让我们感受到了设计方面工作的所存在的难度。附录附录一 有关部件的质量名称单位质量名称单位质量名称单位质量笼式扶梯圆泡罩塔盘筛板塔盘开式扶梯条形泡罩塔盘浮阀塔盘钢制平台舌型塔盘塔盘填充液盘附录二 矩形力矩计算表0.70.80.91.01.11.2附录三 螺纹小径与公称直径对照表螺栓公称直径螺纹小径20.75223.75226.21131.67037.12942.58850.046参考文献【1】蔡纪宁,张秋翔. 化工机械设备基础课程设计指导书. 北京:化学工业出版社,2000.6【2】刁玉玮,王立业,喻建良. 化工机械设备基础.大连:大连理工出版社(第六版),2006.12【3】熊洁羽. 化工制图.北京:化学工业出版社,2005.6【4】路秀林,王者相.化工设备设计全书-塔设备.北京:化学工业出版社,2004.01【5】朱有庭,曲文海,于浦义化工设备设计手册.北京:化学工业出版社(第一版),2005.6 【6】顾芳珍,陈国恒化工设备设计基础.北京:化学工业出版社,2000.61目录目录前言前言.3 3摘要.3第一章第一章 设计参数及要求设计参数及要求.4 41.1 符号说明 .41.2.设计参数及要求.61.2.1 设计参数 .61.2.2 设计要求 .7第二章第二章 材料选择材料选择.8 82.1 概论 .82.2 塔体材料选择 .82.3 裙座材料的选择 .8第三章第三章 塔体的结构设计及计算塔体的结构设计及计算.8 83.1 按设计压力计算塔体和封头厚度 .83.1.1 塔体厚度计算 .83.1.2 封头厚度计算 .93.2 塔设备质量载荷计算 .93.2.1 筒体、圆筒、封头、裙座的质量 .93.2.2 塔内构件的质量 .103.2.3 保温层的质量 .113.2.4 平台、扶梯的质量 .113.2.5 操作时物料的质量 .123.2.6 附件的质量 .123.2.7 充水的质量 .133.2.8 偏心质量 .133.3 风载荷与风弯矩的计算 .143.3.1 风载荷的计算 .143.3.2 风弯矩的计算 .1723.4 地震弯矩的计算 .173.4.1 地震载荷的计算 .173.4.2 地震弯矩的计算 .193.5 偏心弯矩的计算 .203.6 各种载荷引起的轴向应力 .213.6.1 计算压力引起的轴向应力 .213.6.2 操作质量引起的轴向应力 .213.6.3 最大弯矩引起的轴向应力 .223.7 塔体和裙座危险截面强度与稳定性校核 .233.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核 .233.7.2 塔体与裙座稳定性校核 .243.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 .243.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力 .243.8.2 水压试验时应力校核 .253.9 基础环设计 .263.9.1 基础环尺寸 .263.9.2 基础环的动力校核 .263.9.3 基础环的厚度 .273.10 地脚螺栓设计 .273.10.1 地脚螺栓的最大拉应力 .273.10.2 地脚螺栓的螺纹小径 .28板式塔的总体结构板式塔的总体结构.2929小结小结.3030附录一 有关部件的质量 .30附录二 矩形力矩计算表 .31附录三 螺纹小径与公称直径对照表 .31参考文献参考文献.32323前言摘要摘要塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行;还要能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。因此,蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下;气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板,塔板上开有很多筛孔,每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,造价低,检修、清理方便关键字关键字 塔体、封头、裙座、 。4第一章 设计参数及要求1.11.1 符号说明符号说明 - 计算压力, ;PcMPa - 圆筒或球壳内径,;Dimm-圆筒或球壳的最大允许工作压力,;PwMPa - 圆筒或球壳的计算厚度,;mmn - 圆筒或球壳的名义厚度,;mme - 圆筒或球壳的有效厚度,;mm- 圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力,;tMPa - 圆筒或球壳材料在设计温度下的计算应力,;tMPa - 焊接接头系数;C - 厚度附加量,;mm塔设备设计计算常用符号及说明符号符号说明符号符号说明B系数,按 GB-150 相关章节,MPa01m壳体和裙座的质量,kgiD塔设备壳体内直径,mm02m内件质量,kgibD基本环内直径,mm03m保温材料质量,kgosD裙座壳体外直径,mm04m平台,扶梯质量,kgObD基本环外直径05m操作时塔内物料质量,kg5od塔顶管线外径,mmim塔设备第 i 段的操作质量,kge偏心质量重心至塔设备中心线的距离,mmkm距地面 hk 处的集中质量(见图 5-4) ,kgE设计温度下材料的弹性模量,MPaeqm塔设备的当量质量,取=0.75mo,kgeqmif风压高度变化系数,按表 5-7选取1 11EM任意计算截面 I-I 的基本振.N mm型地震弯矩,0-0vF塔设备底截面处的垂直地震力,N0 01EM底截面 0-0 处的地震弯矩,.N mm1-1vF塔设备任意设计截面 I-I 处垂直地震力,N1 1WM任意计算截面 I-I 处的风弯矩,.N mm1kF集中质量 mk 引起的基本振型水平地震力,N0-0WM底截面 0-0 处的风弯矩,.N mmg重力加速度,取 g=9.8m/2s1-1maxM任意计算截面 I-I 处的最大弯矩,.N mmH塔设备高度,mm0q基本风压值,N/m2iH塔设备顶部至第 i 段截面的距离,mmb基本环计算厚度,mmith塔设备第 i 段集中质量距地面的高度,mme圆筒的有效厚度,mm-1,iiI I第 i 段,第 i-1 段的截面惯性矩,4mmeh封头的有效厚度,mmK载荷组合系数,取 K=1.2es裙座的有效厚度,mm1K体形系数,取=0.71Kn圆筒的的名义厚度,mm3K笼式扶梯当量宽度,当无确切数据时,可取=400mm3Knh封头的名义厚度,mm64K操作平台当量宽度,mmns裙座的名义厚度,mmil第 i 计算段长度(见图 5-7) ,mmps管线保温层厚度,mm0l操作平台所在计算段的长度,mmsi塔设备第 i 段保温层的厚度,mmam人孔,接管,法兰等附属件质量,kg1由内压和外压引起的轴向应力,MPaem偏心质量,kg2重力及垂直地震力引起的轴向应力,MPa0m塔设备操作质量,kg3最大弯矩引起的轴向应力,MPawm液压试验时,塔设备内冲液质量,kg试验压力引起的轴向应力,MPa cr设计温度下圆筒材料的许用轴向应力,MPa 试验介质的密度(用水时,/cm ),kg/cm=0.001kg331.2.1.2.设计参数及要求设计参数及要求1.2.11.2.1 设计参数设计参数设计参数工作压力/MPa1.5塔体内径/mm1400计算压力/MPa1.875塔高/mm35000工作温度/200设计寿命设计温度/220浮阀规格介质名称浮阀间距介质密度(Kg/m3)800保温材料厚度/mm100传热面积保温材料密度(Kg/m3)3007基本风压(N/)400塔盘上存留介质层高度/mm100地震基本烈度7壳体材料16MnR场地类别II内件材料塔形裙座材料Q-235-A塔板数目60偏心质量/Kg4000塔板间距/mm400偏心距/mm2000腐蚀速率1.2.21.2.2 设计要求设计要求(1) 塔体内径 Di =1400mm,塔高近似取 H=35000mm。(2) 计算压力,设计温度 t=220。1.875cpMPa(3) 设计地区:基本风压值,地震设防烈度为 7 度,场地土类:20/400mNq 类。(4) 塔内装有 N=60 层浮阀塔,每块塔盘上存留介质层高度为,mmhw100介质密度为,板间距 HT=400mm。31/800mkg(5) 沿塔高每 5 米开设一个人孔,人孔数为 7 个,相应在人孔处安装半圆形平台 7 个,平台宽度为 B=800mm,高度为 1000mm。(6) 塔外保温层的厚度为保温材料密度。mms10032/300mkg(7) 塔体与封头材料选用,其中,MnR16 MPa170170,MPat,Mpas345,常温屈服点52.0 10EMpaMPas345(8)裙座材料选用 Q235-A,常温屈服点。 105tsMPaMPas345(9)塔体与裙座对接焊接,塔体焊接接头系数。85. 08(10)塔体与封头厚度附加量 C=3.0mm,裙座厚度附加量 C=3.0mm。第二章 材料选择2.12.1 概论概论塔设备与其他化工设备一样,置于室外,无框架的自支承式塔体,绝大多数是采用钢材制造的。这是因为钢材具有猪狗的强度和塑性,制造性能较好,设计制造的经验也比较成熟,因此,在大型的塔设备中,钢材更具有无法比拟的有点。2.22.2 塔体材料选择塔体材料选择设计中塔体的材料选择是:;塔体是塔设备的外壳,由等直径和等MnR16壁厚的圆筒和两个封头组成,塔体除满足工艺条件下的强度、刚度外,还应考虑风力、地震、偏心载荷所英气的强度、刚度问题,以及吊装、运输、检验、开停工作等的影响,所以选择塔体的材料很重要。2.32.3 裙座材料的选择裙座材料的选择设计中裙座材料的选择是:Q;塔体裙座是塔体安放到基础上的连接部A235分,它必须保证塔体坐落在确定位置上进行正常工作,为此,它应当具有足够的强大和刚度,能够承受各种操作情况下的全塔质量,以及风力、地震等引起的载荷。第三章 塔体的结构设计及计算3.13.1 按设计压力计算塔体和封头厚度按设计压力计算塔体和封头厚度3.1.13.1.1 塔体厚度计算塔体厚度计算计算压力: (参考化工设备机1.875cpMPa3.8Cmm 170tMPa械基础第六版,大连理工大学出版社,第 311 页,附表 9-1)9,1400iDmm0.85圆筒的计算厚度: 1.875 14009.142 170 0.85 1.8752citcp Dmmp名义厚度:9.143.012.14nCmm圆整后取名义厚度:(参考化工设备机械基础第六版,大连14nmm理工大学出版社,第 99 页,表 4-13)有效厚度:143.810.210mmenCmm3.1.23.1.2 封头厚度计算封头厚度计算计算压力: 1.875cpMPa3.8Cmm 170tMPa1400iDmm0.85封头的计算厚度: 1.875 14009.1232 170 0.850.5 1.87520.5citcp Dmmp名义厚度:9.1233.812.913nCmm圆整后取名义厚度:14nmm有效厚度:14410enCmm3.23.2 塔设备质量载荷计算塔设备质量载荷计算计算前先对塔进行分段,以地面为 0-0 截面,裙座人孔为 1-1 截面,塔低封头焊缝为 2-2 截面,塔板间第 2 个人孔为 3-3 截面,塔板间第 3 个人孔为 4-4 截面,塔板间第 5 个人孔为 5-5 截面,塔顶为 6-6 截面。表 3-1 塔体分段长度0-11-22-33-44-55-6100015002500100001000010000103.2.13.2.1 筒体、圆筒、封头、裙座的质量筒体、圆筒、封头、裙座的质量筒体质量:由 ,1400iDmm14nmm查得单位筒体质量(参考化工设备机械基础课程设计书 ,1487/mmkg m第二版,化学工业出版社,第 11 页,表 D-1)筒体高度:13500-2 375-305032100Hmm311131200 1048715194.4mmHmkg封头质量:由 ,查得封头质量(参1400iDmm14nmm2243.5mmkg考中华人民共和国行业标准 JB/T4746-2002,附录 B EHA 椭圆形封头型式参数)22 243.5487mkg裙座质量:由裙座高度为3121025020003050Hllmm3313.050 4871485.35mmHmkg塔体总质量:0112315194.4487 1485.3517167mmmm表 3-2 塔体分段质量0-11-22-33-44-55-64874879741217.54870487047483.2.23.2.2 塔内构件的质量塔内构件的质量筛板塔塔盘单位质量(参考化工设备机械基础第六版,275/Nqkg m大连理工大学出版社,第 237 页,表 8-1)塔内构件的质量:22020.785 1.460 7569244imD Nqkg11表 3-3 塔内构件分段质量0-11-22-33-44-55-60 005772308230817303.2.33.2.3 保温层的质量保温层的质量由,即则取直边(参考化工设备机械基1400DNmm2000DNmm240hmm础课程设计指导书第二版,化学工业出版社,第 113 页,表 D-2)查得封头容积 (同上)320001.54Vm314001.18Vm03200014002()(1.54 1.18) 300108mvvkg2203020322224insinmDDHm22030.7851.40.0280.21.40.02831.20 3002 1084707mkg 表 3-4 温层分段质量0-11-22-33-44-55-60 01083591439143913623.2.43.2.4 平台、扶梯的质量平台、扶梯的质量查得平台单位质量 笼式扶梯单位质量(参考化工2150/Pqkg m40/Fqkg m设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第 237 页,表 8-1)其中平台数,平台宽带为,笼式扶梯高度为7n 800mm34m平台、扶梯的质量:220412222242insinsPFFmDBDnqq H12220422122222421.42 0.0142 0.12 0.81.42 0.0142 0.10.547 15040 344563ininpFFmDBDnqqH表 3-5 平台、扶梯分段质量0-11-22-33-44-55-64040605581315131512753.2.53.2.5 操作时物料的质量操作时物料的质量取板上液层高度,塔低液高度,封头容积100whmm01.8hm31.18Vm操作时物料质量:2050114iwmDh NhV2205101122440.785 1.40.1 42 8000.785 0.141.8 800 1.18 80010545iwifmD h ND hV表 3-6 操作物料分段质量0-11-22-33-44-55-60 094428312461246118453.2.63.2.6 附件的质量附件的质量依照经验取010.250.25 171674292amm13表 3-7 附件分段质量0-11-22-33-44-55-61221222443051218121811853.2.73.2.7 充水的质量充水的质量2221.431.2044100021.18100050365wiwwfwmD HV表 3-8 充水分段质量0-11-22-33-44-55-60 0118038471538615386145663.2.83.2.8 偏心质量偏心质量操作质量:52198eammmmmmmm05040302010偏心质量:4000emkg表 3-9 偏心分段质量0-11-22-33-44-55-60 014002600000表 3-10 质量汇总表0-11-22-33-44-55-6塔体分段质量4879741217.4870485704748塔内构件分段质0057723082308173114量温层分段质量0108359143914391362平台、扶梯分段质量4060558131513151275操作物料分段09442831246124611845附件分段质量122244305121812181185充水分段质量01803847153861538614566操作时分段质量64927865616930493048455偏心分段质量014002600000最大质量36114weammmmmmmm04030201max最小质量92018eammmmmmm04030201min2 . 03.33.3 风载荷与风弯矩的计算风载荷与风弯矩的计算3.3.13.3.1 风载荷的计算风载荷的计算塔体外径:,笼式扶梯宽度:021400281428inDDmm,3400Kmm塔顶管线外径:,温层厚度:0400dmm100smm塔体各段长度 :il0-11-22-33-44-55-6100015002500100001000010000各段平台数:n0-11-22-33-44-55-600122215平台构件投影区面积:52800 10008 10Amm 0012220058 1052 8 10 52 8 10 52 8 10 操作平台当量宽度:402AKl0-11-22-33-44-55-600640320320320各段有效直径/mm:04022eiisipiDDKd0-11-22-33-44-55-6222822282868254825482548各截面到地面高度/m:ith0-11-22-33-44-55-612.55152530风压高度变化系数:由场地为 B 类(参考化工设备机械基础课程设计指if导书第二版,化学工业出版社,第 86 页,表 5-23),查得0-11-22-33-44-55-60.80.80.81.41.3351.4916体系系数:10.7K 基本风压值:20400/qN m塔设备的自振周期:301390.33101.824teim HTHsED塔设备自震周期:22220 1400 1.8241331/q TNsm脉动增大系数:由,查得(参考化工设备机2220 11331/q TNsm2.62械基础第六版,大连理工大学出版社,第 242 页,表 8-6)脉动影响系数:(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版iv社,第 242 页,表 8-7)0-11-22-33-44-55-60.720.720.720.7550.8050.835由得:ithH0-11-22-33-44-55-60.02860.07140.1430.4290.7141再由,查得(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学ithH1u 出版社,第 242 页,表 8-8)各段振型系数:zi0-11-22-33-44-55-60.020.020.040.270.62117各段风振系数: ZiK1iziZiivKf 0-11-22-33-44-55-61.04721.04721.0941.4851.9802.468各段风载荷:61010iZii ieiPK K q f l D0-11-22-33-44-55-6522.6783.91757.112077.818858.426235.53.3.23.3.2 风弯矩的计算风弯矩的计算0 096121216123451.293 10222wlllMPPlPlllllN mm1 19362232623451.23 10222wlllMPP lPllllN mm2 2936434363451.145 10222wlllMPPlPlllN mm00 截面11 截面22 截面91.293 1091.23 1091.145 103.43.4 地震弯矩的计算地震弯矩的计算3.4.13.4.1 地震载荷的计算地震载荷的计算各段操作质量/kg:im0-11-22-33-44-55-61864964937308447136111361112150各点距地面高度/mm:ih0-11-22-33-44-55-650050017503750100001000010000/mm:1.5ih0-11-22-33-44-55-641.22 1047.32 1052.30 1061 1062.83 1065.20 10:1.5iimh0-11-22-33-44-55-667.27 1082.73 1091.95 10101.36 10103.85 10106.32 10+ +=61.51iiiAmh67.27 1082.73 1091.95 10101.36 10103.85 10106.32 10111.175 103:ih0-11-22-33-44-55-681.25 1095.36 10105.27 10121.0 10128 10132.7 103:iimh0-11-22-33-44-55-6108.11 10132.0 10144.45 10161.36 10171.09 10173.28 10631714.511 10iiiBmh7/2.605 10A B19基本振型参与系数:1.51iAkhB0-11-22-33-44-55-632.92 1021.91 1025.99 100.26050.7321.355阻尼比=0.02i衰减指数0.050.050.020.90.90.950.5+50.5+5 0.02ii阻尼调整系数20.050.050.02111.3190.06 1.70.06 1.7 0.02ii 3.4.23.4.2 地震弯矩的计算地震弯矩的计算地震综合影响系数:0.5ZC 地震影响系数最大值(参考化工设备机械基础第六版,大连max0.23理工大学出版社,第 239 页,表 8-2)场地土的特征周期值(参考化工设备机械基础第六版,大连理0.4gT 工大学出版社,第 239 页,表 8-3)地震影响系数:10.950.91max10.40.230.0591.824gTT水平地震力:1k/NF111kzkkFCm g0-11-22-33-44-55-60.5480.54820.62146.431026.12883.44764.5垂直地震影响系数=.0.65=0.65 0.23=0.1495maxvmaxv当量质量00.750.75 5219839148.5()eqmmkg底面垂直地震力0 0max0.1495 319148.5 9.8157415VveqFmg:iimh0-11-22-33-44-55-62053.25 1066.53 1073.17 1081.36 1082.72 1083.65 106818.12 10iiimh任意质量 处垂直地震力:i/viFN1 10 0681m h57415FFm h8.12 10m hiivviikkk0-11-22-33-44-55-62323461.72241.59616.319232.625088.46任意计算截面 处垂直地震力i1nIIvvikFF由,则35000 14002425H D 底截面处地震弯矩:0 01/EMN mm0 0101816160.5 0.059 52198 9.81 3500035352.4169 10EMCzm gHN mm=1.25=00EM001EM881.25 2.4169 103.021 10截面处 11 地震弯矩:1 11EM 101 11 13.52.53.5812.581.251.25(10144)2.90 10175ZEECm gMMHHhhH截面处 22 地震弯矩:2 21EM101 11 13.52.53.5812.581.251.25(10144)2.72 10175ZEECm gMMHHhhH3.53.5 偏心弯矩的计算偏心弯矩的计算偏心质量 偏心距4000emkg2000lmm偏心弯矩74000 9.81 20007.848 10eeMm glN mm最大弯矩:21计算内容00 截面11 截面22 截面i iWeMM91.372 1091.309 1091.22 100.25i ii iEWeMMM87.04 1086.76 1086.37 10max/i iMN mm最大弯矩91.372 1091.309 1091.22 10最大弯矩取较大者,所以地震弯矩为最大弯矩。3.63.6 各种载荷引起的轴向应力各种载荷引起的轴向应力3.6.13.6.1 计算压力引起的轴向应力计算压力引起的轴向应力设计压力引起的轴向应力11.875 140065.644 10ieiPDMPa00 截面11 截面22 截面0065.63.6.23.6.2 操作质量引起的轴向应力操作质量引起的轴向应力计算截面以上的操作质量:0/i imkg00 截面11 截面22 截面521985144947819检查孔加强管长度 120mlmm检查孔加强管水平方向的最大宽度 450mbmm检查孔加强管厚度14mmm22 120 143360mmmAl1-1 截面处裙座筒体的截面积:smA223.1423.14 1400 102(4502 14) 103360smimesmmmmADbA 操作质量引起的轴向应力MPa, 20 00 00252198 9.8111.653.14 1400 10ieimgMPaD1 11 10251549 9.8111.5033600smmgMpaA2 22 20247819 9.8110.673.14 1400 10ieimgMPaD00 截面11 截面22 截面11.6511.5010.673.6.33.6.3 最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩引起的轴向应力截面处裙座筒体的截面系数:1 1mZ22226322 10 120 17002251.59 1022immmes mDbZlmm截面处的裙座壳的截面系数:hhsmZ226100.7850.785 1400102450 14001.59 1022essmimesmimmZDb DZ 731.837 10 mm0 00 0max32489.17ieiMMPaD1-11 1max32485.08ieiMDMPa232 22 2max32479.29ieiMMPaD00 截面11 截面22 截面89.1785.0879.293.73.7 塔体和裙座危险截面强度与稳定性校核塔体和裙座危险截面强度与稳定性校核3.7.13.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核截面的最大组合轴向拉应力校核载荷组合系数:1.2K 系数 A:0.0940.094 100.00134700eiAR设计温度下的许用应力: t16MnR 170tMPa 235QA 105tMPa系数 B: 16MnR122BMPa235QA98BMPa(参考化工设备机械基础第六版,大连理工大学出版社,第 311 页,附表 9-1)计算内容00 截面11 截面22 截面 t105105170KB117.6117.6146.4 tK126126204 tK106.25106.25173.4 cr117.6117.6146.4圆筒最大组合压应力:23对内压塔(满足要求) 23cr2400 截面11 截面22 截面100.8296.5889.96圆筒最大组合压应力:123对内压塔(满足要求) 123tK00 截面11 截面22 截面77.5273.58134.23.7.23.7.2 塔体与裙座稳定性校核塔体与裙座稳定性校核塔体截面 2-2 上的最大组合轴向压应力2 22 22 2max123 65.5 10.6779.29134.12min,min 146.4,204146.4tcrMPaKB KMpa 满足要求其中40.0940.0946.483 101450/10ieAR塔体 1-1 截面上的最大组合轴向压应力:1 11 11 1max2353.26MPa 1 1max53.26min,min 117.6,126tcrMpaKB KMPa满足要求其中3s0.0941.34 10iesAR塔体截面 0-0 上的最大组合轴向压应力:0 00 00 0max2311.6589.17100.82MPa 0 0max100.82min,min 111.6,126111.6tcrMPaKB KMPa满足要求253.83.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核塔体水压试验和吊装时的应力校核3.8.13.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力水压试验时各种载荷引起的应力试验介质密度:31000/skg m液柱高度:w3500cHm液柱静压力 rH/9.81,MPa=0.375试验压力: 1.251.25 1.875 12.34TtppMPa 试验压力和液柱静压力引起的环向应力: ieieirH/9.81=157.42TTpDMPa试验压力引起的轴向啦应力:1e1400=81.9MPa44 10TiTip D最大质量引起的轴向压应力:2-2 截面处最大质量: 2 292018649396687403Tmkg2 2287403 9.8119.53.14 1400 10TTiemgMPaD弯矩引起的轴向应力 2 2973224 (0.3)4(0.3 1.145 107.848 10 )27.40.785 1400104weTieMMMPaD3.8.23.8.2 水压试验时应力校核水压试验时应力校核 筒体常温屈服点=345sMpa2-2 截面0.9372.6sKMPa测压试验时:,满足要求157.40.9TsK压力试验时圆筒最大组合应力:2612365.63 19.527.473.53TTTMPa液压试验时:(满足要求)12373.530.9TTTsK (满足要求) 2319.5+27.446.9TTcr3.93.9 基础环设计基础环设计3.9.13.9.1 基础环尺寸基础环尺寸裙座内径:1400isDmm裙座外径:1400201420osDmm基础环外径:014003001700bDmm基础环内径:14003001100ibDmm基础环伸出宽度:111700 142014022obosbDDmm相邻两筋板最大外侧间距:(参考化工设备机械基础第六版,200lmm大连理工大学出版社,第 251 页,表 8-11)基础环面积:2222620.785(17001100 )1.319 104obibbADDmm基础环截面系数: 4444833.14(17001100 )3.98 103232 1100obibbobDDZmmD3.9.23.9.2 基础环的动
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本文标题:DN1800填料塔机械设计【优秀机械设备设计+10张CAD图纸】
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