试进行一蒸馏塔与裙座的机械设计

化工设备基础及设计课程设计设计主题学院医药化学工业学院专业化学工程和技术班级精细化学09名字是游家威取得学位同组成员指导教师蒋红2012年06月15日19目录板式塔设备机械设计事务书11 .设计任务和操作条件12 .设计内容13 .设计要求11、塔的设计条件和主要物性参数表22、塔设备设计计算程序及步骤3根据设计压力计算塔体和封头厚度3塔设备质量负荷计算3自振周期计算5地震载荷和地震力矩计算5风荷载和风力矩计算7偏心力矩9最大力矩9圆筒轴方向应力检查和圆筒稳定检查10塔设备压力试验时的应力检查11裙座轴向应力检查12基环设计14地脚螺栓计算153、设计结果的总结表164 .设计注释17板式塔设备机械设计事务书1 .设计任务和操作条件：尝试了蒸馏塔和裙子的机械设计。已知条件是塔内径Di=1600mm，塔高25m，工作压力1.2MPa，设计温度300，介质设置在原油、广州郊外，地震强度7度，塔内设置50层浮动塔，塔体材料16MnR，裙子为Q235A。2 .设计内容(1)根据设计条件选定材料(2)用设计压力计算塔体和封头壁厚(3)塔设备的质量负荷计算(4)风荷载和力矩的计算(5)地震载荷和地震力矩的计算(6)偏心负荷和偏心力矩的计算(7)各种载荷引起的轴向应力(8)塔体和裙座危险截面的强度和稳定检验(9)塔体水压试验和悬挂时的应力检查(10 )基础环设计(11 )地脚螺栓的计算(12 )板式塔结构设计。3 .设计要求：(1)进行塔体和裙子座的机械设计计算(2)进行裙子安装的检查计算(3)进行地脚螺栓座的核对计算(4)制作装备图(2#图纸)1、塔的设计条件和主要物性参数表将全塔分为6段，剖面分别计算为0-0、1-1、2-2、3-3、4-4、5-5。表1设计条件及主要物性参数表已知的设计条件分段映像。塔内径Di1600mm毫米分段图在最后的附录中塔体高度h25000mm毫米工作压力po1.2毫帕设计压力p1.2毫帕设计温度t300塔体材料16MnR容许应力170毫帕t144毫帕设计温度下的弹性模量e1.9 105毫帕常温屈服点s345毫帕厚度附加量c2.8毫米塔体焊接接头系数0.85介质密度800公斤/m3塔数n50各架子的储存介质层的高度hw100毫米基本风压值q0400N/m2防止地震发生烈度七度细胞土类第二级偏心质量me4000kg公斤偏心力矩e2000mm毫米塔外保温层的厚度s100毫米保温材料密度s300公斤/m3裙子座材料Q235-A容许应力133毫帕常温屈服点s235毫帕设计温度下的弹性模量Es厚度附加量Cs2毫米2毫米修井站台数。8地脚螺栓。材料Q235-A容许应力Bt140毫帕腐蚀裕度C23毫米个数n482、塔设备设计计算程序和程序根据设计压力计算塔体和封头厚度计算内容计算公式和数据液注静压力pH/MPa可以无视计算压力pc/MPa圆筒计算厚度/mm圆筒设计厚度c/mm圆筒名义厚度n/mm圆筒有效厚度e/mm封头的计算厚度h/mm光头设计厚度hc/mm封头名义厚度hn/mm磁头有效厚度he/mm塔设备质量负荷计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是塔段内径Di/mm1600塔段名义厚度ni/mm11塔式分段长度li/mm100020307200100005030-是塔体高度H1/mm25260筒体密度/kg/m38102单位筒体质量毫米/公斤/米436.8筒体高度H1/mm21630筒体质量m1/kg光头质量m2/kg裙子长度H3/mm3030塔设备质量负荷计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是裙子质量m3/kg塔体质量m01/kg436.8886.7314543685197.1-是塔式内部质量m02/kg(浮子阀架质量)-是-是2396.23594.21497.6-是保温层质量m03/kgm03封头保温层质量，(公斤)-是212.42042.19698.19698.1-是平台、自动扶梯质量m04/kg平台质量qp=150kg/m2笼式自动扶梯质量qF=40kg/m站台数n=8笼式自动扶梯高度HF=39m4089942.22225880-是作业时塔内材料品质m05/kg-是754701043423151.1-是人孔、接收管、法兰等附件的质量ma/kg根据经验取得附件的质量93.5189.8673.3935.1470.3-是塔设备质量负荷计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是充电质量mw/kg-是888.314874.320658.810329.4-是偏心质量me/kg重沸器： me=4000-是-是14002600-是-是操作质量m0/kg570.32225.415651.716949.311943.1-是最小质量mmin/kg570.31471.47708.712331.947593.92-是最大质量mmax/kg570.32359.724500358366.119121.4-是自振周期计算计算内容计算公式和数据塔体内直径Di/mm1600塔体的有效厚度e/mm8.2塔设备高度h，mm25260操作质量m0/kg48746.1塔设备自振周期T1/s地震载荷和地震力矩的计算各级操作质量mi/kg570.32225.415651.716949.311943.1-是各点距地面的高度50015306130111302224.5-是地震载荷和地震力矩的计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是hi1.51.121045.981044.81051.171063.32106-是mihi1.56.381061.331087.511091.9910103.961010-是4.7331011PK 31.251083.581092.310111.3810121.11013-是PS 37.1310107.9710123.6110152.3410161.311017-是1.581017甲组联赛4.2410-7基本模式参加系数k14.7410-32.5410-20.2030.4981.407-是综合影响系数CZ设为CZ=0.5地震影响系数最大值maxmax=0.24 (设计震度7度)各位置土的特征周期TgTg=0.35(种用地土，地震附近时)地震影响系数1不要太小水平地震力Fk1/N5.05618.37564.841989.304184.106772.35操作质量m0/kg. 9底断面上的地震力矩/Nmm地震载荷和地震力矩的计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是底断面上的地震力矩/Nmm截面1-1处地震力矩/Nmm截面2-2处的地震力矩/Nmm风荷载和风弯力矩的计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是各计算段的外径DOi/mm塔顶管线外径dO/mm480第I段保温层的厚度si/mm100生产线保温层的厚度ps/mm100笼式自动扶梯当量宽度K3400各计算段长度li/mm100020307200100005030-是平台数量00121-是各级平台部件的投影面积A/mm2091059105181059105-是风荷载和风弯力矩的计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是操作表当量宽度K4/mm平台当量宽度K4/mm毫米0886.7250360357.9-是各计算段的有效直径Dei/mm25023388.7275228622859.9-是22223108.7247225822579.9-是各计算段的顶断面距地面的高度hit/m13.0310.2320.2325.26-是风压高度变化系数fi查表5-221.01.01.01.251.42-是体型系数K10.7基本风压值q0/N/m2450塔设备的自振周期T1/s1284q0T12496.1脉动增大系数(b级)查表5-231.30脉动影响系数I (b级)查找表5-240.720.720.720.790.83-是hit/H0.0250.0750.260.50.75-是u型1.0第I级振动型系数zi基于hit/H和u的课程设计指导书表5-10【6】0.020.020.680.340.612-是各计算级的风振系数K2i1.0191.0191.0641.2791.465-是各计算段的水平风力Pi/N14.7560.5564.46368.315026.8-是风荷载和风弯力矩的计算计算内容计算公式和数据011223344山顶-是0-0截面的力矩/Nmm1-1断面的力矩/Nmm2-2截面的风矩/Nmm偏心力矩计算内容计算公式和数据偏心质量me/kg4000偏心距离e/mm2000偏心力矩Me/Nmm最大弯曲力矩计算内容计算公式和数据0-0截面1-1截面2-2截面5.211084.991084.391086.81086.481084.39108最大力矩/Nmm6.81086.481085.78108圆筒轴向应力检查和圆筒稳定检查计算内容计算公式和数据0-0截面1-1截面2-2截面有效厚度ei/mm8.2筒内径Di/mm1600计算截面以上的操作质量m0i-i/kg48746.148175.845950.4设计压力引起的轴向应力1/MPa0058.54操作品质引起的轴向应力2/MPa11.611.4710.94最大力矩引起的轴向应力3/MPa41.2439.335.06载荷组合系数k1.2系数a设计温度下材料的允许应力t/MPa(16MnR，300)(Q235-A，300)8686144系数B/MPa(1