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1、化工机械课程设计题 目 名 称： 化工机械设备课程设计 学 院 （系）： 化学工程与工艺 专 业 班 级： 化工产 11101 班 级 序 号： 26 学 号： 201102738 姓 名： 周雄威 指 导 教 师： 吴洪特 日 期： 2015.01.09 目 录1. 塔设备设计任务书 .12. 设计计算书 .32.1 设计条件 .32.2 按计算压力计算塔体和封头厚度 .42.3 塔设备质量载荷计算 .42.4 风载荷与风弯矩计算 .72.5 地震弯矩计算 .92.6 各种载荷引起的轴向应力 .112.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 .132.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 .1
2、62.9 基础环设计 .172.10 地脚螺栓计算 .182.11 计算结果 .193 总结 .204.参考文献 .215.附录 .21化工设备机械课设第 0 页（共 21 页）化工机械与设备课程设计1.塔设备设计任务书介质质量流量： 9000 kg/h工作温度（塔底/塔顶）： 120/ 100工作压力（塔底/塔顶）：0.66 /0.6 Mpa介质粘度：0.191/0.015cp介质气相密度：34.8 kg/m 3介质液相密度：1158 kg/m 3设计流率范围： 50-110%塔径： 800 mm板间距: 400 mm塔板数(块)：50塔板类型：溢流堰式筛板塔保温层厚度为 100mm，保温材
3、料密度 =300kg/m3。从离地面 4m 处起，每隔 5m 设一钢制平台，共设 4 个，每个平台投影面积按0.5m2计。还设有一笼式扶梯。裙座在离地面 0.8m 处开有 2 个人孔，裙座高 2m，其结构自行设计。设备安装在成都，地震烈度为 8 度。1.1 塔设备设计参数设计参数及要求工作压力/MPa 0.66 塔体内径/mm 800设计压力/MPa 0.73 塔高/mm 27000工作温度/ 120 设计寿命 10设计温度/ 140 泡罩规格/个数 介质名称 泡罩间距/mm 介质密度/Kg/m3 1158 保温材料厚度/mm 100传热面积/m2 保温材料密度/Kg/m3 300基本风压/N
4、/m2 300 塔盘上保留介质层高度 50地震基本烈度 8 壳体材料 Q235-B场地类别 内件材料 塔形 填料塔 裙座材料 Q235-A塔板数目 50 偏心质量 塔板间距/mm 400 偏心距/mm 1000化工设备机械课设第 1 页（共 21 页）塔设备已知设计条件及分段示意图已知设计条件塔体内径 iD800mm塔体高度 H 27000mm设计压力 P 0.66MPa设计温度 t 110材料 16MnR 170Mpa许用应力 t170Mpa设计温度下弹性模量 E MPa5109.常温屈服点 MPas225Mpa塔体厚度附加量 C 2mm塔体焊接接头系数 0.85介质密度 1158 3/mK
5、g塔盘数 N 50每块塔盘存留介质层高度 wh50mm基本风压值 /0q2300地震设防烈度 8场地类别 偏心质量 em3000 Kg偏心距 e 1000mm塔外保温层厚度 s100mm保温材料密度 2300 3/mKg材料 Q235-A化工设备机械课设第 2 页（共 21 页）许用应力 ts170MPa常温屈服点 s235MPa设计温度下弹性模量 E裙座厚度附加量 sC2mm人孔 平台 6材料 Q235-A 腐蚀裕量 2C3mm地脚螺栓 许用应力 bt147MPa 个数 n 302. 设计计算书2.1 设计条件塔体与裙座的机械设计条件如下:（1） 塔体内径 ，塔高近似取 。80miDH270
6、m（2） 计算压力 ，设计温度.73cPMpa14tC（3） 设置地区:基本风压值 ，地震设防烈度为 8 度。20/qN（4） 塔内装有 层溢流堰式筛板塔。介质粘度:0.191/0.015cP，介质气相密 N5度:34.8 kg/m 3，介质液相密度:1158 kg/m 3。 （5） 从离地面 4m 处起，每隔 5m 设一钢制平台，共设 4 个，每个平台投影面积 按 计。20.5m（6） 保温层厚度为 100mm，保温材料密度 2 。30kg/m（7） 裙座在离地面 0.8m 处开有 2 个人孔，裙座高 2m，还设有一笼式扶梯。（8） 塔体与封头材料选用 16MnR，其中 ， ， t17Mpa
7、25spa。51.90EMpa（9） 裙座材料选用 。23QA（10） 塔体与裙座对接焊缝，塔体焊接接头系数 。0.85（11） 塔体与封头厚度附加量 ，裙座厚度附加量 。CmC2m（12） 丝网填料塔其他有关工艺尺寸如图所示。2.2 按计算压力计算塔体和封头厚度化工设备机械课设第 3 页（共 21 页）塔体和封头厚度计算(2.2.1). 塔体厚度计算= 0.7382.03m215.2citPD考虑厚度附加量 C=2mm，经圆整，取 n=12mm。(2.2.2). 封头厚度计算采用标准椭圆形封头:(mm)0.7382.0215.20.5citcPD考虑厚度附加量 C=2mm，经园整，取 n=1
8、2mm。2.3 塔设备质量载荷计算塔设备质量载荷计算(2.3.1). 筒体圆筒、封头、裙座质量 01m圆筒质量: (kg)12403.564m封头质量: (kg)7裙座质量: (kg)38= + + =5640+142.4+480=6262.4 (kg)0123说明: (1)塔体圆筒总高度为 H0=23.5m(2)查得 DN800，厚度 12mm 的圆筒质量为 240kg/m.(3)查得 DN800，厚度 12mm 的椭圆形封头质量为 71.2kg/m.(4)裙座高度 2000mm.(2.3.2)塔内构件质量 02m= (kg)02 265.780.65132.84iD(由2表 8-1 查得筛
9、板塔质量为 65kg/m2)(2.3.3). 保温层质量 03化工设备机械课设第 4 页（共 21 页）2203 00324.785.0.1.8.1298503.96kgininmDHm其中， 为封头保温层质量/03m(2.3.4). 平台、扶梯质量 042204 212.785.0.1.0.5.80.14613.kgininpFDBDqH 说明:由表 8-1 查得，平台质量: ；笼式扶梯质量:2150/pqkgm；笼式扶梯总高 : ；平台数量 : 。40/Fqkgm27H4n(2.3.5). 操作时物料质量 052205101244.78.58.75.63.kgiwifDhNhV说明: 物料
10、密度 =1158 ；封头容积 塔体圆筒部分深度13/m30.15fVmh0=1.8m；塔板层数 N=50；塔板上液层高度 =0.05m。wh(2.3.6). 附件质量 a按经验取附件质量为=0.25 =1565.60 (kg)am01(2.3.7). 充水质量 w化工设备机械课设第 5 页（共 21 页）204.785.3.102.5011()wiwfmDHVkg其中， .30/w(2.3.8). 各种质量载荷汇总如图所示，将全塔分成六段，计算下列各质量载荷: 塔段 01 12 23 34 45 5顶 合计塔段长度/ m800 1200 6000 6300 6300 6400 27000人孔与平台数 0 0 1 1 1 1 4塔板数 0 0 12 14
