课程设计辅导塔器2

设计室安排01、07班东院222教室02、03班东院223教室04、05、06、08班东院156教室答疑时间14、15周周二、四、六全天点名、签到、设计过程考核《化工过程与设备》课程设计辅导——设备的机械设计一.课程设计的目的和意义1.综合运用《化机基础》课程及其它相关课程的知识，并使之得到巩固和深化；2.培养正确的工程设计思想，掌握设备机械设计的基本方法和步骤;3.熟悉常用的设计规范和标准的使用；4.训练机械制图能力；5.培养分析问题和解决问题的能力。二、设计任务（一）工艺条件采用前面《化工原理》课程设计的工艺条件和计算结果。（二）机械设计内容1.确定设计依据2.结构设计（绘制结构草图）3.材料选择4.强度设计（强度和稳定性计算）5.标准化零部件选择（人孔、接管、接管法兰）6.开孔补强计算7.绘制1号装配图一张8.编写设计说明书三、设计方法和步骤1.设计依据《钢制压力容器》GB150—1998及其相关标准《压力容器安全技术监察规程》1999《钢制塔式容器》JB4710—2000《钢制管壳式换热器》GB151—19992.结构设计塔内件结构——塔盘结构在设计说明书中，绘制工艺结构草图，标注形位尺寸。塔顶、塔釜尺寸各种接管的位置、方位人孔数量、位置裙座结构塔总体结构3.材料选择（要写出选材理由和依据）•分析影响材质的各种因素；•明确标准规定和选材原则；•确定出塔体、支座、塔内件、零部件的材质（1）考虑压力（2）考虑温度（3）考虑介质性质——是否有毒、易燃、易爆（4）考虑安全监察、管理——属几类容器4.强度设计（强度和稳定性计算）（一）计算步骤（1）按计算压力确定筒体、封头的有效壁厚Se和Seh；（2）设定各截面处筒体有效壁厚Sei、封头有效壁厚Seh、裙座壳有效壁厚Ses；（3）选取若干计算截面（包括所有危险截面），计算各种载荷；（4）计算塔在各种载荷作用下的轴向应力；（5）筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核计算塔在多种载荷联合作用下的组合轴向应力，并应满足相应的强度和稳定性条件。否则须重新设定壁厚，直至满足全部校核条件为止；（6）筒体和裙座水压试验应力校核（7）基础环设计（8）地脚螺栓计算4.强度设计（强度和稳定性计算）（二）计算方法（1）按计算压力确定筒体、封头的有效壁厚Se和Seh确定设计参数（说明理由）——Pc、t、、C1、C2[σ]、n。cticPDPS2筒体计算壁厚：设计壁厚：][22CpDpScticd名义壁厚：圆整量][212CCpDpScticn有效壁厚：)(21ccssnecticpDpS5.0][2封头计算壁厚：（标准椭圆形封头）设计壁厚：5.0][22CpDpScticd名义壁厚：5.0][212圆整量CCpDpScticn有效壁厚：)(21ccssneh（2）设定塔各截面处的壁厚（若取等截面塔，则各截面处壁厚相等）筒体名义壁厚Sni和有效壁厚Sei（可参照Se设定）Sei应不小于Se封头名义壁厚Snhi和有效壁厚Sehi（可参照Seh设定）Sehi应不小于Seh裙座壳有效壁厚Ses，Ses应不小于6mm；（3）选取若干计算截面（包括所有危险截面）计算各种载荷37000900090009000500040001000P6P5P4P3P2P1001122塔体及裙座机械计算简图偏心载荷风载荷地震载荷质量载荷001122①质量载荷计算塔操作质量：mo=mo1+mo2+mo3+mo4+mo5+ma+me塔最大质量：mmax=mo1+mo2+mo3+mo4+ma+mw+me塔最小质量：mmin=mo1+0.2mo2+mo3+mo4+ma+memo1—塔壳体和裙座质量，kg；mo2—内件质量，kg；mo3—保温材料质量，kg；mo4—平台、扶梯质量，kg；mo5—操作时塔内物料质量，kg；ma—人孔、接管、法兰等附件质量，kg；mw—液压试验时，塔内充液质量，kg；me—偏心质量，kg。塔壳体和裙座质量—mo1（1）圆筒质量m1钢oioHDDm)(4221式中：Ho——塔体圆筒总高度（已由工艺计算求得）mDi、Do——分别为塔的内、外直径mρ钢——材料的密度kg/m3（2）封头质量m2根据封头的公称直径DN和壁厚，查取相应标准。（3）裙座质量m3钢sisosHDDm)(4223式中：Hs——裙座高度mDi、Do——分别为裙座的内、外直径mmo1=m1+m2+m3塔内件质量—mo2查《化机基础》教材P236表8-1或《课程设计》教材P437表9-21得浮阀（或筛板）塔盘单位质量qkg/m2则人孔、法兰、接管与附属物质量—maqNDmpio224塔板数—pN125.0oamm保温材料质量—mo3'322232])2[(4ooosoomHDDm2//03/3）（封头保温层质量ffoVVmm（查封头标准）带保温层封头的容积（查封头标准）不带保温层封头的容积3/3mVmVff32/mkg保温层材料密度ms保温层厚度平台、扶梯质量—mo4FFpsosooHqnqDBDm21])2()22[(4224qp——平台单位质量，150kg/m2；B——平台宽，取B=900mm；n——平台数量，在每个人孔处安装一个平台；qF——笼式扶梯单位质量，40kg/m；HF——扶梯高度，根据塔高确定。操作时塔内物料质量—mo5LfLoiLpLioVhDNhDm22544hL——塔盘上清液层高度m（工艺设计确定）ho——塔釜深度m（工艺设计确定）充水质量—mwwfwoiVHDm242w全塔操作质量—moaoooooommmmmmm54321全塔最小质量—mminaoooommmmmm4321min2.0全塔最大质量—mmaxwaoooommmmmmm4321max将各段质量载荷列表123456合计mo1mo2mo3mo4mo5mamwmommaxmmin塔段长度人孔、平台数塔段号质量塔板数②地震载荷计算塔的自振周期计算3311033.90ieoDESHmHT由《课程设计》P437表9-22查得：（设计地震烈度7级）23.0max由表9-23查得场地土的特征周期：Tg=0.3(Ⅱ类场地土，近震。)地震影响系数max9.011)(TTg结构综合影响系数Cz=0.5iiEiiEMM'25.1计算：当H/D＞15，或H≥20m时，必须考虑高振型影响，这时，地震弯矩按下式计算：计算危险截面的地震弯矩0-0（基底）截面：mm)N(25.1mm)N(351600'00100'EEoZEMMgHmCM1-1（裙座人孔）截面：mm)N(25.1mm)N(41410175811'115.35.25.35.2111'EEoZEMMhhHHHgmCM2-2（筒体与裙座连接处）截面：mm)N(25.1mm)N(41410175822'225.35.25.35.2122'EEoZEMMhhHHHgmCM式中：h—计算截面距地面的高度，mm③风载荷计算风力计算风振系数由（9-26）式计算各塔段的风振系数K2i，计算结果列于表中：iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.0060.03750.1260.350.6911.0风压高度变化系数fi(B类)0.640.81.01.231.391.521.0181.0921.2491.6162.1172.532iziiifvK12塔段号项目123456计算截面距地面高度hit/m1510192837脉动增大系数ζ(B类)2.74脉动影响系数νi(B类)0.720.720.720.790.820.85振型系数φzi0.00