化工设备机械基础课程设计.docx

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1、设计参考数据塔体内径mm2000塔高mm40000计算压力/MPa0.9设计温度/七150基本风压值/W11r300地赛设防烈度/度8场地土类I类设计地震分组其次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mm90塔盘间距mm450介质密度kg11800保温层厚度mm100保温层材料密度/kg/m:,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kgm150包角180再沸器操作质量kg3800再沸器偏心距mm2000塔体与封头材料Q345R裙座材料Q235-B塔体与封头厚度附加量mm3裙座附加量rnrn3塔体焊接接头系数00.85一、塔体的设计条件1、

2、塔体的内径。,=2000m,塔高近似取/=40000Wm：2.计算压力E=O.9的阳，设计温度150C3、设置地区：基本风压值狐=300Nm2,地震设防烈度8度，设计基本地震加速度O2g,地震分组为其次组；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45Omm,每层塔板上每块塔盘上存有介质高度为h.=90mm,塔板上介质密度为8(X)kgm3；5、塔壳外表面层100mm,保温层材料的密度3OOkgm3O6、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I5kgm,包角1807、塔体与裙座间悬挂一价再沸器，其操作质量为m

3、=3800打，偏心距e=2000mm;8、塔体与封头材料选用Q345R.其中r=1.70Pa.(=170MPa.,=345Mp,E=1.9IO5Mpo，裙座材料选用Q235-B。9、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。0对该塔进行强度和稳定计算。计算段长度，/、=6750”V,一一脉动影响系数，由表得：Vj=0.727；一一塔的基本自振周期，对等直径、等厚度得圆截而塔：9033wSf,0jon/68902.29X4(XMX)3=90.33X4(XXX).J：1()=1.755V.9x1.S92(XX)一一脉动增大系数，依据自振周

4、期小由表查的：=2.50风振型系数，由表得：色1.=0.108KV1.风振系数=1.1931.+2耳,Ky=400n11，d0=450，6,、=鼠=100”zV21.(XX)I(XX)一h-6750=2963mmab,取，;=3170.3川口K=K1./%X1.of=0.7.)93x300x1.0098x67500x3170.3x10-=5413.76(N)2、各段塔风载荷计算结果塔段号1231567891.i!mm180018006750475047504750475047505900r)300K1.0.7以联）0.720.720.720.760.790.810.830.840.850.02

5、0.020.1080.2120.340.480.650.8251.002.50K2i1.0361.0361.1931.3531.5391.7321.9572.1732.362hitnO.(M50.090.260.380.500.6150.730.851.00“8类）1.001.001.00981.14221.24671.32821.40901.47741.56Tfr数O01111111K4Zmm00296.3421.1421.1421.1421.1421.1421.1Djnun267426743170.33295.13295.13295.13295.13295.13213.0PJN1017.I

6、61.(M7.165413.765079.516306.417561.249063.2410552.1114668.53(4)由弯矩引起的轴向应力b*I6.32P11,O.3M：2+M0.3X1.29XIOm+0.7456XIOi=-D-S,-2(XXf9442、水压试验应力校核(1)筒体环向应力校核0.9,=0.93450.85=263.9Mpa因为丐=.9MPQ0.90=169.09,WM,故满意要求。(2)最大组合轴向拉应力校核5一2+W-=625-3().!3+1.6.32=59.39R/11w*I1W许用应力:0.9bm=0.9345X0.85=263.9MPa因为fv-59.39M

7、W().9t-263.9故满意要求。(3)最大组合轴向压应力校核CSi1.m=j2+WC=30.13+16.32=46.45MPa轴向许用压应力4r=t!,取其中较小值。KB0.9=0.9345=310.5MPan,r、1.27,27Po,取隆KB=1.2X106=127.2,WPa1.,r因为7：；即！=3557Mpamh2也黑1.582()9IZhAh8.37561.(f479773x9.8118840002.3(/0.3M+M.ing0.315.07Kf+0.74561OsZbAb8.3756X1.O9178293x9.81+18840=0.99MM取Cr(IZ=2.304Mpa选用75

8、号混凝土，其许用应力,=35MPa,故满意要求。3、基础环厚度按有筋板时，计算基础环的厚度品。=1()A-Du-2r,)=-(2XX)-2(XX)-I8)=14bwn设地脚螺栓直彳仝为M42,由表查得1=16Omm,则b1.=140160=0.88,由表查得M1=-0.1482,n,j/=-0.14822.304141.2=-6788.4N”M.,=0.0848,2=0.0848230416=5(X)1.7V-nun。VCnW1.取M=M1.=6788.4Nwj,基础环材料(2()R)的许用应力1,=33MPa,C=3mm,基础环厚度i,=+C=Jg。；：西+3=20.50nm,取=22mm十

9、一、地脚螺栓计算1、地脚螺栓承受的最大拉应力Mr)+M.3取其中较大值，,Mr)+0.25Mr+M,%gZ,其中，*1.1.=50745依Mr=8.011.Or切Ac)=I5.07x10”惆=19TJ3kgZh=8.3756x1(/WAb=I884(XX)三-Mr+M,w,1.1.btg15.0710+0.74560*507459.81=,，一8.3756x10IXM(XM)=1.62Mpa,W,o+025o+M,町送8.01x10,10.2515.07xIOt1.+0.7456xI79773x9.818.3756IOx1884000=I.O8%取其中较大值，=1.62,2、地脚螺栓的螺纹小径

10、因为%0,故此塔设备必需安装地脚螺栓。选取螺栓材料16MnR,螺栓个数为n=20,n塔的最小质量，kg惆塔的操作质量，心诉T计算截面以上的操作质量，kgpf计算压力，MPaP1塔i-i计算段的水平风力，q0基本风压值，Nn1塔的基本自振周期，s1对应7；的地震影响系数amjx地震影响系数的最大值管线保温层厚度，.q脉动增大系数匕脉动影响系数1由计算压力引起的轴向应力，MPa,由重力引起的轴向应力，设计温度卜筒体材料的许用应力，1.,设计温度卜材料的许用轴向压应力，,设计温度下裙座材料的许用应力，W/Z振型系数参考文献1路秀林，王者相化工设备设计全书塔设备M.北京:化学工业出版社，2004.陈作模.机械原理M.北京：高等教化出版社，2004.3刁玉玮，王立业.化工设备机械基础M.大连：大连理工高校出版社，2005.4匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计M北京：化学工业出版社，2005.5董大勤.化工设备机械基础M.化学工业出版社,2004