化工机械设备课程设计(板式塔)---副本
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第1章绪论 ................................................................................ 错误！未指定书签。
1.1 课程设计的目的................................................................. 错误！未指定书签。
1.2 课程设计的要求................................................................. 错误！未指定书签。
1.3 课程设计的内容................................................................. 错误！未指定书签。
1.4 课程设计的步骤................................................................. 错误！未指定书签。第2章塔体的机械计算 .............................................................. 错误！未指定书签。
2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度..................................... 错误！未指定书签。
2.1.1 塔体厚度的计算 .......................................................... 错误！未指定书签。
2.1.2 封头厚度计算 .............................................................. 错误！未指定书签。
2.2 塔设备质量载荷计算......................................................... 错误！未指定书签。
2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 ...................................... 错误！未指定书签。
2.2.2 塔内构件质量 .............................................................. 错误！未指定书签。
2.2.3 保温层质量 .................................................................. 错误！未指定书签。
2.2.5 操作时物料质量 .......................................................... 错误！未指定书签。
2.2.6 附件质量 .................................................................... 错误！未指定书签。
2.2.7 充水质量 ...................................................................... 错误！未指定书签。
2.2.8 各种载荷质量汇总 .................................................... 错误！未指定书签。
2.3 风载荷与风弯矩的计算..................................................... 错误！未指定书签。
2.3.1 风载荷计算 .................................................................. 错误！未指定书签。
2.3.2 风弯矩的计算 .............................................................. 错误！未指定书签。
2.4 地震弯矩计算..................................................................... 错误！未指定书签。
2.5 偏心弯矩的计算................................................................. 错误！未指定书签。
2.6 各种载荷引起的轴向应力................................................. 错误！未指定书签。
2.6.1 计算压力引起的轴向应力 .......................................... 错误！未指定书签。
2.6.2 操作质量引起的轴向压应力 ...................................... 错误！未指定书签。
2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力 .......................................... 错误！未指定书签。
2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核......................... 错误！未指定书签。
2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核 .............................. 错误！未指定书签。
2.7.2 塔体与裙座的稳定性校核 .......................................... 错误！未指定书签。
2.8 塔体水压试验和吊装时代应力校核................................. 错误！未指定书签。
2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力 .............................. 错误！未指定书签。
2.8.2 水压试验时应力校核 .................................................. 错误！未指定书签。
2.9 基础环设计......................................................................... 错误！未指定书签。
2.9.1 基础环尺寸 .................................................................. 错误！未指定书签。
2.9.2 基础环的应力校核 ...................................................... 错误！未指定书签。
2.9.3 基础环的厚度 .............................................................. 错误！未指定书签。
2.10 地脚螺栓计算................................................................... 错误！未指定书签。
2.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力 ..................................... 错误！未指定书签。
2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径 ................................................ 错误！未指定书签。第3章塔结构设计 .................................................................... 错误！未指定书签。
3.1 塔盘结构............................................................................. 错误！未指定书签。
3.2塔盘的支承.......................................................................... 错误！未指定书签。
参考文献.................................................................................... 错误！未指定书签。自我总结 .................................................................................. 错误！未指定书签。
第1章绪论
1.1课程设计的目的
（1）把化工工艺与化工机械设计结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。
（2）培养对化工工程设计上基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。
（3）培养识图、制图、运算、编写设计说明书的能力。
1.2课程设计的要求
（1）树立正确的设计思想。
（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。
（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。
（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。
（5）在设计中处理好尺寸的圆整。
（6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。
1.3课程设计的内容
塔设备的机械设计。2200 1.9
1.4课程设计的步骤
（1）全面考虑按压力大小、温度高低、腐蚀性大小等因素来选材。
（2）选用零部件。
（3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等。
（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算（5）传动设备的选型、计算。
（6）绘制设备总装配图。
第2章 塔体的机械计算
2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度
2.1.1 塔体厚度的计算
mm p D p c t
i c 56.149
.185.017022200
9.1][2=-???=-=
φσδ 考虑厚度附加量 C 2= , 经圆整, 取n δ22=
2.1.2 封头厚度计算
采用标准椭圆封头：
mm p D p c
t
i c 51.149.15.085.017022200
9.15.0][2=?-???=-=
φσδ 考虑厚度附加量 C 2= , 经圆整, 取n δ22=
2.2 塔设备质量载荷计算
2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 m 01
圆筒质量： 95.4433179.3612051=?=m
封头质量： 46.1895225229.578002222=???=?=?=n S V m δρρ 裙座质量：
3.368706.312053=?=m
71.499143.368746.189595.443313210=++=++=m m m m
说明：1 塔体圆筒总高度为 H 0 = 36.79 m ；
2查得 2200 mm, 厚度22 mm 的圆筒质量为1205 kg ； 3 查得 2200 封头, 内表面积为 5.229 m 2 3 裙座高度3060 mm(厚度按22 计)。
2.2.2 塔内构件质量 m 02
85.1994670752.2785.070754
22
02=???=??=
i D m π
浮阀塔盘质量为75 kg 2
2.2.3 保温层质量 m 03
=++-++=
0322022i 032])2()22D [(4
V H D m n i n ρρδδδπ
300)55.199.1(230079.36])022.022.2()1.02022.022.2[(785.022?-?+???+-?+?+=
41.8387=
2.2.4平台与扶梯质量 m 04
F F p n n H q nq Di B Di m ?+?++-+++=
2
1
])22()222[(42204δδδδπ
39
4015085.0])1.02022.022.2()9.021.02022.022.2[(785.022?+????+?+-?+?+?+=
09.7230=
说明：平台质量p 1502；笼式扶梯质量F q 40；笼式扶梯高度F 39m ，平台数8
2.2.5 操作时物料质量 05m
110212054
4
ρρπ
ρπ
f w V N h Di N h Di m ++
=
80055.18008.12.2785.0800701.02.2785.022?+???+????=
76.27987=
说明：物料密度31/800m kg =ρ，封头容积355.1m V f =。塔釜圆筒部分深度
8.10=h ，塔板层数70，塔板上液层高度m h w 1.0=
2.2.6 附件质量 a m
按经验取附件质量 75.1224125.001==m m a
2.2.7 充水质量w m
kg
V H Di m w f w w 93.142879100055.12100079.362.2785.024
202=??+???=+=
ρρπ
其中3/1000m kg w =ρ
2.2.8 各种载荷质量汇总
表2-1质量汇总
塔段
0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～顶 合计 塔段长度 1000 2000 7000 10000 10000 10000 40000 人孔与平台数
0 0 1 3 2 2 8 塔板数
0 0 9 22 22 17 70 1i o m 1205 3358 8435 12050 12050 12817 49915 2i o m － － 2565 6269 6269 4844 19947 3i o m
－ 132 **** **** 2208 2293 8387 4i o m 40 80 988 2526 1818 1778 7230 5i o m － 1240 8207 6688 6688 5165 27988 i
a
m 301 840 2109 3013 3013 3204 12479 i w m － 1550 26593 37990 37990 38757 142880 i e m － 2800 5200 － － － 8000 i o
m 1546 8450 29050 32754 32246 30101 133946 各塔段最小质量 1546
5911
18214
22446
20917
21159
90000
全塔操作质量 13394605040302010=++++++=a e m m m m m m m m 全塔最小质量 900002.004030201min =+++++=e a m m m m m m m 水压试验时最大质量
248838
04030201max =++++++=e w a m m m m m m m m
2.3 风载荷与风弯矩的计算
2.3.1 风载荷计算
2—3段计算风载荷3P
)(10K 633302313N D l f q K P e -?=
式中： K 1=0.7 q 0=400 2
00.13=f mm l 70003=
72.03=ν s D E H m H
T i e 31.11033.903
3
01=?=-δ
40.2=ξ 11.03=z φ 190.100
.111
.072.040.2113
3
323=??+
=Φ+
=f v K z ξ，
3按下式计算，取
a, b 中较大者
a K K s D oi e D
34323+++=δ b δδps d o K s D e D
2432oi 3
++++=
取3400mm K =，s3ps δ=δ=100mm
43
2A 219001000
257mm l 7000
K ???=
=
=∑
表2-2 载荷汇总
计算
l
i
q 0
i K v i i 2φ
ξ
k i 2 f i
it H
平台
4k
D ei
P i
段 数 1 1000 400 0.7 0.72 0.0075 2.80 1.02 0.64 1 0 0 2620 481 2 2000 400 0.7 0.72 0.0375 2.80 1.11 0.72 3 0 0 2620 1167 3 7000 400 0.7 0.72 0.110 2.80 1.22 1.00 10 1 257 2877 6890 4 10000 400 0.7 0.79 0.350 2.80 1.62 1.25 20 3 540 3160 17906 5 10000 400 0.7 0.82 0.665 2.80 2.07 1.42 30 2 360 2980 24585 6
10000
400
0.7
0.85
1.000
2.80
2.53
1.56
40
2
360
2980
32880
2.3.2 风弯矩的计算
截面0—0
)2...(....)()2(26216321321211
00l l l P l l l P l
l P l P M w ++++++++++=-
）
（）（）（）（）（210000
10000100007000200010003431721000010000700020001000261622
10000
700020001000192052
7000
200010007699220001000133821000556+++++?+++++?++++?+++?++?+?
=
1201095000654050000288075000500435002676000278000+++++=
mm N ??=9101962.2
截面1—1
)2
...(....)2(263263232
2
1
1l l l P l l P l P M w +++++++=- （）（）（）（）（
10000100007000200034317210000
1000070002000261622
10000
70002000192052700020007699220001338+
+++?++++?+++?++?+?=
1166778000627888000268870000423445002338000++++=
mm N ??=9101072.2
截面2—2
)2
...(. (2643633)
22l
l l P l P M w +++++=- ）
（）（）（）210000
10000100007000343172
1000010000700026162210000700019205270007699+++?+++?++?+?
=
mm N ??=9109311.1
2.4 地震弯矩计算
10.02ζ= 1
1
0.05-ζ0.9+
0.950.5+5ζγ==
s 31.11=T ，
023.09/)02.005.0(02.09/)05.0(02.011=-+=-+=ζη 319.102
.07.106.002
.005.017.106.005.01112=?+-+=+-+
=ζζη，
086.01=α，
等直径等厚度的塔，1518.182200/40000/>==i D H 按下列方法计算地震弯矩。 截面0—0
mm N gH m M E ??=????=?=
-901'
0010066.24000081.9133946086.035
16
3516αmm N M M E
E
??=??==--99'
000
010583.210066.225.125.1
截面1—1
)41410(17585.35.25.35
.201'
11h h H H H
g
m M E +-=
-α mm N ??=?+??-?????=
95
.35.25.35
.210944.1)10004100040000144000010(40000
17581.9133946086.08 mm N M M E E ??=??==--99'111110493.210944.125.125.1
截面2—2
)41410(17585
.35.25.35
.201'22h h H H H
g m M E +-=
-α mm N ??=?+??-?????=
95
.35.25.35
.210849.1)30004300040000144000010(4000017581.9133946086.08
mm N M M E E ??=??==--99'222210311.210849.125.125.1。
2.5 偏心弯矩的计算
偏心弯矩 mm N ge m M e e ??=??==81057.1200081.98000
2.6 各种载荷引起的轴向应力
2.6.1 计算压力引起的轴向应力
MPa e D p i c 25.5220
42200
9.141=??==
δσ 2.6.2 操作质量引起的轴向压应力2δ
截面0—0
MPa D g m ei i 51.920
220014.381.9133946000002
=???==--δπσ
其中mm 20222es =-=δ 截面1—1
MPa A g m sm 05.910435.181.91324005
110112
=??==--σ
其中13240015461339461
10=-=-m , 2510435.1mm A sm ?=
截面2—2
MPa D g m ei i 69.820
220014.381.9122404220222
=???==--δπσ
其中122404845015461324002
20
=--=-m
2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力3δ
截面0—0
MPa D M e i 26.4320
2200785.010289.34
2
9
s
2
00max
003
=???==
--δπ
σ
mm N M M e
W ??=?+?=+=-989000-0m ax 10353.21057.110196.2M 888000000max 1057.110196.225.010583.225.0?+??+?=++=---e W E M M M M
mm N ??=810289.3
截面1—1
MPa Z M sm 75.4110
606.710436.247
922max 223
=???==--σ
mm N M M M e W ??=?+?=+=--9891
111max 10264.21057.110107.2
888111111max 1057.110107.225.010493.225.0?+??+?=++=---e W E M M M M
mm N ??=810176.3 mm N Z sm ??=710606.7
截面2—2
MPa D M e
i 81.3820
2200785.010951.24
29
2
22max
223
=???==
--δπ
σ
mm N M M M e W ??=?+?=+=--9892222max 10088.21057.110931.1
888222222max 1057.110931.125.010311.225.0?+??+?=++=---e W E M M M M
mm N ??=910951.2
2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核
2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核
截面2-2
[]
a 170Mp t
σ=
0.85φ= 1.2K =
[]a 1.21700.85173.4Mp t
K σφ=??=
MPa 62.8281.3869.85.52223222122max =+-=+-=---σσσσ
MPa K MPa t 4.173][62.8222max =<=-φσσ
满足要求
2.7.2 塔体与裙座的稳定性校核
截面2-2
0017.01100
20
094.0094.0=?==
i ei R A δ 138
t ][σ=170
1.2
MPa 5.4781.3869.82
2322222max =+=+=---σσσ
MPa K KB MPa t r 166}204,166min{}][,min{][5.47c 22max ===<=-σσσ
满足要求 截面1-1
0017.01100
20
094.0094.0=?==i ei R A δ
118
MPa t 105][=σ 1.2
MPa 80.5074.4105.911311211max =+=+=---σσσ
MPa K KB MPa t Cr 126}126,6.141min{}][,min{][80.5011max ===<=-σσσ
满足要求 截面 0-0
0017.01100
20
094.0094.0=?==
i ei R A δ
MPa B 118=
MPa t 105][=σ 1.2
MPa 77.5226.43541.90
0300200max =+=+=---σσσ
MPa K KB MPa t cr 126}126,6.141min{}][,min{][77.5200max ===<=-σσσ
满足要求
项 目
计算危险截面
0-0
1-1
2-2
表2-3 各危险截面强度校核汇总
2.8 塔体水压试验和吊装时代应力校核
2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力
（1）试验压力和液柱静压力引起的环向应力
塔体与裙座有效厚度δe ， 20 20 20
截面以上的操作质量m i
-i 0， 133946 132400 122404 计算截面面积 A ，m m 2 138230
143500
138230
计算截面的截面系数Z i i -，m m 3
61003.76? 61061.76? 61031.76?
最大弯矩
mm i
-i max
?N M
，
910289.3?
910176.3?
910951.2?
最大允许轴向拉应力[]a t MP K ，φσ
173.4 — — 最大允许压应力
141.6 141.6 165.6 K
[]t σ
126 126 204 计算压力引起的轴向拉应力σ1
0 0 52.25 操作质量引起的轴向压力σi -i 2 9.51 9.05 8.69 最大弯矩引起的轴向压力σi -i 2
43.26 41.75 38.81 最大组合轴向拉应力σi -i m ax 52.77 50.80 47.50 最大组合轴向拉应力 σi -i m ax
—
—
82.62
强度与稳定校核
强度
— —
φσσt K ][22m ax <-
满足要求
稳定性
}][,min{][0
0max t cr K KB σσσ=<-满足要求
}][,min{][1
1max t cr K KB σσσ=<-满足要求
}
][,min{][2
2max t cr
K KB σσσ=<-满足要求
MPa D ei ei i T T 01.15420
2)
202200)(4.0375.2(2))(p (=?++=++=
δδσ液柱静压力
M P a p
p i
T 375.21701709.125.1]
[][25.1=??==σσ 液柱静压力=MPa H 4.0401000=?=γ
（2）试验压力引起的轴向拉应力
M P a D p e i T 31.6520
42200
375.241=??==
δσ （3）最大质量引起的轴向压应力
M P a
D g m e i 58.1720
220014.381
.924765322max 2
22
=???==--δπσ
（4）弯矩引起的轴向应力
M P a D M M e
i e W 68.920
2200785.0)
1057.11093.13.0(4
)
3.0(2
892
2
2223
=???+??=+=
--δπ
σ
2.8.2 水压试验时应力校核
（1）筒体环向应力校核
MPa s 9.26385.03459.09.0=??=φδ
MPa MPa T 9.2639.001.154s =<=φσσ 满足要求
（2）最大组合轴向应力校核
MPa 41.5768.958.1731.6522322222122max =++=+-=----σσσσ
MPa s 9.26334585.09.09.0=??=φσ
MPa MPa s 9.2639.041.5722max =<=-φσσ
满足要求
（3）最大组合轴向压应力校核
MPa 26.2768.958.1722322222max =+=+=---σσσ
MPa KB s cr 138}5.310,4.138min{}9.0,min{][22max ===<-σσσ
满足要求。
2.9 基础环设计
2.9.1 基础环尺寸
取 mm D
D
is
ob
25003002200300=+=+=
mm D
D
19003002200300is
ib
=-=-=
2.9.2 基础环的应力校核
[]}g
3.0,g max{b
m ax
b
e
0w
b
o
b
0-0m ax m ax
m
M
m z
M
A
z
M A +
+
+
=-σ，
其中()
2222
22073000)19002500(785.04mm D D
A ib ob
b =-?=-=π
38444
401022.102500
32)
19002500(14.332)
(mm D D D Z ob
ib b b ?=?-?=-=
π
MPa A g m Z M b b b 85.327300081.913276110
022.110289.38
900
0max max
=?+??=+=-σ MPa
A g m Z M M b b e W b 91.1207300081.92476531022.101057.110196.23.03.08
89max 00max
=?+??+??=++=-σ
取以上两者中的较大值MPa b 85.3max =σ 选用100号混凝土， MPa R a 0.5=
a max R 84.3<=
b σ 满足要求。
2.9.3 基础环的厚度
MPa b 140][=σ；3mm C =。
mm D D b es is b 130)]2022200(2500[2
1
)]2([210=?+-=+-=δ
假设螺栓直径为M56， 160mm l =，
65.0160
130
==l b
mm N b x b ?-=??-=?-=3.1535513085.32360.02360.0M 22max σ
mm N l M b y ?=??=?=8.819220085.30532.00532.022max σ
取其中较大值，故mm N M s ?=3.15355
C M b
s
b +=
][6σδ29.623130
3
.153556=+?
圆整后取mm b 34=δ
2.10 地脚螺栓计算
2.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力
}
25.0,max{0000m in
b
00b
o
b
w
E
b
w
b
A g
Me
g
Me
m
Z
M
M
A
m
Z
M
-
++-+=---σ
其中
kg m 88815min =
mm N M E ??=-90010583.2
mm N M W ??=-9001096.21
kg m 1327610=
381022.10mm Z b ?= 32073000mm A b =
MPa A g m Z M M b b e W b 88.1207300081
.98881510
22.101057.110196.28
89min 00=?-??+?=-+=-σ MPa
Z M M M b e W E b 22.31022.101057.110196.225.010583.225.08
8
990
000=??+??+?=++=--σ取以上两数中的较大值，故MPa b 22.3=σ
2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径
0>b σ, 取36, MPa b 147][=σ, mm C 32= bt
b B n A d ][41δπσ=
2
147
3614.32073000
223.34????3=43.075mm ，
查得M56螺栓的螺纹小径mm d 561=，故选用36个M56的地脚螺栓，满足要求。
第3章塔结构设计
3.1 塔盘结构
选用分块式浮阀塔塔盘
3.2塔盘的支承
采用支撑梁结构支持圈
参考文献
[1] 刁玉玮, 王立业, 喻健良. 化工设备机械基础(第六版)[M]. 大连理工大学, 2006, 12.
[2] 蔡纪宁, 张秋翔, 化工机械基础课程设计指导书. [M]. 化学工业出版社, 2010, 8.
自我总结
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关化工机械设备方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终，这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的
化工机械课程设计说明书
前言 化工反应釜的设计是《化工设备机械基础》的主要设计之一，通过化工反应釜的设计来掌握《化工设备机械基础》的基本理论和选用机械标准件的基本知识。同时在教师的指导下，通过课程设计，培养学生独立运用所学到的基本理论并结合生产实际综合的分析和解决生产实际问题，最终达到具有典型化工压力容器的设计能力。 为了能达到熟练掌握化工容器的设计能力，在化工容器设计中要着重培养以下能力： ⑴能够熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定的能力。 ⑵能够在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施的能力。 ⑶能够准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型的能力。 ⑷能够用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果的能力。 化工反应釜的课程设计是《化工设备机械基础》课程中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性的重要途径。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己选择方案、自己做出决策，不但要自己查取数据、进行过程和设备的设计计算，同时也要求对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 化工容器设计是一项很繁琐的设计工作，在设计中除了要考虑各种设计要求因素外，还要考虑诸多的政策、法规和经济环保等因素，因此在课程设计中除了注重多学科、多专业的综合因素的相互协调，更要有耐心，并保持严谨的科学态度，最终做出完美的科技作品。
塔设备机械设计
第一章绪论 1.1塔设备概述 塔设备是石油、化工、轻工等各工业生产中仅次与换热设备的常见设备。在上述各工业生产过程中，常常需要将原料中间产物或粗产品中的各个组成部分（称为组分）分离出来作为产品或作为进一步生产的精制原料，如石油的分离、粗酒精的提纯等。这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，有时还伴有传热和化学反应过程。传质过程是化学工程中一个重要的基本过程，通常采用蒸馏、吸收、萃取。以及吸附、离子交换、干燥等方法。相对应的设备又可称为蒸馏塔、吸收塔、萃取塔等。 在塔设备中所进行的工艺过程虽然各不相同，但从传质的必要条件看，都要求在塔内有足够的时间和足够的空间进行接触，同时为提高传质效果，必须使物料的接触尽可能的密切，接触面积尽可能大。为此常在塔内设置各种结构形式的内件，以把气体和液体物料分散成许多细小的气泡和液滴。根据塔内的内件的不同，可将塔设备分为填料塔和板式塔。 在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 不论是填料塔还是板式塔，从设备设计角度看，其基本结构可以概括为： （1）塔体，包括圆筒、端盖和联接法兰等； （2）内件，指塔盘或填料及其支承装置； （3）支座，一般为裙式支座； （4）附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液
体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。 塔体是塔设备的外壳。常见的塔体是由等直径、等壁厚的圆筒及上、下椭圆形封头所组成。随着装置的大型化，为了节省材料，也有用不等直径、不等壁厚的塔体。塔体除应满足工艺条件下的强度要求外，还应校核风力、地震、偏心等载荷作用下的强度和刚度，以及水压试验、吊装、运输、开停车情况下的强度和刚度。另外对塔体安装的不垂直度和弯曲度也有一定的要求。 支座是塔体的支承并与基础连接的部分，一般采用裙座。其高度视附属设备（如再沸器、泵等）及管道布置而定。它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，因此，应有足够的强度和刚度。 塔设备强度计算的主要的内容是塔体和支座的强度和刚度计算。 化工生产对塔设备的基本要求 塔设备设计除应满足工艺要求外，尚需考虑下列基本要求：（1）气、液处理量大，接触充分，效率高，流体流动阻力小。 （2）操作弹性大，即当塔的负荷变动大时，塔的操作仍然稳定，效率变化不大，且塔设备能长期稳定运行。 （3）结构简单可靠，制造安装容易，成本低。 （4）不易堵塞，易于操作、调试及检修。 1.2板式塔 板式塔具有物料处理量大，重量轻，清理检修方便，操作稳定性好等优点，且便于满足工艺上的特殊要求，如中间加热或或冷却、多段取出不同馏分、“液化气”较大等。但板式塔的结构复杂，成本较高。由于板式塔良好的操作的性能和成熟的使用经验，目前在化工生产的塔设备中，占有很大比例，广泛用于蒸馏、吸收等传质过程。 板式塔内部装有塔盘，塔体上有进料口、产品抽出口以及回流口等。此外，还有很多附属装置，如除沫器、入手孔、支座、
化工设备课程设计计算书(板式塔)
《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名：学号： 所在学院： 专业： 设计题目： 指导教师： 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2)
二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。
设计题目： 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。 例：精馏塔（DN1800）设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料： [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]． [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]． [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]． 4、文献查阅要求
化工机械设备课程设计精馏塔
目录 第1章绪论 (3) 1.1 课程设计的目的 (3) 1.2 课程设计的要求 (3) 1.3 课程设计的内容 (3) 1.4 课程设计的步骤 (3) 第2章塔体的机械计算 (5) 2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 2.1.1 塔体厚度的计算 (5) 2.1.2 封头厚度计算 (5) 2.2 塔设备质量载荷计算 (5) 2.2.1 筒体圆筒,封头,裙座质量 (5) 2.2.2 塔内构件质量 (6) 2.2.3 保温层质量 (6) 2.2.4 平台,扶梯质量 (6) 2.2.5 操作时物料质量 (6) 2.2.6 附件质量 (7) 2.2.7 充水质量 (7) 2.2.8 各种质量载荷汇总 (7) 2.3 风载荷与风弯矩计算 (8) 2.3.1自振周期计算 (8) 2.3.2 风载荷计算 (8) 2.3.3 各段风载荷计算结果汇总 (8) 2.3.4风弯矩的计算 (8) 2.4 地震弯矩计算 (9) 2.5 偏心弯矩的计算 (10) 2.6 各种载荷引起的轴向应力 (10) 2.6.1计算压力引起的轴向应力 (10) 2.6.2 操作质量引起的轴向压应力δ2 (10) 2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力δ3 (10) 2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (10)
2.7.1 塔体的最大组合轴向拉应力校核 (10) 2.7.2 塔体与裙座的稳定校核 (11) 2.7.3 各危险截面强度与稳定性校核 (11) 2.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (14) 2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (14) 2.8.2 水压试验时应力校核 (14) 2.9 基础环设计 (15) 2.9.1 基础环尺寸 (15) 2.9.2 基础环的应力校核 (15) 2.9.3 基础环的厚度 (15) 2.10 地脚螺栓计算 (16) 2.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 (16) 2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径 (16) 第3章塔结构设计 (18) 3.1 塔体 (18) 3.2 板式塔及塔盘 (18) 3.3 塔设备附件 (18) 3.3.1 接管 (18) 3.3.2 除沫装置 (18) 3.3.3 吊柱 (18) 3.3.4 裙式支座 (19) 3.3.4 保温层 (19) 参考文献 (20) 课设结果与自我总结 (21) 附录A 主要符号说明 (22) 附录B塔设备的装配图 (24)
化工机械与设备课程设计
化工机械与设备课 程设计 1
化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号 1140 417 指导老师杨泽慧 日期 6月10日 成绩
化学工程学院 - （2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张
三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。 4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其它数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。
精馏塔机械设计方案
精馏塔机械设计方案 1.1 塔设备概论 塔设备是化工、石油化工和炼油、医药、环境保护等工业部门的一种重要的单元操作设备。它的作用是实现气（汽）——液相或液——液相之间充分的接触，从而达到相际间进行传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 塔设备应用面广、量大，其设备投资费用占整个工艺设备费用较大的比例。在化工或炼油厂中，塔设备的性能对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额以及三废处理和环境保护等各个方面都有着重大影响。因此，塔设备的设计和研究受到化工、炼油行业的极大重视。 为了使塔设备能更有效、更经济地运行，除了要求它满足特定的工艺条件外，还应满足以下要求： （1）气（汽）液两相充分接触，相际间的传热面积大； （2）生产能力大，即气液处理量大； （3）操作稳定，操作弹性大； （4）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将大大减少生产中的动力消耗，以降低操作的费用； （5）结构简单，制造、安装、维修方便，并且设备的投资及操作费用低； （6）耐腐蚀，不易堵塞。方便操作、调节和检修。 塔设备的分类： （1）按操作压力可分有加压塔、常压塔以及减压塔；
（2）按单元操作可分有精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等； （3）按件结构可分有填料塔、板式塔; （4）按形成相际接触界面的方式可分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔。 1.2 常压塔的主要结构 在塔设备的类别中，由于目前工业上应用最广泛的是填料塔以及板式塔，所以主要考虑这两种类别。 考虑到设计条件，成分复杂，并且板式塔和填料塔相比效率更高一些，更稳定，液——气比适用围大，持液量较大，安装、检修更容易，造价更低，故选用板式塔更为合理。 板式塔是一种逐级（板）接触的气液传质设备。塔使用塔板作为基本构件，气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气——液相密切接触而进行传质与传热，并且两相的组分浓度呈阶梯式变化。 塔盘采用浮阀型式。因为浮阀塔在石油、化工、等工业部门应用最为广泛，并具备优异的综合性能，在设计和选用时经常作为首选的板式塔型式。 板式初馏塔的总体结构见装配草图。板式塔除了各种件之外，主要由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台组成。 (1) 塔体 塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒和上下封头组成。对于大型塔设备，为了节省材料偶尔采用不等直径、不等厚度的塔体。塔设备一般情况下安装在室外，因而塔体除了承受一定的操作压力（压或外压）、温度外，还要考虑到风载荷、地震载荷、偏心载荷等。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。本设计中精馏塔为常压0.11MPa，采用等直径等厚度型式。 (2) 支座
(完整word版)化工机械与设备课程设计
化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号11402010417 指导老师杨泽慧 日期2014年6月10日 成绩
化学工程学院2013-2014（2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张 三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。
4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其他数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。 5.根据设计说明书、图纸、平时表现综合评分。 六、说明书的内容 任务书 1.符号说明 2.前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3.材料选择 （1）选择材料的原则； （2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）换热器装配图； （2）确定支座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示； （3）标注形位尺寸；
化工机械设备程设计(板式塔)副本
目 录 第1章 绪 论 .................................................................................................................. 4 1.1 课程设计的目的 ................................................................................................... 4 1.2 课程设计的要求 ................................................................................................... 4 1.3 课程设计的内容 ................................................................................................... 4 1.4 课程设计的步骤 ................................................................................................... 4 第2章 塔体的机械计算 ................................................................................................ 6 2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 ....................................................................... 6 2.1.1 塔体厚度的计算 ............................................................................................ 6 2.1.2 封头厚度计算 ................................................................................................ 6 2.2 塔设备质量载荷计算 ........................................................................................... 6 2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 m 01 ................................................................. 6 2.2.2 塔内构件质量 m 02 ......................................................................................... 7 2.2.3 保温层质量 m 03 ............................................................................................. 7 2.2.5 操作时物料质量 ............................................................................................ 7 2.2.6 附件质量 a m ............................................................................................... 8 2.2.7 充水质量w m .................................................................................................. 8 2.2.8 各种载荷质量汇总 ...................................................................................... 8 2.3 风载荷与风弯矩的计算 ....................................................................................... 9 2.3.1 风载荷计算 .................................................................................................... 9 2.3.2 风弯矩的计算 .............................................................................................. 10 2.4 地震弯矩计算 ..................................................................................................... 11 2.5 偏心弯矩的计算 ................................................................................................. 12 偏心弯矩 mm N ge m M e e ??=??==81057.1200081.98000 ............................ 12 2.6 各种载荷引起的轴向应力 ................................................................................. 12 2.6.1 计算压力引起的轴向应力 .......................................................................... 12 2.6.2 操作质量引起的轴向压应力2δ .................................................................. 12 2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力3δ ...................................................................... 13 2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 ......................................................... 14 2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核 .............................................................. 14 2.7.2 塔体与裙座的稳定性校核 .. (14)
化工设备机械基础课程设计-《化工设备机械基础课程设计》
化工设备机械基础课程设计-《化工设备机械基 础课程设计》 1.1课程设计的目的 (1) 综合运用《化工设备机械基础》及其有关课程的理论知识，巩固和强化有关机械课程的差不多理论和差不多知识。 (2)培养学生对化工工程设计的技能以及独立分析咨询题、解决咨询题的能力。树立明确的设计思想，把握化工单元设备设计的差不多方法初步骤，为今后制造性地设计化工设备及机械打下一定的基础。 (3)培养学生熟悉、查咨询并综合运用各种有关的设计手册、规范、标难、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计讲明书等差不多技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设汁能力的差不多训练。 1.2课程设计的要求 (1)树立正确的设计思想。在设计中要本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、有用性、安全可靠性和先进性，严肃认真地进行设计，高质量地完成设计任务。 (2)具有主动主动的学习态度和进取精神。在课程设计中遇到咨询题不敷衍，通过查阅资 料和复习有关教科书，主动摸索，提出个人见解，主动解决咨询题，注重能力培养。 (3)学会正确使用标准和规范，使没汁有法可依、有章可循。 (4)学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓要紧矛盾。 1.3 课程设计的内容 按照教学大纲要求，完成一种典型设备的机械设计，工作量应包括：设备总装图1张，设计运算书1份。 课程设计的步骤
1.4.1预备时期 (1)设计前应预先预备好设计资料、手册、图册、运算和绘图工具、图纸及报告纸等； (2)认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计 内容 1.4.2 机械设计时期 化工设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。按照设备的工艺条件(包括工作压力、温度、介质特性、结构形式和尺寸、管口方位、标高等)，围绕着设备内、外附件的选型进行机械结构设计、围绕着确定厚度大小进行强度、刚度和稳固性的设计和校核运算。这一步往往通过“边算、边选、边画、边改”的做法来进行。一样步骤如下。 (1)全面考虑按压力大小、温度高低和腐蚀性大小等因素来选材。通常先按压力因素来选材；当温度高于200℃或低于一40℃时，温度确实是选材的要紧因素；在腐蚀强烈或对反应物及物料污染有特定要求的，腐蚀因素又成了选材的依据。在综合考虑以上几方面同时，还要考虑材料的加工性能、焊接性能及材料的来源和经济性。 (2)选用零部件。设备内部附件结构类型，如塔板、搅拌器型式，常由工艺设计而定；外部附件结构形式，如法兰、支座、加大圈、开孔附件等，在满足工艺要求条件下，由受力条件、制造、安装等因素决定。 (3)运算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等，常用列表法、分项统计的方法来进行。 (4)强度、刚度、稳固性设计相校核运算。按照结构形式、受力条件和材料的力学性能、耐腐蚀性能等进行强度、刚度和稳固性运算，最后确定出合理的结构尺寸。因大多数工况下强度是要紧矛盾，因此有的设备设计常不作后两项运算。 (5)绘制设备总装图。对初学者，常采纳“边算、边选、边画、边改”的作法，初步计
板式塔设备机械设计
板式塔设备机械设计
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1 板式塔设备机械设计任务书 1.1 设计任务及操作条件 试进行一蒸馏塔与裙座的机械设计 已知条件为：塔体内径mm D i 2000=，塔高m 30，工作压力为MPa 2.1，设计温度为300℃，介质为原油，安装在广州郊区，地震强度为7度，塔内安装55层浮阀塔板，塔体材料选用16MnR ，裙座选用A Q -235。 1.2 设计内容 （1）根据设计条件选材； （2）按设计压力计算塔体和封头壁厚； （3）塔设备质量载荷计算； （4）风载荷与风弯矩计算； （5）地震载荷与地震弯矩计算； （6）偏心载荷与偏心弯矩计算； （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与稳定校核； （9）塔体水压试验和吊装时的应力校核； （10）基础环设计； （11）地脚螺栓计算； （12）板式塔结构设计。 1.3.设计要求： （1）进行塔体和裙座的机械设计计算； （2）进行裙式支座校核计算； （3）进行地脚螺栓座校核计算； （4）绘制装备图（A3图纸）
2 塔设备已知条件及分段示意图 已知设计条件 分段示意图 塔体内径i D 2000mm 塔体高度H 30000mm 设计压力P 1.2MPa 设计温度t 300℃ 塔 体 材料 16MnR 许用应力 [σ] 170MPa [σ]t 144MPa 设计温度下弹性模量E MPa 51086.1? 常温屈服点s σ 345MPa 厚度附加量C 2mm 塔体焊接接头系数φ 0.85 介质密度ρ 3/800m kg 塔盘数N 55 每块塔盘存留介质层高度w h 100mm 基本风压值0q 500N/㎡ 地震设防烈度 7度 场地土类别 II 类 地面粗糙度 B 类 偏心质量e m 4000kg 偏心距e 2000mm 塔外保温层厚度s δ 100mm 保温材料密度2ρ 3/300m kg 材料 Q235-A 裙 座 许用应力t s ][σ 86MPa 常温屈服点s σ 235MPa 设计温度下弹性模量s E
化工机械基础化工设备课程设计液氨储罐机械设计详解
目录 第一章、绪论-----------------------------------------------------2 1.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------5 2.设计任务----------------------------------------------------- 3.设计思路----------------------------------------------------- 4. 2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------5 3.设计温度和设计压力的确定--------------------------------------- 第二章、材料及结构的选择与论证-----------------------------------6 1.材料选择与论证-------------------------------------------------6 2.结构选择与论证-------------------------------------------------7 第三章工艺尺寸的确定-------------------------------------------8 第四章设计计算-------------------------------------------------9 1.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------9 2.计算封头的壁厚------------------------------------------------10 3.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------10 4.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------11 5.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------13 6.选择液位计----------------------------------------------------14 7.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15 参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………
管壳式换热器的设计(化工机械课程设计)
北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011～2012学年第2 学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作部门： 一、课程设计题目 管壳式换热器的设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器 法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定。 6. 编写设计说明书一份 7. 绘制2号装配图一张，Auto CAD绘3号图一张（塔设备的）。 三、设计条件 （1）气体工作压力 管程：半水煤气（1、0.80MPa；2、0.82 MPa；3、0.85Mpa；4、0.88 MPa ；5、0.90 MPa）壳程：变换气（1、0.75MPa；2、0.78 MPa；3、0.80Mpa；4、0.84 MPa ；5、0.85 MPa）（2）壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 （3）由工艺计算求得换热面积为120m2，每组增加10 m2。
（4）壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其他数据根据表7-15、7-16选用。 （5）壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 （6）图纸：参考图7-52，注意：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 制图地点：暂定CC405 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，2号图纸一律采用徒手绘制； 3.各班长负责组织借用绘图仪器、图板、丁字尺；学生自备图纸、橡皮与铅笔； 4.画图结束后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在答辩那一天早上8：30前，由班长负责统一交到HF508。 5.根据设计说明书、图纸、平时表现及答辩综合评分。
课程设计板式塔设计示范
苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书（精馏段部分） 生物与化学工程系 生物工程专业 2011年11月27日
课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%（以上均为质量%）。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6.年工作日330天，每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明； 2.塔的工艺计算； 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4.塔内流体力学性能的设计计算； 5.塔板负荷性能图的绘制； 6.塔的工艺计算结果汇总一览表； 7.辅助设备的选型与计算； 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 p（mmHg） 1.组分的饱和蒸汽压 i
2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01238 .012??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。 附参考答案：苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）
化工设备机械基础课程设计
设计参考数据
目录 一、塔体的设计条件 (3) 二、按计算压力计算塔体和封头厚度 (4) 三、塔设备质量载荷计算 (4) 四、风载荷与风弯矩计算 (6) 五、地震载荷计算 (10) 六、偏心弯矩计算 (11) 七、各种载荷引起的轴向应力 (11) 八、筒体和裙座危险截面的强度性校核 (13) 九、塔体水压试验和吊装时的应力校核 (16) 十、基础环设计 (17) 十一、地脚螺栓计算 (19) 十二、筒体与封头联接法兰的选取 (20) 十三、主要符号说明 (22) 十四、个人总结 (24) 参考文献 (27)
一、塔体的设计条件 1、塔体的内径2000i D m =，塔高近似取40000H mm =； 2.计算压力0.9c P Mpa =，设计温度150℃； 3、设置地区：基本风压值0q =300N/m 2，地震设防烈度8度，设计基本地震加速度0.2g ，地震分组为第二组；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450mm ，每层塔板上每块塔盘上存有介质高度为90w h mm =，塔板上介质密度为800kg/m 3； 5、塔壳外表面层100mm ，保温层材料的密度300kg/m 3。 6、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150kg/㎡，包角180°。 7、塔体与裙座间悬挂一台再沸器，其操作质量为3800e m kg =，偏心距e=2000mm ； 8、塔体与封头材料选用Q345R,其中 5 []170a , [ ] 170M P a , 345 t s M P M p a E σσσ====?，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0.85φ=。 对该塔进行强度和稳定计算。
化工设备机械基础课程设计_化工设备机械基础课程设计报告书
《化工设备机械基础课程设计》 1.1课程设计的目的 (1) 综合运用《化工设备机械基础》及其相关课程的理论知识，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。 (2)培养学生对化工工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力。树立明确的设计思想，掌握化工单元设备设计的基本方法初步骤，为今后创造性地设计化工设备及机械打下一定的基础。 (3)培养学生熟悉、查问并综合运用各种有关的设计手册、规、标难、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设汁能力的基本训练。 1.2课程设计的要求 (1)树立正确的设计思想。在设计中要本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性，严肃认真地进行设计，高质量地完成设计任务。 (2)具有积极主动的学习态度和进取精神。在课程设计中遇到问题不敷衍，通过查阅资 料和复习有关教科书，积极思考，提出个人见解，主动解决问题，注重能力培养。 (3)学会正确使用标准和规，使没汁有法可依、有章可循。 (4)学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。 1.3 课程设计的容 根据教学大纲要求，完成一种典型设备的机械设计，工作量应包括：设备总装图1，设计计算书1份。 1.4课程设计的步骤 1.4.1准备阶段 (1)设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸等； (2)认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计 容 1.4.2 机械设计阶段 化工设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。根据设备的工艺条件(包括工作压力、温度、介质特性、结构形式和尺寸、管口方位、标高等)，围绕着设备、外附件的选型进行机械结构设计、围绕着确定厚度大小进行强度、刚度和稳定性的设计和校核计算。这一步往往通过“边算、边选、边画、边改”的做法来进行。一般步骤如下。 (1)全面考虑按压力大小、温度高低和腐蚀性大小等因素来选材。通常先按压力因素来选材； 当温度高于200℃或低于一40℃时，温度就是选材的主要因素；在腐蚀强烈或对反应物及物料污
毕业设计参考 釜式反应器的设计
釜式反应器的设计
前言 《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并具有设计钢制的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。 化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的： ⑴熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。
⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 ⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 ⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。我的工作是生产对苯二甲酸，所以想通过对苯二甲酸来设计反应釜。首先我由对PTA的介绍中引入本文所介绍的内容。精对苯二甲酸（PTA）是聚酯工业的重要原料，（1）精PTA工艺，此工艺采用催化氧化法将对精对二甲苯（PX）氧化成粗TA，再以加氢还原法除去杂质，将CTA精制成PTA。这种工艺在PTA 生产中居主导地位。PTA产品所含的PT酸含量较高（200ppm 左右）4-CBA较低（25ppm左右），而QTA（或ＥＰＴＡ）产品中所含的杂质与PTA相反，４-ＣＢＡ较高（250ppm左右），PT酸较低（25ppm左右以下）。目前，钴-锰-溴三元复合体系是PX氧化的最佳催化剂，其中钴是最贵的，所以