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。

二、按计算压力计算塔体、封头和裙座厚度 1、塔体厚度计算 0.92000

6.252[]21700.850.9

c i t c p D mm p δσϕ⨯=

==-⨯⨯-

考虑厚度附加量C=3mm ，经圆整后取12n mm δ=。 2、封头厚度计算

0.92000

6.242[]0.521700.850.50.9

c i t c p D mm p δσϕ⨯=

==-⨯⨯-⨯

考虑厚度附加量C=3mm ，经圆整后取12n mm δ=。 3、裙座厚度也取12mm 。 三、塔设备质量载荷计算 1、筒体圆筒、封头、裙座质量01m

()()22012

234

2.0242407.85104

23817o i m D D H kg

π

ρπ

=-⨯⨯=

-⨯⨯⨯=

2、附属间质量 a m 010.255954a m m kg ==

3、塔内构件质量02m

202707547075164934

4

i m D kg π

π

=

⨯⨯=

⨯⨯⨯=

（浮阀塔盘质量752/kg m ） 4、保温层质量03m

2203[(2.0240.2) 2.024](40 3.6)300

47287m kg

π

=+-⨯-⨯=

5、平台、扶梯质量04m

22041

[(2.0242) 2.024]15074040

42

6588m kg

π

=

+-⨯⨯⨯+⨯= 说明：单位面积质量2150/kg m ，笼式扶梯单位长度质量40/kg m ；笼式扶梯总高40m ，平台数量为7。 6、操作时物料质量05m

220520.0970800

44

=15834kg

i w m D h N π

π

ρ=

=

⨯⨯⨯⨯

说明：物料密度3800/kg m ρ=，塔板数N=70，塔板上液层高度

0.09w h m =。

7、 充水质量为

221000=114354kg 4

w m π=

⨯⨯⨯（40-3.6） 其中31000/w kg m ρ= 8、 各种质量载荷汇总

将全塔分为9段，计算各质量载荷（计算中略有近似）

全塔操作质量

001020304052381716493728749881600158345954380079773a e

m m m m m m m m kg

=++++++=+++++++= 全塔最小质量

min 010203040.2238170.2164937287498816005954380050745a e

m m m m m m m kg

=+++++=+⨯+++++= 水压试验时最大质量

max 01020304238171649372874988114354595416003800178293a w e

m m m m m m m m kg =++++++=+++++++=

四、风载荷与风弯矩计算 1、风载荷计算示例

以2~3段为例计算风载荷3P

63123033310()e P K K q f l D N -=⨯

式中：

1K ——体形系数，对圆筒形容器，10.7K =

0q ——10m 高处基本风压值，20300/q N m = 3f ——风压高度变化系数，查表8-5得：3 1.0098f =