化工原理课程设计(化工机械设计部分)精馏塔

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1、化工机械设计部分设计条件：设计压力0.1Mpa，工作温度130℃，设计温度150℃，介质名称为苯—氯苯，介质密度为973㎏/，基本风压300N/㎡[1]，地震烈度为8，场地类别Ⅱ，塔板数量22，塔高26m，保温层材料厚度为100mm，保温层密度为300㎏/一塔体及封头厚度设计1壳体材料选取该塔工作温度为130℃，设计压力为0.12Mpa，塔体内径3400mm，塔高21米。介质苯-氯苯有轻微的腐蚀性，选用强度较好的16MnR，16MnR在设计温度下的许用应力=170Mpa，Rel=345Mpa，腐蚀

2、裕量=2mm，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，焊接系数为Φ=1.02塔体厚度计算计算压力：D=4600mm圆筒的计算厚度：设计厚度：考虑到其受到风载荷、地震载荷、偏心载荷和介质压力作用，取名义厚度：有效厚度：3封头厚度计算（封头采用标准椭圆形封头，材料与筒体相同）计算压力：封头厚度：设计厚度：取名义厚度：有效厚度：二塔设备质量载荷计算1筒体、圆筒、封头、裙座的质量【8】2附件的质量3塔内构件的质量筛板塔塔盘单位质量塔内构件的质量：4保温层的质量5平台、扶梯的质量查得平台单位质量笼式扶梯单位质量其中

3、平台数，笼式扶梯高度为平台、扶梯的质量㎏6操作时物料的质量7水压试验质量8操作质量：9全塔最大质量mmax=m01+m02+m03+m04+ma+mw=37732610全塔最小质量mmin=m01+0.2m02+m03+m04=43256kg计算前先对塔进行分段，以地面为0-0截面，裙座人孔为1-1截面，塔低封头焊缝为2-2截面，筒体分为两段,总共四段。塔段0-11-22-33-4合计塔体长度1000600010000900026000塔板数0012102290854489080817223625

4、－－129561079623753－－533144428441402405520300589775－－85347111156452271362227020435906－－1661021494953156011175705043673355698634537732643256三塔的自振周期计算段平台数110003000.70.720.00751.691.024110056011072260003000.70.720.141.691.1451700560173953100003000.70.7690.

5、591.691.7171.184172360577623668490003000.70.84111.692.0481.335262360627632146四风载荷与风弯矩的计算【6】①0-0截面风弯矩=②1-1截面风弯矩2-2截面风弯矩五地震弯矩的计算第一振型脉动系数：0.02衰减指数：0.95塔总高：26m自振周期T1=0.36场地特征周期：（表8-2）地震影响系数最大值：（表8-3）地震影响系数：H(0-0)=0mmH（1-1）=1000mmH（2-2）=7000mm底截面处地震弯矩：1—1截

6、面处地震弯矩：2—2截面处地震弯矩：1.1偏心弯矩的计算不设置再沸器所以不考虑1.2各种载荷引起的轴向应力1.2.1计算压力引起的轴向应力1.2.2操作质量引起的轴向应力各截面操作质量：0—0截面1—1截面2—2截面8634585437799891.1.1最大弯矩引起的轴向应力最大弯矩：1.2塔体和裙座危险截面强度与稳定性校核1.2.1截面的最大组合轴向拉应力校核截面2-2，塔体的最大组合轴向拉应力发生在正常操作的2-2截面上，其中，塔体的最大组合轴向啦应力发生在正常时的截面2-2上所以满足要求1

7、.1.1塔体与裙座稳定性校核塔体截面2-2上的最大组合轴向压应力所以满足要求其中查图5-9得（16MnR，200℃）E=1.86×【6】塔体1-1截面上的最大组合轴向压应力查图5-9得（Q235-B150℃）E=2×塔体截面0-0上的最大组合轴向压应力满足条件项目计算危险截面0-01-12-2塔体与裙座有效厚度，/mm5.25.25.2截面以上的操作质量/㎏863458543779989计算截面面积A=75109计算截面的抗弯截面系数Z=0.86最大弯矩最大轴向拉应力/Mpa204－－最大允许轴向

8、压应力/MpakB343451.55135.5135.5204计算压力引起的轴向拉应力0022.12操作质量引起的轴向压应力8.4213.478.13最大弯矩引起的轴向应力14.329.527.46最大组合轴向拉应力－－21.19最大组合轴向压应力19.9517.0218.78强度与稳定校核强度－－满足要求稳定性满足要求满足要求满足要求1.1塔体水压试验和吊装时的应力校核1.1.1水压试验时各种载荷引起的应力液柱静压：试验压力：试验压力和液柱静压力引起的环向应力：试验压力引起的轴向