第八章 塔设备的机械设计(化工技术)ppt课件.ppt

《第八章 塔设备的机械设计(化工技术)ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1折流板及支承板的作用：延长壳程介质的流道长度，提高壳程内流体的流速，加强湍流程度，以提高传热效率。同时便于安装和防止管子变形过大2折流板的结构及固定方式：弓形、盘环形、扇形缺口；拉杆与定距管小结3温差应力由于管壁与壳壁存在温度差，壳体与管束的膨胀量不同，相互制约产生的应力1）热应力与管长无关2）较大的热应力产生在具有较小横截面尺寸的构件上。若管壳的材料一致，则应力为4管子拉脱力管子每平方米胀接周边上所受到的力。由操作压力和温差应力联合作用5温差应力的补偿办法减少壳体与管束间的温度差(有限)装设挠性构件（部分）使壳体和管束自由热膨胀（

2、完全）6膨胀节的作用及常用结构安装在固定管板式换热器上进行膨胀变形差补偿的挠性构件，可减小热应力。平板式、波形、夹壳式7管箱及壳程接管的形式第八章塔设备的机械设计1塔设备的作用外形是一个高大直立的容器，高径比较大一种典型的传质设备，广泛用于传质分离过程，可以进行蒸馏、精馏、吸收、萃取、吸附等。化工、石油等工业中广泛应用的重要设备，占总投资的25％左右。2塔设备传质的原理传质借物质分子的扩散来完成。扩散的推动力是浓度差，当扩散的各个方向浓度相等即达平衡状态，完成传质过程。塔设备即利用此原理，不断建立平衡达到分离提纯的目的。3塔设备的分类

3、板式塔和填料塔4塔设备的结构1）塔体：包括筒节、封头、联结法兰2）内件：塔板或填料及其支撑装置3）支座：裙式支座4）附件：人孔、进出料接管、液体和气体的分配装置、塔外扶梯、平台、保温层等3塔设备机械设计的要求1）选材2）结构3）制造第一节塔体与裙座的机械设计一塔体厚度的计算设计应满足强度条件和稳定条件1按计算压力计算塔体及封头厚度2塔体承受的各种载荷的计算除工作介质压力外，还承受自重载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷的作用。1）塔设备自重载荷的计算塔体质量内部构建质量保温层质量平台扶梯质量塔内物料质量附件质量偏心质量2）地震载荷计算发生

4、地震时，塔设备作为悬臂梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。因此在地震等级≥7的地区要考虑地震载荷。①水平地震力直径、壁厚沿高度变化的单个圆筒形直立设备可视为多质点体系。在高度hk处的集中载荷mk引起的基本振型水平地震力为：②垂直地震力地震烈度为8或9度区的塔器应考虑上下两个方向垂直地震力的作用底截面处：当H/Di>15，或高度H≥20m时，考虑高振型影响，取地震弯矩为以上计算值的1.25倍底部③地震弯矩3）风载荷计算对自支承式塔设备受风压作用后，塔体会发生弯曲变形吹到塔设备迎风面上的风压值随设备高度增加而增加为简化计算，将其分段。任意计

5、算段风载荷大小与所在地基本风压值、塔高、直径、形状及自振周期有关。塔设备作为悬臂梁，在风载荷作用下产生弯曲变形。4）偏心载荷计算塔设备在顶部悬挂分离器、冷凝器等附属设备时会产生偏心载荷，偏心载荷引起的弯矩为：Me=mege3塔体稳定校核1）假设筒体有效厚度δei2）计算压力在塔体中引起的轴向应力：3）重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力4）弯矩在塔体中引起的轴向应力:－计算截面处的最大弯矩，取风弯矩或地震弯矩加25％风弯矩两者的较大值与偏心弯矩之和。5）最大组合轴向压应力外压，正常操作时内压，停车时6）轴向许用压应力7）稳定条件

6、K—载荷组合系数，取K＝1.2B—P172④筒体轴向应力的验算4塔体拉应力校核1）假设有效厚度δei2）计算最大组合轴向拉应力内压，正常操作时外压，非操作时K－载荷组合系数，取K＝1.23）强度校核条件确定塔体厚度取δe，δei(压)，δei(拉)中的较大值，再加壁厚附加量，考虑制造、运输、安装时的刚度要求，确定塔体厚度。小结1塔体承受的各种载荷：自重载荷、地震载荷、风载荷、偏心载荷按多质点悬臂梁来计算2塔体的稳定校核计算出各轴向应力，危险截面最大拉应力满足强度条件，最大压应力满足稳定条件。5塔设备水压试验时的应力验算1）由试验压力引

7、起的环向应力2）由试验压力引起的轴向应力3）重力引起的轴向应力4）由弯矩引起的轴向应力mT只计入i截面以上塔壳、内构件、偏心质量、保温层、扶梯平台的质量5）液压试验时圆筒材料的许用轴向压应力6）压力试验轴向应力校核条件轴向拉应力：液压试验气压试验轴向压应力二裙座设计结构：1）座体2）基础环3）螺栓座4）管孔1座体设计初选座体有效厚度δes，然后验算危险截面应力。1）基底为危险截面时,应满足操作时，水压试验时，基底截面0－0上的应力分布见P247图8-15、162）较大开孔处为危险截面时操作时，水压试验时，2基础环设计1）基础环尺寸的确

8、定2）基础环厚度计算①基础环上无筋板时取大值且≤Ra作为最大组合轴向压应力②基础环上有筋板时δb+C（2mm）→δn基础环厚度不能小于16mmMs－计算力矩4地脚螺栓计算计算地脚螺栓承受的最大拉应力为：3螺栓座的设计结构