专业课程设计项目说明指导书

1塔结构设计填料塔基础特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采取耐腐蚀材料制造等，对于热敏性级轻易发泡物料，更显出其优越性。多年来，伴随高效新型填料和其它性能塔件开发，和大家对填料流体力学、放大效应及传质机理深入研究，使填料塔技术到了快速发展。所以物料为液体，并能在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上和液体做逆流流动，并进行气液两相间传质传热，符合填料塔要求。1.1塔体：塔体由等直径mm，等厚度圆筒及上下封头组成。，1.2法兰：依据设计压力MPa，设计温度t=120℃。选择材料为16MnR板材材料法兰，因公称压力较弱，可选择甲型平焊法兰，塔体由等直径mm，人孔直径为500mm，所以选择公称直径DN=500mm，PN=1.0MPa法兰。1.3支座：塔体支座是塔体和基础连接结构，认为塔设备较高、重量较大，为确保器足够强度及刚度，采取裙式支座。因为圆筒型裙座制造方便，经济上合理，为预防风载荷或地震载荷所引发弯矩而造成倾倒，配置较多地脚螺栓和足够大承载面积基础环，使其稳固在混凝土基础上。1.4人孔：为安装、检修、检验等需要，在塔体上设置人孔。依据塔塔径选择人孔大小。1.5补强圈：采取补强圈来增强开孔边缘处金属强度，考虑补强可靠性，选择等面积补强，受静压条件下结构比较可靠，补强圈材料、厚度去壳体相同。1.6接管：用于连接工艺管线，使得塔设备和其它相关设备相连接。，按其用途选择进液管、出液管、回流管、进气出气管、仪表接管、液位计接管等。1.7吊柱：安装于塔顶，用于安装、检修时吊运塔内件。1.8封头：因为椭圆型封头受力好，应力分布较均匀，其深度较半球型封头小得多，易于冲压成型，所以选择表准型椭圆封头。2设计条件1、塔体内径mm；塔高近似取H=24000mm。2.、计算压力MPa；设计温度t=120℃。3、设置地域基础风压值；地震设防裂度为8度；场地土类Ⅱ类；地面粗糙度为B类。4、塔内填料形式为350y型波板，填料比重为280，持液量为0.04；介质液相比重为850；填料层段数为y=3；液体搜集器估重87，液体分布器估重62。5、沿塔高每5米左右开设一个人孔，人孔数为4个，对应在人孔处安装半圆形平台4个，平台宽度为B=900mm，高度为1000mm。6、塔外保温层厚度为，保温材料密度为。7、塔体和封头材料选择16MnR，其中。8、裙座材料选择Q235-AR。9、塔体和裙座对接焊接，塔体焊缝系数。10、塔外附件重3500kg。11、塔体和封头壁厚、板附加量取C=2mm，裙座及地脚螺栓许可腐蚀裕度为3mm。3按设计压力计算塔体和封头壁厚3.1、塔体壁厚计算考虑壁厚附加裕度C=2mm，经圆整取3.2、标准椭圆封头壁厚计算考虑壁厚附加裕度C=2mm，经圆整取4设备质量载荷计算4.1、塔体圆筒、封头、裙座质量由图得，塔体圆筒总高度为；由13-1.5表查得DN1600mm，壁厚10mm圆筒每m长质量为397kg；有13-2.2表查得DN1600mm,壁厚10mm椭圆形封头质量为237kg（封头曲面深度400mm，直边高度10mm）；1）圆筒质量2）封头质量3）裙座质量4.2、塔内构件质量4.3、保温层质量4.4、平台扶梯质量笼式扶梯总高度平台数量n=4个4.5、操作时物料质量4.6、附件质量充水质量封头容积多种质量载荷汇总图，将全塔分成六段，计算下列各质量载荷（计算中有近似）塔段0-11-22-33-44-55-顶累计塔段长度/mm7001300770061606160152023540人孔和平台数0011114液体分布器0001113液体搜集器000110237875330572446244694010019——268126812594—7596—50909735735230265928524583963961901520—5243075410410102452110419311459169162263500—61710780862486242120308005102189280132415724157413929815全塔操作质量/kg全塔操作质量/kg水压试验时最大质量5风载荷和风弯矩计算5.1、风载荷计算以2-3段为例计算风载荷其中—空气动力系数，对圆筒形容器=0.7；55442400332211—10m高处基础风压值，；55442400332211—风压高度改变系数，，查表16-7，得=1.0；—计算段长度，=7700mm；—脉动影响系数，由表16-5查得=0.72（B类）；—塔基础自振周期，对等直径，等壁厚圆截面塔；—脉动增大系数，依据自振周期由表16-4查得；—振型系数，由表16-6查得；—操作平台所在计算段长度，mm；—风振系数，—塔有效直径。设笼式扶梯和进出口部署成90°，取下面（a），（b）式中较大者：（a）（b）（a）（b）取以上述方法计算出各段风载荷，列于下表：计算段mmm平台数mm17004000.70.720.0082.081.0170.641002420308213004000.70.720.0382.081.0780.723002420684377004000.70.720.2402.081.3601.0010123426547782461604000.70.790.7302.081.9601.25201292247810472561604000.70.790.7302.081.9601.25201292247810472615204000.70.821.0002.082.2011.4230111843370448275.2风弯矩计算截面计算式0-01-12-26地震弯矩计算塔总高度全塔操作质量塔总高度全塔操作质量结构综合影响系数重力加速度地震影响系数查得16-2得(Ⅱ类,远震)查得16-3得(8级)计算截面距地面高度0-0截面1-1截面2-2截面15206160616077001300700等直径、等壁厚塔，，计算地震弯矩地震截面地震弯矩计算0-01-12-27多种载荷引发轴向应力7.1设计压力引发轴向拉应力7.2操作质量引发轴向压应力截面计算式0-01-1—人孔截面截面积，查表16-10得2-2其中7.3最大弯矩引发轴向应力截面计算式0-0其中1-1其中—人孔截面断面模数，查表16-10得2-2其中8塔体和裙座危险截面强度和稳定校核8.1塔体最大组合轴向拉应力校核截面计算式塔体最大组合轴向拉应力发生在正常操作时2-2截面上其中8.2塔体和裙座稳定性校核截面计算式塔体最大组合轴向压应力发生在停车2-2截面上其中1-1其中0-0其中9塔体水压试验和吊装时应力校核9.1水压试验时多种载荷引发应力9.1.1试验压力和静液柱引发环向应力9.1.2由试验压力引发轴向拉应力9.1.3水压试验时最大质量引发轴向压应力9.1.4弯矩引发轴向应力9.2水压试验时应力校核9.2.1筒体环向应力校核9.2.2最大组合轴向拉应力校核9.2.3最大组合轴向压应力校核9.3吊装时应力校核按图16-11所表示最不利吊装条件进行校核10基础环设计10.1基础环尺寸取10.2基础环应力校核10.2.110.2.2取以上二者中大值选择75号混凝土，由表16-11查得其许用应力10.3基础环厚度按有筋板时计算基础环厚度假设螺栓直径为M42，查表16-18得当11地脚螺栓计算11.1地脚螺栓最大拉应力取以上二者中较大值，11.2地脚螺栓根径—地脚螺栓根径，mm；n—地脚螺栓个数，取由表16-13得M42螺栓根径故选择32个M42地脚螺栓，满足要求。12设计小结设计，给人以创作冲动。在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般圆明园或是今日一塑自由女神像；在工程师心中，设计是贝尔试验室电话机或是华为程控交换机。凡此种种，但凡包含设计全部是一件良好事情，因为她能给人以美幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实是她能给人以成长和成长所需营养，而这种营养更是一个福祉，一辈子消受不竭享用不尽。我就是以此心态对待此次《过程设备设计》课程设计，所谓“态度决定一切”，于是偶然又肯定地收获了很多，概而言之，大约以下几点：

一、温故而知新。课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材和资料手册，对知识系统而全方面进行了梳理，碰到难处先是苦思冥想再向同学、老师请教，最终熟练掌握了基础理论知识，而且领悟很多平时学习难以了解掌握较难知识，学会了怎样思索思维方法，找到了设计灵感。

二、思绪即出路。当初没有思绪，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。在对理论知识梳理掌握以后，茅塞顿开，柳暗花明，思绪如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。顿悟，没有思绪便无出路，原来思绪即出路。

三、实践出真知。文革以后，相关真理大讨论最终止果是“实践是检验真理唯一标准”，自从耳闻以来，便一直认为马克思主义中国化生成教条。时至今日，课程设计基础告成，又一次切身领悟“实践是检验真理唯一标准”，才明晓实践出真知。不为则不知，无为则无知，实践出真知。

四、创新求发展。“创新”现在在中国已经提升到国家发展战略地位，足见“创新”举足轻重。所以，我们要从小处着手，顺应时代发展时尚，在课程设计中不忘在小处创新，未必是创新技术，但凡创新思维亦可，未必成功，只要实现创新思维培育和锻炼即可。

五、过而能改，善莫大焉。至善至美，是人类永恒追求。不过，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方法，去恶亦是至善，改错亦为至美。在课程设计过程中，我们不停发觉错误，不停更正，不停领悟，不停获取。最终检测调试步骤，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”知行观。对我而言，知识上收获关键，精神上丰收愈加可喜。让我知道了学无止境道理。我们每一个人永远不能满足于现有成就，人生就像在爬山，一座山峰后面还有更高山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上又一个很美好回想！

13参考资料1．国家技术监督局.钢制