課程設計輔導塔器2ppt課件

設計室安排 01 07班東院222教室02 03班東院223教室04 05 06 08班東院156教室答疑時間14 15周周二 四 六全天點名 簽到 設計過程考核 化工過程與設備 課程設計輔導 設備的機械設計 課程設計的目的和意義1 綜合運用 化機基礎 課程及其它相關課程的知識 并使之得到鞏固和深化 2 培養(yǎng)正確的工程設計思想 掌握設備機械設計的基本方法和步驟 3 熟悉常用的設計規(guī)范和標準的使用 4 訓練機械制圖能力 5 培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力 二 設計任務 一 工藝條件采用前面 化工原理 課程設計的工藝條件和計算結果 二 機械設計內容1 確定設計依據(jù)2 結構設計 繪制結構草圖 3 材料選擇4 強度設計 強度和穩(wěn)定性計算 5 標準化零部件選擇 人孔 接管 接管法蘭 6 開孔補強計算7 繪制1號裝配圖一張8 編寫設計說明書 三 設計方法和步驟 1 設計依據(jù) 鋼制壓力容器 GB150 1998及其相關標準 壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 1999 鋼制塔式容器 JB4710 2000 鋼制管殼式換熱器 GB151 1999 2 結構設計 塔內件結構 塔盤結構 在設計說明書中 繪制工藝結構草圖 標注形位尺寸 3 材料選擇 要寫出選材理由和依據(jù) 分析影響材質的各種因素 明確標準規(guī)定和選材原則 確定出塔體 支座 塔內件 零部件的材質 1 考慮壓力 2 考慮溫度 3 考慮介質性質 是否有毒 易燃 易爆 4 考慮安全監(jiān)察 管理 屬幾類容器 4 強度設計 強度和穩(wěn)定性計算 一 計算步驟 1 按計算壓力確定筒體 封頭的有效壁厚Se和Seh 2 設定各截面處筒體有效壁厚Sei 封頭有效壁厚Seh 裙座殼有效壁厚Ses 3 選取若干計算截面 包括所有危險截面 計算各種載荷 4 計算塔在各種載荷作用下的軸向應力 5 筒體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定性校核計算塔在多種載荷聯(lián)合作用下的組合軸向應力 并應滿足相應的強度和穩(wěn)定性條件 否則須重新設定壁厚 直至滿足全部校核條件為止 6 筒體和裙座水壓試驗應力校核 7 基礎環(huán)設計 8 地腳螺栓計算 4 強度設計 強度和穩(wěn)定性計算 二 計算方法 1 按計算壓力確定筒體 封頭的有效壁厚Se和Seh 確定設計參數(shù) 說明理由 Pc t C1 C2 n 筒體計算壁厚 設計壁厚 名義壁厚 有效壁厚 封頭計算壁厚 標準橢圓形封頭 設計壁厚 名義壁厚 有效壁厚 2 設定塔各截面處的壁厚 若取等截面塔 則各截面處壁厚相等 筒體名義壁厚Sni和有效壁厚Sei 可參照Se設定 Sei應不小于Se 封頭名義壁厚Snhi和有效壁厚Sehi 可參照Seh設定 Sehi應不小于Seh 裙座殼有效壁厚Ses Ses應不小于6mm 3 選取若干計算截面 包括所有危險截面 計算各種載荷 質量載荷計算 塔操作質量 mo mo1 mo2 mo3 mo4 mo5 ma me塔最大質量 mmax mo1 mo2 mo3 mo4 ma mw me塔最小質量 mmin mo1 0 2mo2 mo3 mo4 ma memo1 塔殼體和裙座質量 kg mo2 內件質量 kg mo3 保溫材料質量 kg mo4 平臺 扶梯質量 kg mo5 操作時塔內物料質量 kg ma 人孔 接管 法蘭等附件質量 kg mw 液壓試驗時 塔內充液質量 kg me 偏心質量 kg 塔殼體和裙座質量 mo1 1 圓筒質量m1 式中 Ho 塔體圓筒總高度 已由工藝計算求得 m Di Do 分別為塔的內 外直徑m 鋼 材料的密度kg m3 2 封頭質量m2 根據(jù)封頭的公稱直徑DN和壁厚 查取相應標準 3 裙座質量m3 式中 Hs 裙座高度m Di Do 分別為裙座的內 外直徑m mo1 m1 m2 m3 塔內件質量 mo2 查 化機基礎 教材P236表8 1或 課程設計 教材P437表9 21得浮閥 或篩板 塔盤單位質量qkg m2則 人孔 法蘭 接管與附屬物質量 ma 保溫材料質量 mo3 平臺 扶梯質量 mo4 qp 平臺單位質量 150kg m2 B 平臺寬 取B 900mm n 平臺數(shù)量 在每個人孔處安裝一個平臺 qF 籠式扶梯單位質量 40kg m HF 扶梯高度 根據(jù)塔高確定 操作時塔內物料質量 mo5 hL 塔盤上清液層高度m 工藝設計確定 ho 塔釜深度m 工藝設計確定 充水質量 mw 全塔操作質量 mo 全塔最小質量 mmin 全塔最大質量 mmax 將各段質量載荷列表 塔段號 質量 地震載荷計算 塔的自振周期計算 由 課程設計 P437表9 22查得 設計地震烈度7級 由表9 23查得場地土的特征周期 Tg 0 3 類場地土 近震 地震影響系數(shù) 結構綜合影響系數(shù)Cz 0 5 計算 當H D 15 或H 20m時 必須考慮高振型影響 這時 地震彎矩按下式計算 計算危險截面的地震彎矩 0 0 基底 截面 1 1 裙座人孔 截面 2 2 筒體與裙座連接處 截面 式中 h 計算截面距地面的高度 mm 風載荷計算 風力計算 風振系數(shù) 由 9 26 式計算各塔段的風振系數(shù)K2i 計算結果列于表中 塔段號 項目 水平風力計算 由式 9 25 計算各塔段的水平風力 各段有關參數(shù)及計算結果列于表中 塔段號 項目 風彎矩計算 0 0截面 1 1截面 2 2截面 4 各種載荷引起的軸向應力 計算壓力引起的軸向拉應力 1 操作質量引起的軸向壓應力 2 1 1截面 0 0截面 Asm 裙座人孔處截面的截面積 mm2由式 9 43a 計算 2 2截面 最大彎矩引起的軸向應力 3 最大彎矩取下式計算值中較大者 計算結果列表 各危險截面的 3計算如下 5 筒體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定性校核 筒體的強度與穩(wěn)定性校核 強度校核 筒體危險截面2 2處的最大組合軸向拉應力 校驗 是否滿足強度條件 穩(wěn)定性校核 筒體危險截面2 2處的最大組合軸向壓應力 校驗 是否滿足穩(wěn)定性條件 許用軸向壓應力 K 載荷組合系數(shù) 取K 1 2 裙座的穩(wěn)定性校核 裙座危險截面0 0及1 1處的最大組合軸向壓應力 校驗 是否滿足穩(wěn)定性條件 許用軸向壓應力 6 筒體和裙座水壓試驗應力校核 筒體水壓試驗應力校核 由試驗壓力引起的環(huán)向應力 校驗 是否滿足 由試驗壓力引起的軸向應力 1 水壓試驗時 重力引起的軸向應力 2 由彎矩引起的軸向應力 3 最大組合軸向拉應力校核 校驗 是否滿足強度條件 最大組合軸向壓應力校核 校驗 是否滿足穩(wěn)定性條件 裙座水壓試驗應力校核 水壓試驗時 重力引起的軸向應力 2 Asm 裙座人孔處截面的截面積 mm2由式 9 43a 計算 由彎矩引起的軸向應力 3 最大組合軸向壓應力校核 校驗 是否滿足穩(wěn)定性條件 7 基礎環(huán)設計 基礎環(huán)尺寸 取Dob Dis 160 400 mm Dib Dis 160 400 mm 基礎環(huán)的應力校核 取其中較大值 Zb 基礎環(huán)的抗彎截面系數(shù) mm3 Ab 基礎環(huán)的面積 mm2 校驗 是否滿足強度條件 Ra 混凝土許用應力 MPa 若選用75號混凝土 則Ra 3 5MPa 基礎環(huán)厚度 參見圖9 67 b 按有筋板時 計算基礎環(huán)的厚度Sb 基礎環(huán)材料的許用應力 對低碳鋼取 140MPa 計算力矩 N mm mm 取矩形板X Y軸的彎矩Mx My中絕對值較大者 Mx My按表9 29計算 且 Sb n 12mm 8 地腳螺栓計算 地腳螺栓承受的最大拉應力 取其中較大值 當時 塔設備自身穩(wěn)定 但應設置一定數(shù)量的地腳螺栓 以固定位置 當時 塔設備必須設置地腳螺栓 地腳螺栓直徑 圓整后地腳螺栓的公稱直徑不得小于M24 d1 地腳螺栓的螺紋根部直徑 mm n 地腳螺栓個數(shù) 一般取4的倍數(shù) C2 腐蝕裕度 一般取3mm 地腳螺栓材料的許用應力 MPa 地腳螺栓材料一般選用Q235 A或16Mn 對Q235 A 147MPa 對16Mn 170MPa 在以上各項計算均滿足強度條件及穩(wěn)定性條件后 將塔的機械設計結果列于表中 5 標準化零部件選擇 人孔 接管 接管法蘭 6 開孔補強計算 等面積補強的設計方法 1 計算有效補強范圍B h1 h2 有效寬度 3 計算可提供的補強面積A1 A2 A3 A1 B d Se S 2 Sn t C Se S 1 fr A2 2h1 Sn t St C fr 2h2 Sn t C C2 fr A3 按實際尺寸計算 4 判斷是否需要另加補強面積 若A1 A2 A3 A則不需補強若A1 A2 A3 A則需補強 5 若需補強 則計算另加補強面積A4 A4 A A1 A2 A3 6 根據(jù)A4選取標準補強圈 并使得A1 A2 A3 A4 A 7 繪制1號裝配圖一張 8 編寫設計說明書 設計說明書內容 一 前言闡述1 設計目的2 設計要求3 設計條件4 設計依據(jù)5 設備結構形式的總體概述二 材料選擇 工藝條件分析 對選材的簡要評述選