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文檔簡介
1、<p><b> 化工原理設(shè)計任務(wù)書</b></p><p> 一、設(shè)計題目: 苯-氯苯精餾塔的工藝設(shè)計</p><p><b> 二、設(shè)計任務(wù)</b></p><p> 1)進精餾塔的原料液中含氯苯為30%(質(zhì)量百分比,下同),其余為苯。</p><p> 2)塔頂餾出液中含氯
2、苯不高于2%。</p><p> 3)生產(chǎn)能力為日產(chǎn)純度為99.8%的氯苯Z噸產(chǎn)品。年工作日330天,每天24小時連續(xù)運行。 (設(shè)計任務(wù)量為55萬噸/年)</p><p><b> 三、操作條件</b></p><p> 1.塔頂壓強4kPa(表壓);</p><p> 2.進料熱狀況,自選;</p>
3、<p><b> 3.回流比,自選;</b></p><p> 4.塔釜加熱蒸汽壓力506kPa;</p><p> 5.單板壓降不大于0.7kPa;</p><p> 6. 設(shè)備型式:自選</p><p><b> 7.廠址 唐山地區(qū)</b></p><
4、p><b> 四、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p> 1.設(shè)計方案的確定及工藝流程的說明;</p><p><b> 2.塔的工藝計算;</b></p><p> 3.塔板流體力學(xué)計算;</p><p> 4.塔附件設(shè)計計算;</p><p> 5.塔總體高
5、度設(shè)計;</p><p> 6. 輔助設(shè)備的選型與計算;</p><p> 7.塔的機械強度校核;</p><p> 8.設(shè)計結(jié)果列表或設(shè)計一覽表;</p><p><b> 9.精餾塔的裝配圖</b></p><p> 10.對設(shè)計結(jié)果的自我評價總結(jié)與說明</p><
6、;p> 11.設(shè)計說明書一份</p><p><b> 五、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p> 1.組分的飽和蒸汽壓(mmHg)</p><p> 2.組分的液相密度(kg/m3)</p><p> 純組分在任何溫度下的密度可由下式計算</p><p><b> 苯
7、 </b></p><p><b> 氯苯 </b></p><p> 式中的t為溫度,℃。</p><p> 3.組分的表面張力(mN/m)</p><p> 雙組分混合液體的表面張力可按下式計算:</p><p> ?。锳、B組分的摩爾分率)</
8、p><p><b> 4.氯苯的汽化潛熱</b></p><p> 常壓沸點下的汽化潛熱為35.3×103kJ/kmol。</p><p> 純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示:</p><p> (氯苯的臨界溫度:)</p><p> 5.其他物性數(shù)據(jù)可查化工原理附錄。&l
9、t;/p><p> 苯-氯苯板式精餾塔的工藝計算書(精餾段部分)</p><p> 一、精餾塔的物料衡算</p><p> 1.料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率</p><p> 苯和氯苯的相對摩爾質(zhì)量分別為78和112.5 kg/kmol。</p><p><b> 平均摩爾質(zhì)量</b>&l
10、t;/p><p><b> 2.物料衡算</b></p><p> 依題給條件:一年以330天,一天以24小時計,因有:</p><p><b> 則</b></p><p> 對全塔做物料衡算有:</p><p><b> 得:</b></
11、p><p><b> 二、塔板數(shù)的確定</b></p><p> 1.理論塔板數(shù)的求取</p><p> 苯-氯苯物系屬于理想物系,可采用梯級圖解法(M·T法)求取,步驟如下:</p><p> 1).根據(jù)苯-氯苯的相平衡數(shù)據(jù),利用泡點方程和露點方程求取</p><p> 依據(jù),,
12、將所得計算結(jié)果列表如下:</p><p> 本題中,由于塔內(nèi)壓力接近常壓(實際上略高于常壓),而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù),因為操作壓力偏離常壓很小,所以其對平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。</p><p> 2).確定操作的回流比R</p><p> 將1).表中數(shù)據(jù)作圖繪出曲線及曲線。采用泡點進料,則。在圖上,因,查得,而,。故有:</p>&
13、lt;p> 考慮到精餾段操作線離平衡線較近,故取實際操作的回流比為最小回流比的2倍,即:</p><p><b> 3).求理論塔板數(shù)</b></p><p><b> 精餾段操作線:</b></p><p> 提餾段操作線為過和兩點的直線。</p><p> 圖解得塊(不含釜)。其
14、中,精餾段塊,提餾段塊,第4塊為加料板位置。</p><p><b> 圖及見附圖</b></p><p><b> 2.實際塔板數(shù)</b></p><p> ?。ń迫啥涡氏嗤?lt;/p><p><b> 精餾段:塊,取塊</b></p><p&
15、gt;<b> 提餾段:塊,取塊</b></p><p><b> 總塔板數(shù)塊。</b></p><p> 三、塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算</p><p><b> ?。ㄒ唬┢骄鶋簭?lt;/b></p><p> 取每層塔板壓降為0.7kPa計算。</
16、p><p><b> 塔頂:</b></p><p><b> 加料板:</b></p><p><b> 平均壓強</b></p><p><b> (二)平均溫度</b></p><p> 查溫度組成圖()得:塔頂為81.
17、2℃,加料板為86.2℃。</p><p> 精餾段平均溫度 ℃</p><p><b> (三)平均分子量</b></p><p> 塔頂: ,(查相平衡圖)</p><p> 加料板:,(查相平衡圖)</p><p><b> 精餾段:</b></p&
18、gt;<p><b> ?。ㄋ模┢骄芏?lt;/b></p><p><b> 1.液相平均密度</b></p><p><b> 塔頂:</b></p><p> 液相平均密度依下式計算 </p><p><b> 進料板:</b>&
19、lt;/p><p><b> 精餾段:</b></p><p><b> 2.汽相平均密度</b></p><p> ?。ㄎ澹┮后w的平均表面張力</p><p> 液體的平均表面張力計算公式 </p><p><b> 塔頂: 查圖得 </b>&
20、lt;/p><p><b> ??;</b></p><p><b> 進料板: 查圖得 </b></p><p><b> ;</b></p><p><b> 精餾段:</b></p><p> ?。┮后w的平均粘度</
21、p><p> 塔頂:查化工原理附錄液體黏度共線圖,</p><p> 在81.2℃下有: </p><p> 加料板: 查共線圖得 </p><p><b> 精餾段:</b></p><p> 四、精餾段的汽液負荷計算</p><p> 由于進料量較大,
22、可采用兩塔并聯(lián)操作。則</p><p><b> 汽相摩爾流率</b></p><p><b> 汽相體積流量</b></p><p><b> 汽相體積流量</b></p><p><b> 液相回流摩爾流率</b></p><
23、;p><b> 液相體積流量</b></p><p><b> 液相體積流量</b></p><p> 五、塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算</p><p><b> (一)塔徑</b></p><p> 1.初選塔板間距及板上液層高度,則:</p>
24、<p> 2.按Smith法求取允許的空塔氣速(即泛點氣速)</p><p> 查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得</p><p><b> 負荷因子</b></p><p><b> 泛點氣速:</b></p><p><b> m/s</b></p>
25、<p><b> 3.操作氣速</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 4.精餾段的塔徑</b></p><p> 圓整取,此時的操作氣速。</p><p> ?。ǘ┧骞に嚱Y(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算</p>&l
26、t;p><b> 1.溢流裝置</b></p><p> 采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盤。</p><p> ?。?)溢流堰長(出口堰長)</p><p><b> 取</b></p><p><b> 堰上溢流強度,</b></p&g
27、t;<p> 滿足篩板塔的堰上溢流強度要求。</p><p><b> ?。?)出口堰高</b></p><p><b> 對平直堰</b></p><p><b> 取,于是:</b></p><p><b> (滿足要求)</b>
28、</p><p> (3)弓形降液管的寬度和降液管的面積</p><p><b> 由,查圖得,即:</b></p><p><b> ,,。</b></p><p> 液體在降液管內(nèi)的停留時間</p><p><b> ?。M足要求)</b>&
29、lt;/p><p> ?。?)降液管的底隙高度</p><p> (不宜小于0.02~0.025m,本結(jié)果滿足要求)</p><p><b> 2.塔板布置</b></p><p> (1)邊緣區(qū)寬度與安定區(qū)寬度</p><p><b> 邊緣區(qū)寬度: </b></
30、p><p> 安定區(qū)寬度:規(guī)定m時mm;m時mm;</p><p> 本設(shè)計取mm,mm。</p><p><b> (2)開孔區(qū)面積</b></p><p><b> 式中:</b></p><p><b> 3.開孔數(shù)和開孔率</b></
31、p><p> 取篩孔的孔徑,正三角形排列,篩板采用碳鋼,其厚度,且取。故孔心距。</p><p> 每層塔板的開孔數(shù)(孔)</p><p> 每層塔板的開孔率(應(yīng)在5~15%,故滿足要求)</p><p><b> 每層塔板的開孔面積</b></p><p><b> 氣體通過篩孔
32、的孔速</b></p><p><b> 4.精餾段的塔高</b></p><p> 六、塔板上的流體力學(xué)驗算</p><p> (一)氣體通過篩板壓降和的驗算</p><p> 1.氣體通過干板的壓降</p><p> 式中孔流系數(shù)查圖得出,。</p><
33、;p> 2.氣體通過板上液層的壓降</p><p> 式中充氣系數(shù)查圖得:</p><p> 氣體通過有效流通截面積的氣速,對單流型塔板有:</p><p> 3.氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降</p><p> 4.氣體通過篩板的壓降(單板壓降)和</p><p><b> ?。M足工藝要求
34、)</b></p><p> (二)霧沫夾帶量的驗算</p><p> 式中:,驗算結(jié)果表明不會產(chǎn)生過量的霧沫夾帶。</p><p><b> ?。ㄈ┞┮旱尿炈?lt;/b></p><p><b> 漏液點的氣速</b></p><p> 篩板的穩(wěn)定性系數(shù)(
35、不會產(chǎn)生過量液漏)</p><p><b> ?。ㄋ模┮悍旱尿炈?lt;/b></p><p> 為防止降液管發(fā)生液泛,應(yīng)使降液管中的清液層高度</p><p> 成立,故不會產(chǎn)生液泛。</p><p><b> 七、塔板負荷性能圖</b></p><p> (一)霧沫夾帶
36、線(1)</p><p> 以液/kg氣為限,求關(guān)系如下:</p><p><b> ?。?)</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> 將已知數(shù)據(jù)代入式(1)</p><p><b> (1-1)</b></p&
37、gt;<p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依式(1-1)算出對應(yīng)的值列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出霧沫夾帶線(1)</p><p><b> (二)液泛線(2)</b></p><p><b> ?。?)</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依上
38、式算出對應(yīng)的值列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液泛線(2)</p><p> ?。ㄈ┮合嘭摵缮舷蘧€(3)</p><p><b> 取</b></p><p><b> (3-3)</b></p><p><b> ?。ㄋ模┞┮壕€(4)<
39、/b></p><p><b> 漏液點氣速</b></p><p><b> ,整理得:</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依上式算出對應(yīng)的值列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出漏液線(4)</p><p> ?。ㄎ澹┮合嘭摵上孪蘧€
40、(5)</p><p> 取平堰堰上液層高度m作為液相負荷下限條件,。</p><p><b> 操作氣液比 </b></p><p> 依據(jù)附表及式(3)、(4)、(5)可分別做出塔板負荷性能圖上的(1)、(2)、(3)、(4)及(5)共五條線,見附圖3。</p><p> 由塔板負荷性能圖可以看出:<
41、/p><p> ①任務(wù)規(guī)定的氣、液負荷下的操作點P(設(shè)計點),處于適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。</p><p> ?、谒宓臍庀嘭摵缮舷抻伸F沫夾帶控制,操作下限由漏液控制。</p><p> ?、郯凑展潭ǖ囊簹獗龋蓤D中可以查出塔板的氣相負荷上限,氣相負荷下限</p><p> 操作彈性定義為操作線與界限曲線交點的氣相最大負荷與氣相允許最小負荷之
42、比,即:</p><p><b> 操作彈性=</b></p><p> 塔的提餾段操作工藝設(shè)計計算</p><p> 一、提餾段的物性及狀態(tài)參數(shù)</p><p><b> ?。ㄒ唬┢骄鶋簭?lt;/b></p><p> 取每層塔板壓降為0.7kPa計算。</p&g
43、t;<p><b> 進料板:</b></p><p><b> 塔底:</b></p><p><b> 平均壓強</b></p><p><b> ?。ǘ┢骄鶞囟?lt;/b></p><p> 查溫度組成圖得:加料板為86.2℃,塔
44、底為131.8℃。</p><p><b> ℃</b></p><p><b> ?。ㄈ┢骄肿恿?lt;/b></p><p> 加料板:,(查相平衡圖)</p><p> 塔底: ,。(查相平衡圖)</p><p><b> 提餾段:</b>
45、</p><p><b> (四)平均密度</b></p><p><b> 1.液相平均密度</b></p><p><b> 進料板:</b></p><p><b> 塔底:</b></p><p><b>
46、 提餾段:</b></p><p><b> 2.汽相平均密度</b></p><p> (五)液體的平均表面張力</p><p><b> 進料板:℃ </b></p><p><b> 塔底:℃ ;</b></p><p>&
47、lt;b> 精餾段:</b></p><p> (六)液體的平均粘度</p><p> 塔頂:查化工原理附錄11有:</p><p><b> 加料板: </b></p><p><b> 塔 底:℃ </b></p><p><b>
48、; 提餾段:</b></p><p> 二、提餾段的汽液負荷計算</p><p><b> 汽相摩爾流率</b></p><p><b> 汽相體積流量</b></p><p><b> 汽相體積流量</b></p><p><
49、;b> 液相回流摩爾流率</b></p><p><b> 液相體積流量</b></p><p><b> 液相體積流量</b></p><p> 三、塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算</p><p><b> ?。ㄒ唬┧?lt;/b></p>
50、<p> 1.初選塔板間距及板上液層高度,則:</p><p> 2.按Smith法求取允許的空塔氣速(即泛點氣速)</p><p> 查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得</p><p><b> 負荷因子</b></p><p><b> 泛點氣速:</b></p>&l
51、t;p><b> m/s</b></p><p><b> 3.操作氣速</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 4.提餾段的塔徑</b></p><p> 為加工方便,圓整取,即上下塔段直徑保持一致,此時提
52、餾段的操作氣速。</p><p> (二)塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算</p><p><b> 1.溢流裝置</b></p><p> 采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盤。</p><p> (1)溢流堰長(出口堰長)</p><p><b> 取</
53、b></p><p> 堰上溢流強度,滿足篩板塔的堰上溢流強度要求。</p><p><b> ?。?)出口堰高</b></p><p><b> 對平直堰</b></p><p><b> ?。M足要求)</b></p><p> ?。?)降
54、液管的寬度和降液管的面積</p><p><b> 由,查圖得,即:</b></p><p><b> ,,。</b></p><p> 液體在降液管內(nèi)的停留時間</p><p><b> ?。M足要求)</b></p><p> (4)降液管的
55、底隙高度</p><p> ?。ú灰诵∮?.02~0.025m,本結(jié)果滿足要求)</p><p><b> 2.塔板布置</b></p><p> (1)邊緣區(qū)寬度與安定區(qū)寬度</p><p> 與精餾段同,即mm,mm。</p><p> 開孔區(qū)面積與精餾段同,即</p>
56、<p><b> 3.開孔數(shù)和開孔率</b></p><p><b> 亦與精餾段同,即孔</b></p><p> 每層塔板的開孔率(應(yīng)在5~15%,故滿足要求)</p><p><b> 每層塔板的開孔面積</b></p><p><b> 氣
57、體通過篩孔的孔速</b></p><p><b> 4.提餾段的塔高</b></p><p> 四、塔板上的流體力學(xué)驗算</p><p> ?。ㄒ唬怏w通過篩板壓降和的驗算</p><p> 1.氣體通過干板的壓降</p><p> 式中孔流系數(shù)查圖得出,。</p>
58、<p> 2.氣體通過板上液層的壓降</p><p> 氣體通過有效流通截面積的氣速,對單流型塔板有:</p><p> 3.氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降</p><p> 4.氣體通過篩板的壓降(單板壓降)和</p><p> (二)霧沫夾帶量的驗算</p><p> 式中:,驗算結(jié)果表明
59、不會產(chǎn)生過量的霧沫夾帶。</p><p><b> (三)漏液的驗算</b></p><p><b> 漏液點的氣速</b></p><p> 篩板的穩(wěn)定性系數(shù)(不會產(chǎn)生過量液漏)</p><p><b> ?。ㄋ模┮悍旱尿炈?lt;/b></p><p&g
60、t; 為防止降液管發(fā)生液泛,應(yīng)使降液管中的清液層高度</p><p> 成立,故不會產(chǎn)生液泛。</p><p> 通過流體力學(xué)驗算,可認為精餾段塔徑及塔板各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合適 </p><p><b> 五、塔板負荷性能圖</b></p><p> ?。ㄒ唬╈F沫夾帶線(1)</p><p>
61、<b> (1)</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> 將已知數(shù)據(jù)代入式(1)</p><p><b> ?。?-1)</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依式(1-1)算出對應(yīng)的值列于下表:</p><
62、p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出霧沫夾帶線(1)</p><p><b> (二)液泛線(2)</b></p><p><b> ?。?)</b></p><p><b> ?。?-2)</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依式(2-2)算出對應(yīng)的值列于下表:
63、</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液泛線(2)</p><p> ?。ㄈ┮合嘭摵缮舷蘧€(3)</p><p><b> (3-3)</b></p><p> ?。ㄋ模┞┮壕€(氣相負荷下限線)(4)</p><p><b> 漏液點氣速</b></p>
64、<p><b> ,整理得:</b></p><p><b> (4-4)</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依式(4-4)算出對應(yīng)的值列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出漏液線(4)</p><p> ?。ㄎ澹┮合嘭摵上孪蘧€(5)</p>
65、<p> 取平堰堰上液層高度m,。</p><p><b> ?。?-5)</b></p><p><b> 操作氣液比 </b></p><p> 依據(jù)附表及式(3)、(4)、(5)可分別做出塔板負荷性能圖上的(1)、(2)、(3)、(4)及(5)共五條線,見附圖4。</p><p
66、> 由塔板負荷性能圖可以看出:</p><p> ?、偃蝿?wù)規(guī)定的氣、液負荷下的操作點R(設(shè)計點),處于適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。</p><p> ?、谒宓臍庀嘭摵缮舷抻梢悍嚎刂疲僮飨孪抻陕┮嚎刂?。</p><p> ?、郯凑展潭ǖ囊簹獗?,由圖中可以查出塔板的氣相負荷上限,氣相負荷下限</p><p> 操作彈性定義為操作線與界限
67、曲線交點的氣相最大負荷與氣相允許最小負荷之比,即:</p><p><b> 操作彈性=</b></p><p> 精餾塔的設(shè)計計算結(jié)果匯總一覽表</p><p> 精餾塔的設(shè)計計算結(jié)果匯總一覽表</p><p> 精餾塔的附屬設(shè)備與接管尺寸的計算</p><p> ?。ㄒ唬└綄僭O(shè)備的計算
68、</p><p><b> 1..塔頂全凝器</b></p><p><b> 苯的臨界溫度</b></p><p><b> 當時, </b></p><p><b> 則</b></p><p><b> 由
69、于(1)</b></p><p><b> K—傳熱系數(shù),</b></p><p> 進出口水的溫度為20到40 </p><p> 由(1)式解得:傳熱面積 </p><p><b> 2.塔釜再沸器</b></p><p><b> 氯苯
70、的臨界溫度為 </b></p><p> 常壓沸點下氯苯的汽化潛熱為 </p><p> 常壓下氯苯的沸點溫度131.8,由得</p><p> 因為飽和液體進料,故。</p><p> 水蒸氣的溫度由120~100</p><p><b> 傳熱系數(shù)</b></p&g
71、t;<p><b> 再沸器的傳熱面積:</b></p><p> ?。ǘ┙庸艹叽绲挠嬎?lt;/p><p> 1.塔頂蒸汽出口管徑</p><p> 依據(jù)流速選取,但塔頂蒸汽出口流速與塔內(nèi)操作壓力有關(guān),常壓可取12~20m/s。</p><p> 本設(shè)計取蒸汽流速為18m/s</p>
72、<p><b> 取管徑為</b></p><p><b> 2.回流液管徑</b></p><p> 借重力回流,回流速度為0.5m/s</p><p><b> 回流體積流率 </b></p><p><b> 取管徑為</b>&l
73、t;/p><p><b> 3.加料管徑</b></p><p> 用泵輸送回流液時,流速可取1.5m/s。 </p><p><b> 體積流率 </b></p><p><b> 加料管徑為 </b></p><p><b> 取進
74、料管徑為 </b></p><p><b> 4.料液排出管徑</b></p><p> 塔釜液出塔的流速可取u=0.8m/s。</p><p><b> 取釜液排出管徑為</b></p><p><b> 5.飽和蒸汽管徑</b></p>&
75、lt;p> 選蒸汽流速為30m/s </p><p><b> 取飽和蒸汽管徑為</b></p><p><b> ?。ㄈ┧w結(jié)構(gòu)</b></p><p><b> 1.塔頂空間</b></p><p> 塔頂空間之塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距,為利于出塔氣體的液
76、低沉降,其高度應(yīng)該大于板間距,所以塔頂空間距為</p><p><b> 2.塔底空間</b></p><p> 塔底高度選擇儲存液量停留3分鐘而定,塔底液面至最下層塔板之間要有1-2m的間距。取間距為1.5米。</p><p><b> 又 </b></p><p> 故塔底空間取2.5m
77、</p><p><b> 3.人孔</b></p><p> 對于的板式塔,為安裝、檢修的需要,需設(shè)計4個人孔。7~8層,14~15層,塔頂,塔底各設(shè)一個人孔。人孔處的板間距為</p><p><b> 4.塔體總高度為:</b></p><p> H=(n-n-n-1)H+nH+nH+H
78、+H++</p><p> =(20-1-2-1)0.6+1+20.8+0.9+2.5+0.525+2.5=18.5m</p><p><b> —封頭高度,取</b></p><p><b> —裙座高度,取</b></p><p><b> 4.塔板結(jié)構(gòu)</b>&l
79、t;/p><p> 塔板按結(jié)構(gòu)特點,大致可分為整塊式和分塊式兩類塔板。本設(shè)計塔徑為2000mm,所以塔板分為5塊。</p><p> 塔設(shè)備的機械設(shè)計及校核</p><p> 一.塔體及封頭厚度的計算</p><p><b> 1.塔體厚度的計算</b></p><p> 取設(shè)計溫度 塔體
80、與封頭材料選用,</p><p><b> 查表得, </b></p><p> 厚度附加量C=2mm</p><p><b> 本設(shè)計取</b></p><p><b> 2.封頭厚度計算</b></p><p> 采用標準橢圓形封頭:<
81、;/p><p> 厚度附加量C=2mm</p><p><b> 本設(shè)計取</b></p><p><b> 3.封頭的高度</b></p><p> 查表得封頭的高度為H=525mm</p><p> 二.塔設(shè)備質(zhì)量載荷計算</p><p>
82、 筒體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量m</p><p> 查得D=2000mm,厚度10mm的圓筒質(zhì)量496kg/m</p><p> 筒體質(zhì)量:m=496</p><p> 封頭質(zhì)量:查表得封頭質(zhì)量m=346 m=346</p><p><b> 裙座質(zhì)量:</b></p><p> m=
83、m+ m+ m=7638.4+692+1238.6=9569</p><p><b> 2塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量</b></p><p> 由表查的篩板塔盤65Kg/m </p><p><b> 3保溫層質(zhì)量</b></p><p> 由于不設(shè)保溫層,則保溫層質(zhì)量不計</p><
84、;p><b> 4平臺、扶梯質(zhì)量</b></p><p> 由表平臺質(zhì)量=150Kg/m 籠式扶梯質(zhì)量q=40Kg/m 籠式扶梯總高H=18m,平臺數(shù)量n=4 平臺寬度B=0.8m</p><p><b> 5操作時物料質(zhì)量</b></p><p> 塔釜液層高度 查表得</p><p
85、><b> 6附件質(zhì)量</b></p><p> 按經(jīng)驗值去附件的質(zhì)量為</p><p> 7充水質(zhì)量 </p><p><b> 各種質(zhì)量載荷匯總</b></p><p> 三.風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩的計算</p><p><b> 風(fēng)載
86、荷計算示例</b></p><p> 以2~3段為例計算風(fēng)載荷P </p><p><b> P</b></p><p> 式中:-體系系數(shù),對圓筒容器,=0.7</p><p> 10m高處基本風(fēng)壓值,=350N/m,唐山地區(qū)</p><p> -風(fēng)壓高度變化系數(shù),查表
87、得=1.00</p><p> -計算段長度,=7000mm</p><p> 脈動影響系數(shù),查表得=0.72</p><p><b> 由于</b></p><p> 塔有效直徑。設(shè)籠式扶梯與塔頂管線成90,取以下a,b式中較大者:</p><p><b> a.</b
88、></p><p><b> b. </b></p><p> 取400 mm, </p><p><b> a.</b></p><p> b. mm 取=2998.6mm </p><p><b> P=0.7</b>&l
89、t;/p><p> 以上述方法計算出各段風(fēng)載荷,列于表中</p><p><b> 風(fēng)彎矩的計算</b></p><p><b> 截面0-0</b></p><p><b> =2.42N/mm</b></p><p><b> (2)
90、截面1-1</b></p><p> =1.931 N/mm</p><p><b> ?。?)截面2-2</b></p><p><b> 四.地震彎矩的計算</b></p><p> 取第一振型脈動增大系數(shù)為=0.02</p><p><b>
91、 則衰減指數(shù) </b></p><p> 塔的總高度 =18500mm </p><p> 全塔操作質(zhì)量=23856.15kg</p><p> 重量加速度g=9.81m/s2</p><p><b> 地震影響系數(shù)</b></p><p> 由表查得(設(shè)防震烈度8級)&l
92、t;/p><p> 選擇場地土類為Ⅰ類,設(shè)計分組:第二組。由表查得=0.30</p><p> 計算截面距離地面高度:</p><p><b> 0-0截面:=0</b></p><p> 1-1截面:=1000mm</p><p> 2-2截面:=3000mm</p><
93、;p> 等直徑、等厚度的塔,按下列方法計算地震彎矩。</p><p><b> 截面0-0</b></p><p><b> 截面1-1 </b></p><p><b> 截面2-2</b></p><p><b> =</b></
94、p><p> 五.各種載荷引起的軸向應(yīng)力</p><p> 1.計算壓力引起的軸向拉應(yīng)力</p><p><b> 其中,。</b></p><p> 2.操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力</p><p><b> 截面0-0</b></p><p>
95、 令裙座厚度;有效厚度;。</p><p><b> 截面1-1</b></p><p> 其中,;為人孔截面的截面積,查相關(guān)標準得</p><p><b> 截面2-2</b></p><p><b> 其中,;。</b></p><p>
96、3.最大彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p><b> 截面0-0</b></p><p><b> 其中,</b></p><p><b> 取二者中較大值,</b></p><p><b> 截面1-1</b></p><p&
97、gt;<b> 其中,</b></p><p><b> 取二者中較大值,</b></p><p><b> 截面2-2</b></p><p><b> 其中,</b></p><p><b> 取二者中較大值,</b>&
98、lt;/p><p> 六.塔體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定校核</p><p> 1.塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力校核</p><p><b> 截面2-2</b></p><p> 塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力發(fā)生在正常操作時的2-2截面。其中;;K=1.2;;</p><p><b>
99、滿足要求。</b></p><p> 2.塔體與裙座的穩(wěn)定校核</p><p><b> 截面2-2</b></p><p> 塔體2-2截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p> 查圖:(,150℃);B
100、=95MPa;K=1.2。</p><p><b> 截面1-1 </b></p><p> 塔體1-1截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 其中,</b></p><p> 查圖
101、:(Q235-B,150℃);B=103MPa;K=1.2。</p><p><b> 截面0-0</b></p><p> 塔體0-0截面上的最大組合軸向壓應(yīng)力</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p> 其中,;B=103MPa;K=1.2。</p>&
102、lt;p> 各危險截面強度與穩(wěn)定校核匯總</p><p> 七.塔體水壓試驗和吊裝時的應(yīng)力校核</p><p> ?。ㄒ唬┧畨涸囼灂r各種載荷引起的應(yīng)力</p><p> 1.試驗壓力和液柱靜壓力引起的環(huán)向應(yīng)力</p><p><b> 液柱靜壓力=</b></p><p> 2試驗
103、壓力引起的軸向拉應(yīng)力</p><p> 3.最大質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力</p><p> 4.彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p> ?。ǘ┧畨簩嶒灂r應(yīng)力校核</p><p> 1.筒體環(huán)向應(yīng)力校核</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p> 2
104、最大組合軸向拉應(yīng)力校核</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p> 3最大組合軸向壓應(yīng)力校核</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 八.基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計</b></p><p><b>
105、 1.基礎(chǔ)環(huán)尺寸</b></p><p><b> 選取 </b></p><p> 2.基礎(chǔ)環(huán)的應(yīng)力校核</p><p><b> 其中,</b></p><p> 取二者中較大值。選用75號混凝土,查表查的其許用應(yīng)力:。</p><p><b&
106、gt; ,滿足要求。</b></p><p><b> 3.基礎(chǔ)環(huán)的厚度</b></p><p><b> ;C=3mm</b></p><p> 按無筋板時計算基礎(chǔ)環(huán)厚度:</p><p><b> ,圓整后</b></p><p&g
107、t;<b> 九.地腳螺栓計算</b></p><p> 1地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力</p><p><b> 其中,</b></p><p><b> (1)</b></p><p><b> (2)</b></p><p&
108、gt;<b> =0.696Mpa</b></p><p><b> 取二者中較大值 </b></p><p> 2.地腳螺栓的螺紋小徑</p><p> ,選取地腳螺栓個數(shù) n=20,;。</p><p> 由表查得M30螺栓的螺紋小徑mm,故選用20個M30的地腳螺栓,滿足要求。<
109、;/p><p><b> 課程設(shè)計心得體會</b></p><p> 三周的化工課程設(shè)計結(jié)束了,作為一名化學(xué)工程與工藝專業(yè)大三的學(xué)生,我覺得能做這樣的課程設(shè)計是十分有意義。在已度過的兩年半大學(xué)生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面,如何去面對現(xiàn)實中的各種設(shè)計?如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢?我想做類似的大作業(yè)就
110、為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中,我感觸最深的當屬查閱了很多次設(shè)計書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計更加完善,更加符合工程標準,一次次翻閱化工設(shè)計及機械設(shè)備書是十分必要的,同時也是必不可少的。</p><p> 在課程設(shè)計中遇到問題是很正常的,但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來,分析清楚以免以后遇到同樣的錯誤。因為課堂上我們學(xué)到的知識有限,所以設(shè)計時必須邊學(xué)邊用,時刻鞏固所學(xué)知識,所以課程設(shè)計還擴
111、展了我們的知識面。</p><p> 這次課程設(shè)計對我來說,學(xué)到的不僅是知識,更多的是團隊的合作,現(xiàn)在想來學(xué)校安排課程設(shè)計有著深遠的意義,它不僅讓我們綜合那些理論知識來運用到設(shè)計與創(chuàng)新,還讓我們知道了一個團隊凝聚在一起時所能發(fā)揮的巨大潛能!這是一次理論與實踐的結(jié)合,通過這次課程設(shè)計可以提高我們的動手能力和獨立思考的能力。這次設(shè)計要完成板式塔的繪制,這就要求我們要掌握CAD制圖,雖然之前沒有接觸,但是這對于我們專
112、業(yè)的學(xué)生來說也是很重要的一門課程,所以查閱了大量資料之后,在我們的團隊合作之下終于把圖完成,在以后我們還要繼續(xù)熟練CAD制圖,為畢業(yè)設(shè)計以及以后工作打基礎(chǔ)。</p><p> 通過這次設(shè)計我了解了理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義,學(xué)會了堅持耐心和努力,這將為今后的學(xué)習(xí)和工作作出了最好的榜樣。</p><p><b> 設(shè)計參考文獻</b></p>&l
113、t;p> 柴誠敬等,化工原理課程設(shè)計,天津科學(xué)技術(shù)出版社</p><p> 潘國昌等,化工設(shè)備設(shè)計,清華大學(xué)出版社</p><p> 化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計公司主編,化工工藝算圖 第一冊 常用物料物性數(shù)據(jù),化學(xué)工業(yè)出版社,1982</p><p> 顧芳珍,化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ),天津大學(xué)出版社,1997</p><p> 化工設(shè)備設(shè)計
114、中心站,材料與零部件,上海科學(xué)技術(shù)出版社,1982</p><p> 機械設(shè)計手冊,化學(xué)工業(yè)出版社,1982</p><p> 刁玉瑋,化工設(shè)備機械基礎(chǔ),大連理工大學(xué)出版社</p><p> 賀匡國,簡明化工設(shè)備設(shè)計手冊,化工出版社</p><p> GB150-89 鋼制容器設(shè)備(全國壓力容器標準委員會),學(xué)苑出版社</p&g
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