專業(yè)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目說明指導(dǎo)書

1塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)填料塔基礎(chǔ)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采取耐腐蝕材料制造等，對于熱敏性級輕易發(fā)泡物料，更顯出其優(yōu)越性。多年來，伴隨高效新型填料和其它性能塔件開發(fā)，和大家對填料流體力學(xué)、放大效應(yīng)及傳質(zhì)機(jī)理深入研究，使填料塔技術(shù)到了快速發(fā)展。所以物料為液體，并能在填料表面呈膜狀自上而下流動，氣體呈連續(xù)相自下而上和液體做逆流流動，并進(jìn)行氣液兩相間傳質(zhì)傳熱，符合填料塔要求。1.1塔體：塔體由等直徑mm，等厚度圓筒及上下封頭組成。，1.2法蘭：依據(jù)設(shè)計(jì)壓力MPa，設(shè)計(jì)溫度t=120℃。選擇材料為16MnR板材材料法蘭，因公稱壓力較弱，可選擇甲型平焊法蘭，塔體由等直徑mm，人孔直徑為500mm，所以選擇公稱直徑DN=500mm，PN=1.0MPa法蘭。1.3支座：塔體支座是塔體和基礎(chǔ)連接結(jié)構(gòu)，認(rèn)為塔設(shè)備較高、重量較大，為確保器足夠強(qiáng)度及剛度，采取裙式支座。因?yàn)閳A筒型裙座制造方便，經(jīng)濟(jì)上合理，為預(yù)防風(fēng)載荷或地震載荷所引發(fā)彎矩而造成傾倒，配置較多地腳螺栓和足夠大承載面積基礎(chǔ)環(huán)，使其穩(wěn)固在混凝土基礎(chǔ)上。1.4人孔：為安裝、檢修、檢驗(yàn)等需要，在塔體上設(shè)置人孔。依據(jù)塔塔徑選擇人孔大小。1.5補(bǔ)強(qiáng)圈：采取補(bǔ)強(qiáng)圈來增強(qiáng)開孔邊緣處金屬強(qiáng)度，考慮補(bǔ)強(qiáng)可靠性，選擇等面積補(bǔ)強(qiáng)，受靜壓條件下結(jié)構(gòu)比較可靠，補(bǔ)強(qiáng)圈材料、厚度去殼體相同。1.6接管：用于連接工藝管線，使得塔設(shè)備和其它相關(guān)設(shè)備相連接。，按其用途選擇進(jìn)液管、出液管、回流管、進(jìn)氣出氣管、儀表接管、液位計(jì)接管等。1.7吊柱：安裝于塔頂，用于安裝、檢修時吊運(yùn)塔內(nèi)件。1.8封頭：因?yàn)闄E圓型封頭受力好，應(yīng)力分布較均勻，其深度較半球型封頭小得多，易于沖壓成型，所以選擇表準(zhǔn)型橢圓封頭。2設(shè)計(jì)條件1、塔體內(nèi)徑mm；塔高近似取H=24000mm。2.、計(jì)算壓力MPa；設(shè)計(jì)溫度t=120℃。3、設(shè)置地域基礎(chǔ)風(fēng)壓值；地震設(shè)防裂度為8度；場地土類Ⅱ類；地面粗糙度為B類。4、塔內(nèi)填料形式為350y型波板，填料比重為280，持液量為0.04；介質(zhì)液相比重為850；填料層段數(shù)為y=3；液體搜集器估重87，液體分布器估重62。5、沿塔高每5米左右開設(shè)一個人孔，人孔數(shù)為4個，對應(yīng)在人孔處安裝半圓形平臺4個，平臺寬度為B=900mm，高度為1000mm。6、塔外保溫層厚度為，保溫材料密度為。7、塔體和封頭材料選擇16MnR，其中。8、裙座材料選擇Q235-AR。9、塔體和裙座對接焊接，塔體焊縫系數(shù)。10、塔外附件重3500kg。11、塔體和封頭壁厚、板附加量取C=2mm，裙座及地腳螺栓許可腐蝕裕度為3mm。3按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體和封頭壁厚3.1、塔體壁厚計(jì)算考慮壁厚附加裕度C=2mm，經(jīng)圓整取3.2、標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭壁厚計(jì)算考慮壁厚附加裕度C=2mm，經(jīng)圓整取4設(shè)備質(zhì)量載荷計(jì)算4.1、塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量由圖得，塔體圓筒總高度為；由13-1.5表查得DN1600mm，壁厚10mm圓筒每m長質(zhì)量為397kg；有13-2.2表查得DN1600mm,壁厚10mm橢圓形封頭質(zhì)量為237kg（封頭曲面深度400mm，直邊高度10mm）；1）圓筒質(zhì)量2）封頭質(zhì)量3）裙座質(zhì)量4.2、塔內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量4.3、保溫層質(zhì)量4.4、平臺扶梯質(zhì)量籠式扶梯總高度平臺數(shù)量n=4個4.5、操作時物料質(zhì)量4.6、附件質(zhì)量充水質(zhì)量封頭容積多種質(zhì)量載荷匯總圖，將全塔分成六段，計(jì)算下列各質(zhì)量載荷（計(jì)算中有近似）塔段0-11-22-33-44-55-頂累計(jì)塔段長度/mm7001300770061606160152023540人孔和平臺數(shù)0011114液體分布器0001113液體搜集器000110237875330572446244694010019——268126812594—7596—50909735735230265928524583963961901520—5243075410410102452110419311459169162263500—61710780862486242120308005102189280132415724157413929815全塔操作質(zhì)量/kg全塔操作質(zhì)量/kg水壓試驗(yàn)時最大質(zhì)量5風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算5.1、風(fēng)載荷計(jì)算以2-3段為例計(jì)算風(fēng)載荷其中—空氣動力系數(shù)，對圓筒形容器=0.7；55442400332211—10m高處基礎(chǔ)風(fēng)壓值，；55442400332211—風(fēng)壓高度改變系數(shù)，，查表16-7，得=1.0；—計(jì)算段長度，=7700mm；—脈動影響系數(shù)，由表16-5查得=0.72（B類）；—塔基礎(chǔ)自振周期，對等直徑，等壁厚圓截面塔；—脈動增大系數(shù)，依據(jù)自振周期由表16-4查得；—振型系數(shù)，由表16-6查得；—操作平臺所在計(jì)算段長度，mm；—風(fēng)振系數(shù)，—塔有效直徑。設(shè)籠式扶梯和進(jìn)出口部署成90°，取下面（a），（b）式中較大者：（a）（b）（a）（b）取以上述方法計(jì)算出各段風(fēng)載荷，列于下表：計(jì)算段mmm平臺數(shù)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風(fēng)彎矩計(jì)算截面計(jì)算式0-01-12-26地震彎矩計(jì)算塔總高度全塔操作質(zhì)量塔總高度全塔操作質(zhì)量結(jié)構(gòu)綜合影響系數(shù)重力加速度地震影響系數(shù)查得16-2得(Ⅱ類,遠(yuǎn)震)查得16-3得(8級)計(jì)算截面距地面高度0-0截面1-1截面2-2截面15206160616077001300700等直徑、等壁厚塔，，計(jì)算地震彎矩地震截面地震彎矩計(jì)算0-01-12-27多種載荷引發(fā)軸向應(yīng)力7.1設(shè)計(jì)壓力引發(fā)軸向拉應(yīng)力7.2操作質(zhì)量引發(fā)軸向壓應(yīng)力截面計(jì)算式0-01-1—人孔截面截面積，查表16-10得2-2其中7.3最大彎矩引發(fā)軸向應(yīng)力截面計(jì)算式0-0其中1-1其中—人孔截面斷面模數(shù)，查表16-10得2-2其中8塔體和裙座危險截面強(qiáng)度和穩(wěn)定校核8.1塔體最大組合軸向拉應(yīng)力校核截面計(jì)算式塔體最大組合軸向拉應(yīng)力發(fā)生在正常操作時2-2截面上其中8.2塔體和裙座穩(wěn)定性校核截面計(jì)算式塔體最大組合軸向壓應(yīng)力發(fā)生在停車2-2截面上其中1-1其中0-0其中9塔體水壓試驗(yàn)和吊裝時應(yīng)力校核9.1水壓試驗(yàn)時多種載荷引發(fā)應(yīng)力9.1.1試驗(yàn)壓力和靜液柱引發(fā)環(huán)向應(yīng)力9.1.2由試驗(yàn)壓力引發(fā)軸向拉應(yīng)力9.1.3水壓試驗(yàn)時最大質(zhì)量引發(fā)軸向壓應(yīng)力9.1.4彎矩引發(fā)軸向應(yīng)力9.2水壓試驗(yàn)時應(yīng)力校核9.2.1筒體環(huán)向應(yīng)力校核9.2.2最大組合軸向拉應(yīng)力校核9.2.3最大組合軸向壓應(yīng)力校核9.3吊裝時應(yīng)力校核按圖16-11所表示最不利吊裝條件進(jìn)行校核10基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)10.1基礎(chǔ)環(huán)尺寸取10.2基礎(chǔ)環(huán)應(yīng)力校核10.2.110.2.2取以上二者中大值選擇75號混凝土，由表16-11查得其許用應(yīng)力10.3基礎(chǔ)環(huán)厚度按有筋板時計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度假設(shè)螺栓直徑為M42，查表16-18得當(dāng)11地腳螺栓計(jì)算11.1地腳螺栓最大拉應(yīng)力取以上二者中較大值，11.2地腳螺栓根徑—地腳螺栓根徑，mm；n—地腳螺栓個數(shù)，取由表16-13得M42螺栓根徑故選擇32個M42地腳螺栓，滿足要求。12設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)，給人以創(chuàng)作沖動。在畫家眼里，設(shè)計(jì)是一幅清明上河圖或是一幅向日葵；在建筑師眼中，設(shè)計(jì)是昔日鎏金般圓明園或是今日一塑自由女神像；在工程師心中，設(shè)計(jì)是貝爾試驗(yàn)室電話機(jī)或是華為程控交換機(jī)。凡此種種，但凡包含設(shè)計(jì)全部是一件良好事情，因?yàn)樗芙o人以美幻想，因?yàn)樗芙o人以金般財(cái)富，因?yàn)樗芙o人以成就之感，更為現(xiàn)實(shí)是她能給人以成長和成長所需營養(yǎng)，而這種營養(yǎng)更是一個福祉，一輩子消受不竭享用不盡。我就是以此心態(tài)對待此次《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)，所謂“態(tài)度決定一切”，于是偶然又肯定地收獲了很多，概而言之，大約以下幾點(diǎn)：

一、溫故而知新。課程設(shè)計(jì)發(fā)端之始，思緒全無，舉步維艱，對于理論知識學(xué)習(xí)不夠扎實(shí)我深感“書到用時方恨少”，于是想起圣人之言“溫故而知新”，便重拾教材和資料手冊，對知識系統(tǒng)而全方面進(jìn)行了梳理，碰到難處先是苦思冥想再向同學(xué)、老師請教，最終熟練掌握了基礎(chǔ)理論知識，而且領(lǐng)悟很多平時學(xué)習(xí)難以了解掌握較難知識，學(xué)會了怎樣思索思維方法，找到了設(shè)計(jì)靈感。

二、思緒即出路。當(dāng)初沒有思緒，誠如舉步維艱，茫茫大地，不見道路。在對理論知識梳理掌握以后，茅塞頓開，柳暗花明，思緒如泉涌，高歌“條條大路通羅馬”。頓悟，沒有思緒便無出路，原來思緒即出路。

三、實(shí)踐出真知。文革以后，相關(guān)真理大討論最終止果是“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)”，自從耳聞以來，便一直認(rèn)為馬克思主義中國化生成教條。時至今日，課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)告成，又一次切身領(lǐng)悟“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)”，才明曉實(shí)踐出真知。不為則不知，無為則無知，實(shí)踐出真知。

四、創(chuàng)新求發(fā)展。“創(chuàng)新”現(xiàn)在在中國已經(jīng)提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略地位，足見“創(chuàng)新”舉足輕重。所以，我們要從小處著手，順應(yīng)時代發(fā)展時尚，在課程設(shè)計(jì)中不忘在小處創(chuàng)新，未必是創(chuàng)新技術(shù)，但凡創(chuàng)新思維亦可，未必成功，只要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維培育和鍛煉即可。

五、過而能改，善莫大焉。至善至美，是人類永恒追求。不過，不從忘卻“金無足赤，人無完人”，我們換種思維方法，去惡亦是至善，改錯亦為至美。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不停發(fā)覺錯誤，不停更正，不停領(lǐng)悟，不停獲取。最終檢測調(diào)試步驟，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”知行觀。對我而言，知識上收獲關(guān)鍵，精神上豐收愈加可喜。讓我知道了學(xué)無止境道理。我們每一個人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有成就，人生就像在爬山，一座山峰后面還有更高山峰在等著你。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上又一個很美好回想！

13參考資料1．國家技術(shù)監(jiān)督局.鋼制