【正文】 ?? ??(????) ????(??? ??) 104 104 106 ????1Ⅱ 。Ⅰ 按式計(jì)算： FE1Ⅰ 。0 = α????????m??????= = m??h?? 105 106 107 ∑m??h??3i1 107 垂直地震力 F??Ⅰ 。Ⅰ ： FvⅠ 。 GB150 所使用的計(jì)算垂直地震力的方法也是第三種。 α1的求取： α = (TgT)αmax 式中 αmax為地震影響系數(shù)的最大值，見(jiàn)下表 表 地震影響系數(shù) α的最大值 設(shè)計(jì)烈度 7 8 9 α?????? T??為各類(lèi)場(chǎng)地土的特征周期，見(jiàn)表 表 場(chǎng)地土的特征周期 場(chǎng)地土 近振 遠(yuǎn)振 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 取設(shè)計(jì)烈度為 8 度，故 αmax=， 取Ⅲ類(lèi)場(chǎng)土地，近振時(shí)，故 Tg= 所以， α1 = (TgT)αmax = ( ) = = = hk的求?。? ηk1 = h∑ 1∑ mihi3ni1 表 第一振型參與系數(shù)第一振型參與系數(shù)計(jì)算表 塔段號(hào) 1 2 3 各段操作質(zhì)量 m??， kg 各點(diǎn)距地面高度 h??， mm 7500 h?? 104 105 105 m??h?? 107 107 109 A = ∑m??h??3i1 109 h??3 108 1010 1011 m??h??3 1011 1013 1015 B = ∑m??h??33i1 1015 A/B 106 由上表得：基本振型參與系數(shù) ηk1 ηk1 = = 10。 各段重量計(jì)算 m1= + +底板重 m1= m2= +出料口接管重 +封頭質(zhì)量 + m2= m3= 封頭連接質(zhì)量 +7m 筒體質(zhì)量 +氣體分布器質(zhì)量 + 籠式扶梯質(zhì)量 +1 個(gè)人孔質(zhì)量 +支撐板質(zhì)量 + 填料質(zhì)量 +1 個(gè)平臺(tái)質(zhì)量 +附件質(zhì)量 +液體再分布器質(zhì)量 +封頭質(zhì)量 +除沫擋板質(zhì)量 +液體分布器質(zhì)量 +吊柱重 +其他附件重 m3= 查閱文獻(xiàn)得等直徑等厚塔設(shè)備自振周期 T1的簡(jiǎn)化計(jì)算公式為： T1 = √ m0HEδnDi3 10。得封頭 Vf= mw = π4 7 +2 = 塔器操作質(zhì)量 m0 = m01 + m02 + m03 +m04 +m05 + ma + me = + +0 + ++ = 塔器最大質(zhì)量 mmax = m01 +m02 + m03 +m04 +mw + ma + me =++0+++ = 塔器最小質(zhì)量 mmin = m01 + +m03 + m04 + ma + me =+ +0++ = 塔的自振周期計(jì)算 塔設(shè)備在風(fēng)載荷和地震載荷作用下將產(chǎn)生振動(dòng)，而塔設(shè)備的振動(dòng)問(wèn)題僅限于線性振動(dòng)。 故梯子的質(zhì)量為 40 =253kg。 圓筒和裙座質(zhì)量 筒體質(zhì)量：筒體高度 H=7000mm。還計(jì)算了接管直徑，開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。材料的選擇方面，對(duì)筒體、封頭和裙座的材料都選了 Q345R。pc= 4822115。 = A2 = 2h1(δet ?δt)fr +2h2(δet ?C2)fr = 2 0 (8? ) + 2 (8? 1) = 焊縫金屬截面積 (焊腳取 )A3 A3 = 6 6 12 2 = 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 Ae = A1 +A2 +A3 = ++ 36 = 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 A4 = A? Ae = ? = ? A4 0 故無(wú)需補(bǔ)強(qiáng)。 人孔 1 補(bǔ)強(qiáng) A 開(kāi)孔位于 筒體下段 ，筒體的計(jì)算厚度 δ = ， δn = 4mm B 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積 A 計(jì)算強(qiáng)度消弱系數(shù)： fr = [σ]nt[σ]r = 115189 = 接管有效厚度： δet = δnst ? C = 9 ?1 = 8mm 開(kāi)孔直徑： d = di +2c = 480 +2 1 = 482mm 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積 A： A = dδ+2δδet(1? fr) = 482 +2 8 (1 ?) = C 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度： Bmax = { 2d = 2 482 = 964mmd +2δn +2δnt = 482 +2 4+2 9 = 508mm 取其中較大值，故 B=964mm 有效高度： h1min = {√dδnt = √482 9 = 取其中較小值，故 h1 = 0mm。 h2min = {√dδnt = √302 = 取其中較小值，故 h2 = 。 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 封頭有效厚度 δe = δn ? c = 4?1 = 3mm 封頭多余金屬面積 A1： A1 = (B ? d)(δe ? δ)?2δet(δe ?δ)(1 ?fr) = (604 ?302) (3 ?) ?2 (3 ?) (1 ?) = 接管多余金屬面積 A2 接管計(jì)算厚度 δt = pcdi2[σ]nt ?。pc= 2192115。 所以，……都滿足不另行補(bǔ)強(qiáng)要求，所以不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 而本次設(shè)計(jì)的筒體屬于 低壓容器，所以選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，使用經(jīng)驗(yàn)豐富的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)作為 補(bǔ)強(qiáng)形式。 圖 裙座與塔體對(duì)接 橢圓封頭壁厚為 4mm，塔的公稱直徑為 1400mm，直邊高度 h為 25mm。對(duì)接焊接接頭裙座殼體外徑與封頭外徑相等，兩者的連接焊縫必須采用全焊透連續(xù)焊 。 Q235 因?yàn)槟陀眯院瓦m用場(chǎng)合等多種因素已經(jīng)不太使用 。 （ 2） 選擇裙座材料為 Q345R，裙座不能與塔內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受塔內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制。對(duì)直徑小又細(xì)高的塔（即 DN≤1m， 且 H/DN＞ 25 或 DN＞ 1m， 且 H/DN＞ 30） ， 為了提高設(shè)備的穩(wěn)定性及降低地腳螺栓與基礎(chǔ)環(huán)支承面上的應(yīng)力，可采用圓錐形裙座。 確定應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù) K： K = 16[2 +( Di2hi)2] K = 16 *2+ ( 14002 344)2+ = K 為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)，取 K=。 封頭厚度計(jì)算 對(duì)受內(nèi)壓封頭的強(qiáng)度計(jì)算，由于封頭和圓筒相連接，所以不僅需要考慮封頭的薄膜應(yīng)力，還需要考慮與圓筒連接處的不連續(xù)應(yīng)力。 錐殼：結(jié)構(gòu)上不連續(xù)、應(yīng)力分布不均勻、常用于中低壓容器。 封頭的設(shè)計(jì)與計(jì)算 封頭類(lèi)型的比較 壓力容器封頭種類(lèi)有凸形封頭（半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭、球冠形封頭）、錐殼、平蓋及緊縮口等。 進(jìn)行計(jì)算： 計(jì)算工作壓力： Pw = Pz = (~)Pw = (~) 。但多層包扎式圓筒制造工序多、周期長(zhǎng)、效率低、鋼板材料利用率低，尤其是筒節(jié)間對(duì)接的環(huán)焊縫對(duì)容器的制造質(zhì)量和安全有顯著影響。目前，多層包扎式圓筒是世界上應(yīng)用最廣泛、制造和使用經(jīng)驗(yàn)最為豐富的組合式圓筒結(jié)構(gòu)。 塔底空間高度應(yīng)該留有空間以滿足安裝進(jìn)氣管的要求，進(jìn)氣管的位置應(yīng)該在填料層以下約一個(gè)塔徑的距離，且高于塔底液面 300mm以上，由于此次設(shè)計(jì)的填料塔氣體流量較小，故忽略液封高度，則塔底空間高度可取 h2 = 1700mm+ 300mm = 2020mm。 介質(zhì)特性、操作特性、材料焊接性能知滿足要求的材料有 Q245R、 Q345R、 Q370R 等，結(jié)合容器的制造工藝以及經(jīng)濟(jì)上的合理性，考慮到介質(zhì)銅氨液為輕微腐蝕溶液，故筒體、封頭、裙座均采用 Q345R。 塔設(shè)備 的強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 塔設(shè)備除必須按規(guī)范進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算外，還應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行一些在特殊工況下的強(qiáng)度計(jì)算，如局部應(yīng)力計(jì)算等，以及一些有強(qiáng)度要求的零部件的計(jì)算。形式的選用一般是根據(jù)所分離液滴的直徑、要求的捕沫效率及給定的壓力降來(lái)確定。使總的傳質(zhì)效率大為降低。 ② 裙座：裙座的選材應(yīng)考慮到載荷、塔的操作條件，以及塔釜封頭的材料等因素，對(duì)于在室外操作的塔，還得考慮環(huán)境溫度。填料層的壓降既與氣流流動(dòng)狀況有關(guān)，又與填料特性有關(guān)，情況比較復(fù)雜，有關(guān)手冊(cè)載有各種尺寸填料實(shí)測(cè)的壓力降曲線，可供計(jì)算時(shí)應(yīng)用。塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)包括塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和塔的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算。 概述 塔設(shè)備的設(shè)計(jì)包括塔的工藝設(shè)計(jì)和塔的機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分。 Prseesur。最后利用 Fluent 軟件對(duì)該回流塔進(jìn)行上段液體流動(dòng)分析，檢驗(yàn)回流塔上段液體流動(dòng)是否滿足均勻分布要求。其次對(duì)塔進(jìn)行了強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核，計(jì)算了質(zhì)量載荷，塔的自振周期、地震載荷與地震彎矩、風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩。 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 徐駿 專 業(yè) 過(guò)程裝備與控制工程 學(xué) 號(hào) 0910221130 班 級(jí) 09102211 指導(dǎo)教師 朱柳娟 職 稱 講師 2020 年 6 月銅氨液、再生氣回流塔的設(shè)計(jì) 摘要： 此次設(shè)計(jì)回流塔的介質(zhì)為銅氨液、再生氣，塔的設(shè)計(jì)溫度為 100℃，設(shè)計(jì)壓力為，塔徑 1400mm，塔高 ，填料塔，填料段： 1。首先考慮到工藝條件等因素，塔體的材料選用了 Q345R。然后通過(guò)比較不同的元件，分別對(duì)吊柱、吊耳、填料、設(shè)備接管、法蘭、平臺(tái)及扶梯 進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇。 Resurgent gass。 再生氣從塔下部適當(dāng)位置進(jìn)塔，銅氨液從塔上部適當(dāng)位置進(jìn)塔，氣、液在中段填料層進(jìn)行氣液傳質(zhì) ，反應(yīng)后的氣體從塔頂封頭流出，反應(yīng)后的銅液從塔底封頭流出進(jìn)入回流系統(tǒng)。其中塔的機(jī)械設(shè)計(jì)是本課題的主要方向。 （ 1） 塔設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由于填料塔比板式塔壓降小、真空度高，所以本設(shè)計(jì)采用填料塔作為回流塔的結(jié)構(gòu)。Ⅲ要有一定耐腐蝕性能。 ③ 液體再分配裝置 液體沿填料層下流時(shí)，往往有逐漸靠塔壁方向集中的趨勢(shì)。除沫器的常用形式有：絲網(wǎng)除沫器，拆流板式除沫器以及旋流板除沫器。具體內(nèi)容包括塔器的主體結(jié)構(gòu)的形式確定，封頭的類(lèi)型，塔體外部人孔手孔等的開(kāi)孔情況，包括開(kāi)孔大小、數(shù)目、位置等，外部吊裝裝置的選擇以及具體工藝接管的安排等。 設(shè)置于上海地區(qū)，基本風(fēng)壓為 550N/m2。填料層較高時(shí)，應(yīng)在塔內(nèi)分幾段設(shè)置，每段填料的高度 Z0與塔徑 Di之間的關(guān)系，對(duì)于中小型塔而言， Z0Di為 5~8 米；對(duì)于大直徑塔， Z0不宜超過(guò) 6 米，故取填料高度為 米。主要分為單層式和組合式，組合式又可分為多層包扎式、熱套式、繞板式等。多層包扎式圓筒制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要大型復(fù)雜的加工設(shè)備；與單層式圓筒相比安全可靠性高，層板間隙具有阻止缺陷和裂紋向厚度方向擴(kuò)展的能力，減少了脆性破壞的可能，且包扎預(yù)應(yīng)力可有效改善圓筒的應(yīng)力分布；對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可依據(jù)介 質(zhì)的特性選擇合適的材料。 選定 設(shè)計(jì)溫度： 100℃。 δ = PcDi2[?]t?? Pc δ = 14002 189 ? = 對(duì)于低合金鋼制容器， δmin不小于 3mm，由于鋼材的厚度負(fù)偏差不大于 ，且不超過(guò)名義厚度的 6%，故取 C1=0mm 設(shè)計(jì)厚度 δd = δ+C2 =3+1=4mm 名義厚度 δn = δ+C = 4mm，圓整至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼板厚度，故取 δn = 4mm δe = δn ? C = 3mm 計(jì)算得在設(shè)計(jì)溫度下，圓筒的計(jì)算應(yīng)力 ?t = Pc(Di + δe )2δe= (1400 +3）2 3 = 滿足 ?t ≤ [?]t?，合格。 碟形封頭：由帶折邊的球面封頭、過(guò)渡環(huán)殼、短圓筒三部分組成；封頭深度較小、成型方便、但存在較大邊緣彎曲應(yīng)力、曲面不連續(xù)。 封頭參數(shù)確定 由 JB/T47462020 可知橢圓形封頭各參數(shù)值為：公稱直徑： 1400mm；曲面高度 350mm；直邊高度： 25mm。=。 裙座的結(jié)構(gòu)與焊接設(shè)計(jì) 裙座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了制作方便，裙座一般選用圓筒形。由于裙座高度一般取為 3～ 6m，本次所設(shè)計(jì)的塔 高為 ，所以在這里取裙座高度取為 。常用的裙座材料為 Q235B 和 Q345R。而其中塔接型式的受力情況較差，只是因?yàn)榘惭b較方便，在一些小塔或焊接接頭受力較小的情況下采用，因此我 采用對(duì)接焊接 。 采用對(duì)接 形式時(shí)，一般裙座筒體外徑與填料塔封頭的外徑相等，裙座筒體與填料塔封頭的連接焊縫應(yīng)采用全焊透的連續(xù)焊，且與填料塔封頭的外壁圓滑過(guò)渡。 目前常用的壓力容器接管局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)分為三種形式： 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)。 查 GB1502020表 43得， Q345R鋼管在設(shè)計(jì)溫度 100℃下的許用應(yīng)力為 [?]t = 189MPa。 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 封頭有效厚度 δe = δn ? c = 4?1 = 3mm 封頭多余金屬面積 A1：