一、设计任务
1. 结构设计任务
完成各板式塔的总体结构设计，绘图工作量折合A1图共计4张左右，具体包括以下内容：
⑴各塔总图1张A0或A0加长； ⑵各塔塔盘装配及零部件图2张A1。 2. 设计计算内容
完成各板式塔设计计算说明书，主要包括各塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。
二、设计条件
1. 塔体内径mm 2000=i D ，塔高m 299.59H i =；
2.设计压力p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ?；
3. 设置地区：山东省东营市，基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类，地面粗糙度是B 类；
4. 塔内装有N=94层浮阀塔盘；开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900mm ，高度为1200mm ；
5. 塔外保温层厚度为δs =100mm ，保温层密度ρ2=3503m /kg ；
三、设备强度及稳定性校核计算
1. 选材说明
已知东营的基本风压值q 0=480Pa ，地震设防烈度8度，场地土类别III 类；塔壳与裙座对接；塔内装有N=94层浮阀塔盘；塔外保温层厚度为δs =100mm ，保温层密度ρ
2=350
3m /kg ；
塔体开有人孔12个，在人孔处安装半圆形平台12个，平台宽度B=900mm ，高度为1200mm ；设计压力 p c =2.36MPa ，设计温度为=t 90C ?；壳
3mm ，裙座厚度附加量2mm ；焊接接头系数取为0.85；塔内径mm 2000=i D 。
通过上述工艺条件和经验，塔壳和封头材料选用Q345R 。对该塔进行强度和稳定计算。
2. 主要受压元件壁厚计算
本部分应包括常压塔的主要筒体及椭圆封头等重要受压元件的壁厚计算，裙座厚度先按经验值取。l
塔壳和封头材料选用Q345R[MPa 185][,325)(t .20p eL ==σR R (16<≤δ36)] 直径mm 2000=i D 段圆筒及封头： 圆筒：15.12mm 36.285.018522000
36.2][2c
i c =-???=-=
p D p t
φσδ 封头：mm 06.1536.25.085.018521200036.25.0][2c
i c h =?-????=-=
p K D p t
φσδ 经圆整后，塔壳厚度取为22mm ，封头厚度取为24mm ，裙座壳厚度取为18mm 。
3. 原油分馏塔质量载荷的计算
质量载荷包括：塔体、裙座质量01m ；塔内件如塔盘的质量02m ；保温材料的质量03m ；操作平台及扶梯的质量04m ；操作时物料的质量05m ；塔附件如人孔、接管、法兰等质量
a m ；水压试验时充水的质量w m 。
塔体、裙座质量01m =
7850299.59)2044.2(4
14
.322??-?=65020.53kg 附属件质量a m =0.2501m =16255.13kg 则01m +a m =65020.53+16255.13=81275.66kg 塔内件质量02m =kg 2213775940.24
2
=???π
保温层质量03m =725.50350)044.2244.2(4
22??-?π
=11958.17kg
操
作
平
台
及
扶
梯
的
质
量
04m =
2
1
12150)244.2044.4(4
22?
??-?π
+299.5940? =10372.46kg
操作时物料的质量05m =94050.00.24
3972????π
=5861.90kg
水
压
试
验
时
充
水
的
质
量
w m =69.161608)1257.12725.500.24
(
10002=?+???π
kg
塔设备在正常操作时的质量0m =01m +02m +03m +04m +05m +a m
=131605.19kg
塔设备在水压试验时的最大质量max m =01m +02m +03m +04m +w m +a m
=287351.98kg
塔设备在停工检修时的质量min m =01m +022.0m +03m +04m +a m
=108033.69kg
将塔高分成9段，每段的质量列于表1中。
表1 kg
【注】塔内构件浮阀塔盘的质量每m 2质量为75kg 计算
平台质量按每m 2为150kg 计算 笼式扶梯质量按每m 为40kg 计算
4. 分段相关参数说明
将塔沿高度分成9段，在裙座开孔处及裙座和筒体连接处作为分段点，筒体以上每
10m 平均分段。具体参数见下图1所示。
图1
5. 风载荷与风弯矩的计算
因1529/>=D H 而且高度H >30m ,因此要同时计算顺风向和横风向载荷。 （1）顺风向水平风力计算
塔设备第一自振周期EI
mH T 4
19.71=)(6479.144030i D D E H m -=π
s 539.2)
2044.2(14.310101.9159.29919.3160516479.14
4653
=-???????
=
塔设备第二自振周期EI
mH T 4
2285.0=)(64285.044030i D D E H m -=π
s
404.0)
2044.2(14.310101.9159.29919.31605164285.044653
=-???????
=
塔设备第三自振周期EI
mH T 4
3102.0=)(64102.04
4030i D D E H m -=π s 145.0)
2044.2(14.310101.9159.29919.31605164102.04
4653
=-???????
= 因地面粗糙度是B 类，基本风压01q q =
塔设备中第i 计算段所受的水平风力按下式计算：
ei i i i i D l q f K K P 021=
式中各参数按线性插值由标准查得，计算结果列于表2
表2
(2)顺风向弯矩计算
0-0截面风弯矩:
2
(
.....)2
(
)2
(
2
4
56789
9123
312
21
1
00l l l l l l P l l l P l l P l P M w ++++++++++++=- =N.mm 10100.69
?
I-I 截面风弯矩：
)2
(.....)2(223456789923322
l l l l l l l l
P l l P l P M W +++++++++++=I -I =N.mm 10964.59? II-II 截面风弯矩：
)
7800176602
(
.....
)7800176602/5(5)2
7800
17660(
56789
94-+++++++-++-=II -II l l l l l P l P P M W =
N.mm 10806.49?
III-III 截面风弯矩:
)
8500176002
(
.....)8500176602(285001766056789
9554
-+++++++
-++-=III -III l l l l l P l
P P M W =N.mm 10700.49? （3）横风向振幅计算
临界风速计算：t
a
c S T D v 11=2.0539.2244.2?=
s /m 42.4= t
a
c S T D v 22=
2.0404.0244.2?=
s /m 77.27= 共振判别：设计风速0265.1q f v v t H ==48077.1265.1??=s /m 87.36= 因为12c c v v v >>，故应同时考虑第一振型和第二振型的振动。 横风塔顶振幅：
雷诺数v D a 69Re =2244
87.3669??=561041071.5?>?=时，2.0=L C
当α1
11)(/H
c c v v
H H =0)87.3642.4(16.01
≈=时，56.11=λ
阻尼比取为01.0=ζ 截面惯性矩)(64
440i D D I -=
π
41044mm 1014.7)20002044(64
14
.3?=-?=
横风塔顶振幅9
1142
11104.49-?=I
E H v D C Y t
c a L T ζλρ 91054210
1014.71091.101.04.4956.15929942.425.122442.0-???????????=
m 0319.0=
（4）横风向弯矩计算
共振时临界风速风压作用下的顺风向风力列于表3中
表3
顺风向弯矩：
0-0截面风弯矩:
)2
(.....)2()2(21234567899123312211
00l l l l l l l l l
P l l l P l l P l P M cw +++++++++++++++=- =N.mm 10281.18
?
I-I 截面风弯矩：
)2
(.....)2(223456789923322
l l l l l l l l
P l l P l P M cw +++++++++++=I
-I =N.mm 10252.18? II-II 截面风弯矩：
)
7800176602
(
.....
)7800176602(27800176604
56789
955-+++++++-++-=II
-II l l l l l P l
P P M cw =N.mm 10002.18?
III-III 截面风弯矩:
)
8500176602
(
.....
)8500176602(285001766056789
9554
-+++++++-++-=III
-III l l l l l P l
P P M cw =N.mm 10980.08?
横风向弯矩： 0-0
截
面
：
19
1
12
10
0)2(k k k k T ca
h m Y T M
φπ∑=-=9210763.20319.0)539.214.32(
????= N.m m 10398.58
?=
I-I 截面：
19
2
12
1)800()2(k k k k T ca
h m Y T M
φπ-=∑=I
-I 9210710.20319.0)539.214.32(????=
N.mm 10294.58?=
II-II 截面: 19
4
12
1
)7800()2(
k k k k T ca
h m Y T M φπ
-=∑=II
-II
92
10242.20319.0)539
.214.32(
????=
=4.380X108Nmm III-III 截面: 19
4
12
1
)8500()2(
k k k k T ca
h m Y T M φπ
-=∑=III
-III
92
10195.20319.0)539
.214.32(
????=N.mm 10288.48?=
组合风弯矩: 0-0截面：N.mm
10548.5)()(N.mm
10100.68
2
002
009000
0?=+?==
----cw ca W ew
M M M M
N.mm 10100.69?=
I-I 截面：N.mm
10440.5)()(N.mm
10964.58
2
2
9?=+?==
I -I I -I I -I I
-I cw ca W ew
M M M M
N.mm 10964.59?=
II-II 截面：N.mm
10493.4)()(N.mm
10806.48
2
2
9?=+?==
II -II II -II II -II II
-II cw ca W ew
M M M M
N.mm 10806.49?=
III-III 截面：N.mm
10399.4)()(N.mm
10700.48
2
2
9?=+?==
III -III III -III III -III III
-III cw
ca
W ew
M M M M
N.mm 10700.49?=
6. 地震弯矩计算
地震设防烈度8度，取16.0max =α； 因场地土类别III 类，则特性周期s 55.0=g T 阻尼比取为01.0=ξ 阻尼调整系数ξ
ξ
η7.106.005.012+-+=519.1=
衰减指数ξ
ξ
γ+-+
=5.005.09.0=0.978
地震影响系数max 21
1)(
αηαγT T g =0544.016.0519.1)539
.255.0(
978
.0=??= 则0-0截面的地震弯矩：
gH m mgH M E 012100135163516αα==
-=592999.8 19.1316050544.035
16
???? N.m m 10902.19
?= I-I 截面的地震弯矩:
)41410(17585.35
.25.35
.111I I I
-I +-=
h H h H H
mg M E αN.mm 10866.19?= II-II 截面的地震弯矩:
)41410(17585.35
.25.35
.111
II II II -II +-=h H h H H
mg M E αN.mm 10552.19?= III-III 截面的地震弯矩:
)41410(17585.35
.25.35
.111
III III III -III +-=h H h H H
mg M E αN.mm 10521.19?= 以上计算是按塔设备基本振型的结果，此塔1530/>=D H 且高度大于20m ，故还必须考虑高振型的影响。采用一种简化的近似算法，则各截面的地震弯矩为:
01005.21--=E E M M N.mm 10378.29?=
I
-I I -I =15.21E E M M N.m m
10333.29
?= II
-II II -II =15.21E E M M N.mm 1094.19?= III
-III III -III =1
5.21E E M M N.mm 10901.19?= 7. 各种载荷引起的轴向应力的计算 （1）最大弯矩
因塔体顶只悬有吊住，故可以忽略偏心弯矩e M 。
确定最大弯矩时，偏保守的假设风弯矩、地震弯矩和偏心弯矩同时出现，且出现在塔设备的同一方向。但考虑到最大风速和最高地震级别同时出现的可能性很小，在正常或停工检修时，取计算截面的最大弯矩为 0-0截面：
N.mm 10100.6N.mm
10903.325.0N.mm 10100.699
000090
000max
?=????=+?==----ew E ew M M M M
(风弯矩控制) I-I 截面：
N.mm 10964.5N.mm
10824.325.0N.mm 10964.599
9max
?=????=+?==I -I I -I I
-I I -I ew E ew M M M M
(风弯矩控制)
II-II 截面：
N.mm 10806.4N.mm 10142.325.0N.mm 10806.499
9max
?=????=+?==II -II II -II II
-II II
-II ew E
ew M M M M
(风弯矩控制) III-III 截面：
N.mm 10700.4N.mm 10076.325.0N.mm 10700.499
9max
?=????=+?==III -III III -III III
-III III
-III ew E
ew M M M M
(风弯矩控制)
水压试验时，由于试验日期可以选择且持续时间较短，取最大弯矩为
N.mm 1083.13.0900?==-Mew M
N.mm 10789.13.09?==-Mew M I I
N.mm 10442.13.09?==-Mew M II II
N.mm 10410.13.09?==-Mew M III III
（2）圆筒的强度及稳定性校核
计算II-II 的轴向应力并进行校核，将结果写入表4中 筒体的有效厚度mm 19322=-=ei δ
II-II 截面：00179.0094
.0==i
ei
R A δ，
查《过程设备设计》图4-8得B=150MPa 。 8.裙座危险截面的强度与稳定校核
裙座筒体受到重量和各种弯矩的作用，但不承受压力。重量和弯矩在裙座底部截面处最大，因而裙座底部截面是危险截面。此外，裙座上的检查孔或人孔、管线引出口有承载削弱作用，这些孔中心横截面处也是裙座筒体的危险截面。裙座筒体不受压力作用，轴向组合拉伸应力总是小于轴向组合压缩应力。因此，只需校核危险截面的最大轴向压缩应力。 （1）0-0截面
裙座按圆锥形裙座进行验算 圆锥半顶角 50.432
14078002000-32005.0arctan
=--?=）
（β
00179.0094
.0==i
ei
R A δ，查《过程设备设计》图4-8得B=150MPa 。
则?
??===MPa 222][MPa 89.178cos ][2t
cr
K KB σβσ，取MPa 89.178][=cr σ 液压许用应力?
??===MPa 3519.0MPa
89.178cos ][2eL T KR KB βσ ,取MPa 89.178][=T σ 重力引起的轴向应力
M
P a 02.86
120033.149.819.31605100-000-02
=???===ei i D g m A g m δπσ
， max
M 引起的轴
向
应
力
M P a
40.47016
.02.314.3410100.642
6ei 2i 0-0max 0-0max 0
-03
=????===δπσ
D M W M ，
组合压应力
MPa
89.178][MPa 59.555
.4cos 42
.55cos 1)
（0
-030-020-0c =<==+=cr σβσσσ 液压力
MPa
89.178][MPa 81.735
.4cos 58
.73cos 1
)
16320014.348.998.28735116320014.310100.63.0（cos 1
)3.0（
29max 0
00
-0T
=<==
????+????=+
=-T ew
A g m W
M σββ
σ
(2)I-I 截面
00179.0094
.0==i
ei
R A δ，查《过程设备设计》图4-8得B=150MPa 。
裙座出入口：mm 230m =l ；mm 450=m b ；mm 18m =δ；mm 14.3074
im =D kg 7.1304760=I
-I m
[]
∑-+-=m m m es im sm )2(A b D A es δδδπ
[]
18230216)182450(21614.307414.3??-??+?-??=2mm 79.155452=
2
m 2im m es m 2
(22））（
b D l W -=δ3722mm 10119.122507.1537230162?=-???=
∑--=
）
（m es
im
m es 2
im sm 2
4
W D b D W δδπ
3872mm 10190.1)10119.12
16
14.3074450（21614.30744
?=?-?
??-??=
π
重力引起的轴向应力MPa 23.879.1554529.8130476.7sm 02
=?==I -I I -I A g m σ
，
max M 引起的轴向应力MPa 12.5010190.110964.58
9sm max 3
=??==I -I I
-I W M σ， 组合压应力
MPa
89.178][MPa 53.585
.4cos 35
.58cos 1)
（32c =<==+=I
-I I -I I -I cr σβσσσ 液压力
MPa
89.178][MPa 18.335
.4cos 08
.33cos 1)
79.1554528.949.28622310190.110964.53.0（cos 1)3.0（
8
9max T
=<==
?+???=+=I -I I
-I I
-I T sm sm
ew
A g m W M σββσ
9. 塔体水压试验时的应力校核( 校核II-II 截面) 耐压试验压力[][]
MPa 95.2185/18536.225.125.1=??==t
T p
p σσ
由试验压力引起的周向应力σ：
M P a
13.20885
.0192)
192000)(505.095.2(2）（)液注静压力(ei ei i =??++=++=
φδδσD p T T 由试验压力引起的轴向应力1σ： MPa 37.7819
4)192000(95.24)(ei i 1=?+?=+=
δδσD p T ，
液压实验时重力引起的轴向应力2σ：
M P a
59.2319
200014.38
.998.287351ei 2=???==II -II δπσi T D g m ， 由风弯矩引起的轴向应力3σ： MPa 15.24)
3.0(4ei
2
3=+=
II -II δπσi e ew
D M M ，
III-III 截面：00179.0094.0==i
ei
R A δ，
查《过程设备设计》图4-8得B=150MPa 校核：
??
??
???=<=+-??
?==<=+=<=M P a 35.2989.093.78MPa 1809.0][74.47MPa 63.2489.013.20832132φσσσσσσφσeL eL cr eL KR KR KB R 校核通过。 10. 基础环设计
基础环内径mm 3000=ib D 基础环外径mm 3540=ob D
ob
ib ob b D D D Z 32)
(4
4-=
π3944mm 10109.23540
32)
30003540(?=?-=
π
4
)
(22ib ob b D D A -=
π2622mm 10774.24
）
30003540（14.3?=-?=
???
?
???=??+???=+=??+??=+=--MPa 88.110774.28.9287351.9810109.210100.63.03.0MPa 36.310774.28
.919.131********.210100.6699max 0
06
9900
0max max
b b ew b b b A g m Z M A g m Z M σ
取MPa 36.3bmax =σ
因927.0)44120/(152/=+=l b ，查JB4710-2005《钢制塔式压力容器》表8-7
13552.0-=x C ，0899.0=y C ，则
34.1052015236.313552.022max -=??-==b C M b x x σN.mm
31.812416436.30899.022max =??==l C M b y y σN.mm
因为y x M M >，则S M =x M =10520.34N.mm 则基础环厚度（[]MPa 185=b σ）为：
[]mm 47.18185/34.105206/6S b =?=
=
b M σδ，取mm 32=b δ
【注】基础选用100＃混凝土，其许用应力R a =5.0MPa
11. 地脚螺栓计算 地脚螺栓材料选用Q345
地脚螺栓承受的最大拉应力B σ按下式计算：
???
????=??-??=-+=??-??=-=---MPa 39.110774.29.891.131********.210903.325.0MPa 51.210774.29.8
108033.6910109.210100.669900
00
06
99min 0
0b b ew E
b b ew B
A g m Z M M A g m Z M σ
故取MPa 51.2=B σ 初选地脚螺栓个数是36
地脚螺栓的小径1d （[]MPa 170=bt σ）为：
mm C n A d bt
b
B 06.413170
3614.310774.251.24][46
21=+?????=
+=
σπσ
取地脚螺栓是M56 , 36个。
12. 裙座与塔壳连接焊缝验算（对接焊缝）
N.mm 10806.49max J -J max ?==II -II M M ;kg 35.1208270J -J 0==II -II m m
mm 2000i it ==D D ;mm 116es =δ;[]MPa 2.1331852.16.06.0=??=t
w K σ
es
it es it D g
m D M δπδπJ -J 02
J -J max 4-MPa 83.8316
200014.38
.935.12082716200014.310806.442
9=???-????=[]t
w K σ6.0<
验算合格。
四、典型零部件计算
主要是开孔补强的计算内容
（1）补强及补强方法判别
①补强判别 根据《过程设备设计》表4-15，允许不另行补强的最大接管外径为mm 89Φ。塔器上开孔大小不一，现以人孔为例进行计算。开孔直径是mm 500φ，查HG21521-2005表3-1、3-2知，所用接管规格为14530?φ，且材料为Q345R ，其中厚度附加量取mm 2。 ②补强计算方法判别
开孔直径 mm 506225022=?+=+=C d d i
筒体开孔直径mm 10002/mm 506=
筒
体
计
算
厚
度
mm 12.1536.285.018522000
36.2][2c
i c =-???=-=
p D p t
φσδ ②开孔所需补强面积
强度削弱系数1=r f ，
接管有效厚度为mm 12214=-=-=C nt et δδ
开孔所需补强面积：2mm 72.765012.15506=?==δd A （3）有效补强范围 ①有效宽度B
取大值
?
??
=?+?+=++==?==mm 57814222250622mm 101250622nt n d B d B δδ 故mm 1012=B
②有效高度 外侧有效高度1h
取小值??
?
??==?==mm 233mm 17.845061411h d h nt δ 故mm 17.841=h 。
内侧有效高度2h
取小值
??
???==?==mm 0mm 17.845061422h d h nt δ 故02=h 。
（4）有效补强面积 ①壳体多余金属面积
壳体有效厚度 mm 19322=-=-=C n e δδ 壳体多余金属面积1A
()()()()21mm 28.196312.151********-=-?-=-=δδe d B A ②接管多余金属面积 接管计算厚度 []mm 80.336
.285.01852502
36.22t =-???=
-=
c
t
n i
c p
d p φσδ
接管多余金属面积2A
()()212mm 39.1380180.31217.8422=?-??=-=r t et f h A δδ ③接管区焊缝面积(焊脚取mm 0.6)
23mm 0.360.60.62
1
2=???=A
④有效补强面积
2321e mm 67.33793639.138028.1963=++=++=A A A A
（5）所需另行补强面积
()23214mm 05.427167.337972.7650=-=++-=A A A A A 采用补强圈补强。 （6）补强圈设计
根据公称直径500DN 选补强圈，参照补强圈标注JB/T4736取补强圈外径mm 840'=D ，内径mm 540'=d 。因'D B >,补强圈在有效补强范围内。 补强圈厚度为 mm 24.14540
84005
.4271'
'4'=-=
-=
d D A δ
考虑钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为mm 18。但为了便于制造时准备材料，补强圈名义厚度取为筒体的厚度，即mm 22'=δ。
五、结论
设备计算结果总结
通过以上计算，可知：
（1）各壁厚名义厚度筒体取mm 22，封头取mm 24，裙座厚度取8mm 1。
（2）取36个M56的地脚螺栓。
（3）基础环外径mm D ob 3540=，内径mm D ib 3000=，厚度mm b 32=δ。 （4）人孔采用补强圈补强，厚度为mm 22'=δ。
经过各危险截面的强度及稳定性校核，各种材料及所选参数均达到要求，故所设计的精丙烯塔符合要求。
六、参考文献
设计任务书 设计题目： 苯－甲苯连续精馏浮阀塔设计 设计条件： 常压： 1p atm = 处理量： 100Kmol h 进料组成： 0.45f x = 馏出液组成： 98.0=d x 釜液组成： 02.0=w x （以上均为摩尔分率） 塔顶全凝器： 泡点回流 回流比： min (1.1 2.0)R R =- 加料状态： 0.96q = 单板压降： 0.7a kp ≤ 设 计 要 求 ： (1) 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。 (2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。 (3) 写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
目录 摘要 ........................................................................................................................................................................... I 绪论 (1) 设计方案的选择和论证 (3) 第一章塔板的工艺计算 (5) 1.1基础物性数据 (5) 1.2精馏塔全塔物料衡算 (5) 1.2.1已知条件 (5) 1.2.2物料衡算 (5) 1.2.3平衡线方程的确定 (6) 1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (7) 1.2.5操作线方程 (7) 1.2.6用逐板法算理论板数 (7) 1.2.7实际板数的求取 (8) 1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9) 1.3.1进料温度的计算 (9) 1.3.2操作压力的计算 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 1.3.3平均摩尔质量的计算 (9) 1.3.4平均密度计算 (10) 1.3.5液体平均表面力计算 (11) 1.3.6液体平均粘度计算 (12) 1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12) 1.4.1塔径的计算 (12) 1.4.2精馏塔有效高度的计算 (14) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (14) 1.5.1溢流装置计算 (14) 1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (15) 1.7塔板流体力学验算 (16) 1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (16) 1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (17) 1.7.3计算雾沫夹带量e V (18) 1.8塔板负荷性能图 (19) 1.8.1雾沫夹带线 (19) 1.8.2液泛线 (19) 1.8.3 液相负荷上限线 (21) 1.8.4漏液线 (21) 1.8.5液相负荷下限线 (21) 1.9小结 (22) 第二章热量衡算 (23) 2.1相关介质的选择 (23) 2.1.1加热介质的选择 (23) 2.1.2冷凝剂 (23) 2.2热量衡算 (23) 第三章辅助设备 (28)
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：带式输送机 班级： 设计者： 学号： 指导老师： 日期：2011年01月06日
目录 一、题目及总体分析 (1) 二、选择电动机 (2) 三、传动零件的计算 (7) 1）带传动的设计计算 (7) 2）减速箱的设计计算 (10) Ⅰ.高速齿轮的设计计算 (10) Ⅱ.低速齿轮的设计计算 (14) 四、轴、键、轴承的设计计算 (20) Ⅰ．输入轴及其轴承装置、键的设计 (20) Ⅱ．中间轴及其轴承装置、键的设计 (25) Ⅲ．输出轴及其轴承装置、键的设计 (29) 键连接的校核计算 (33) 轴承的校核计算 (35) 五、润滑与密封 (37) 六、箱体结构尺寸 (38) 七、设计总结 (39) 八、参考文献 (39)
一、题目及总体分析 题目：带式输送机传动装置 设计参数： 设计要求： 1).输送机运转方向不变，工作载荷稳定。 2).输送带鼓轮的传动效率取为0.97。 3).工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。设计内容： 1.装配图1张； 2.零件图3张； 3.设计说明书1份。 说明： 1.带式输送机提升物料：谷物、型砂、碎矿石、煤炭等； 2.输送机运转方向不变，工作载荷稳定； 3.输送带鼓轮的传动效率取为0.97； 4.工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。
装置分布如图： 1. 选择电动机类型和结构形式 按工作条件和要求选用一般用途的Y 系列三相异步电动机，卧式封闭。 2. 选择电动机的容量 电动机所需的工作效率为： d w d P P η= d P -电动机功率;w P -工作机所需功率; 工作机所需要功率为： w Fv P 1000 ＝ 传动装置的总效率为： 42d 1234ηηηηηη＝ 按表2-3确定各部分效率： V 带传动效率97.01=η， 滚动轴承传动效率20.97η＝， 三 相电压 380V
机械设计基础课程设计 计算说明书 题目: 一级齿轮减速器设计 学院：生物科学与工程学院 班级：10级生物工程2班 设计者：詹舒瑶 学号：201030740755 指导教师：陈东 2013年 1 月16 日
目录 一、设计任务书……………………………………………………………………………… 1.1 机械课程设计的目的………………………………………………………………… 1.2 设计题目……………………………………………………………………………… 1.3 设计要求……………………………………………………………………………… 1.4 原始数据……………………………………………………………………………… 1.5 设计内容……………………………………………………………………………… 二、传动装置的总体设计…………………………………………………………………… 2.1 传动方案……………………………………………………………………………… 2.2 电动机选择类型、功率与转速……………………………………………………… 2.3 确定传动装置总传动比及其分配………………………………………………… 2.4 计算传动装置各级传动功率、转速与转矩……………………………………… 三、传动零件的设计计算…………………………………………………………………… 3.1 V带传动设计…………………………………………………………………………… 3.1.1计算功率…………………………………………………………………………… 3.1.2带型选择…………………………………………………………………………… 3.1.3带轮设计…………………………………………………………………………… 3.1.4验算带速…………………………………………………………………………… 3.1.5确定V带的传动中心距和基准长度……………………………………………… 3.1.6包角及其验算……………………………………………………………………… 3.1.7带根数……………………………………………………………………………… 3.1.8预紧力计算………………………………………………………………………… 3.1.9压轴力计算………………………………………………………………………… 3.1.10带轮的结构………………………………………………………………………… 3.2齿轮传动设计…………………………………………………………………………… 3.2.1选择齿轮类型、材料、精度及参数……………………………………………… 3.2.2按齿面接触疲劳强度或齿根弯曲疲劳强度设计………………………………… 3.2.3按齿根弯曲疲劳强度或齿面接触疲劳强度校核………………………………… 3.2.4齿轮传动的几何尺寸计算………………………………………………………… 四、铸造减速器箱体的主要结构尺寸……………………………………………………… 五、轴的设计………………………………………………………………………………… 5.1高速轴设计……………………………………………………………………………… 5.1.1选择轴的材料……………………………………………………………………… 5.1.2初步估算轴的最小直径…………………………………………………………… 5.1.3轴的机构设计，初定轴径及轴向尺寸…………………………………………… 5.2低速轴设计……………………………………………………………………………… 5.2.1选择轴的材料……………………………………………………………………… 5.2.2初步估算轴的最小直径…………………………………………………………… 5.2.3轴的机构设计，初定轴径及轴向尺寸…………………………………………… 5.3校核轴的强度…………………………………………………………………………… 5.3.1求支反力、弯矩、扭矩计算……………………………………………………… 5.3.2绘制弯矩、扭矩图………………………………………………………………… 5.3.3按弯扭合成校核高速轴的强度……………………………………………………
《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名：学号： 所在学院： 专业： 设计题目： 指导教师： 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2)
二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。
设计题目： 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。 例：精馏塔（DN1800）设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料： [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]． [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]． [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]． 4、文献查阅要求
-- - 目录 设计任务书 (4) 第一章前言 (5) 第二章精馏塔过程的确定 (6) 第三章精馏塔设计物料计算 (7) 3.1水和乙醇有关物性数据 (7) 3.2 塔的物料衡算 (8) 3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 (8) 3.2.2平均分子量 (8) 3.2.3物料衡算 (8) 3.3塔板数的确定 (8) 3.3.1理论塔板数N T的求取 (8) 3.3.2求理论塔板数N T (9) 3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11) 3.4.1操作压强P m (12) 3.4.2温度t m (12) 3.4.3平均分子量M精 (12) 3.4.4平均密度ρM (13) 3.4.5液体表面X力σm (13) 3.4.6液体粘度μm L， (14) 3.4.7精馏段气液负荷计算 (14) 第四章精馏塔设计工艺计算 (15) 4.1塔径 (15) 4.2精馏塔的有效高度计算 (16) 4.3溢流装置 (16) 4.3.1堰长l W (16) 4.3.2出口堰高h W (16)
4.3.3降液管的宽度W d与降液管的面积A f (16) 4.3.4降液管底隙高度h o (17) 4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17) 4.5塔板流体力学校核 (18) 4.5.1气相通过浮塔板的压力降 (18) 4.5.2淹塔 (18) 4.6雾沫夹带 (18) 4.7塔板负荷性能图 (19) 4.7.1雾沫夹带线 (19) 4.7.2液泛线 (20) 4.7.3液相负荷上限线 (20) 4.7.4漏液线（气相负荷下限线） (20) 4.7.5液相负荷下限线 (21) 4.8塔板负荷性能图 (22) 设计计算结果总表 (23) 符号说明 (24) 关键词 (25) 参考文献 (25) 课程设计心得 (26) 附录 (27) 附录一、水在不同温度下的黏度 (27) 附录二、饱和水蒸气表 (27) 附录三、乙醇在不同温度下的密度 (27)
汽车设计课程设计计算说明书题目：轻型客车四档中间轴式变速器设计院别：xxxxxx 专业：xxxxx 班级：xxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxxxxxxx 二零一五年一月十九日
一、变速器的功用与组成 ----------------------------------------------------------------- - 4 - 1.变速器的组成------------------------------------------------------------------------ - 4 - 二、变速器的设计要求与任务 ----------------------------------------------------------- - 5 - 1.变速器的设计要求 ----------------------------------------------------------------- - 5 - 2.变速器的设计任务 ----------------------------------------------------------------- - 5 - 三、变速器齿轮的设计 -------------------------------------------------------------------- - 6 - 1.确定一挡传动比 -------------------------------------------------------------------- - 6 - 2.各挡传动比的确定 ----------------------------------------------------------------- - 7 - 3.确定中心距--------------------------------------------------------------------------- - 8 - 4.初选齿轮参数------------------------------------------------------------------------ - 9 - 5.各挡齿数分配----------------------------------------------------------------------- - 11 - 四、变速器的设计计算 ------------------------------------------------------------------- - 16 - 1.轮齿强度的计算 ------------------------------------------------------------------- - 16 - 2中间轴的强度校核 ------------------------------------------------------------------- 20- 五、结论-------------------------------------------------------------------------------------- - 27 - 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- - 28 - 摘要 现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。变速器在发动机和汽车之间主要起着匹配作用，通过改变变速器的传动比，可以使发动机在最有利的工况范围内工作。 本次设计的是轻型客车变速器设计。它的布置方案采用四档中间轴式、同步器换挡，并对倒挡齿轮和拨叉进行合理布置，前进挡采用圆柱斜齿轮、倒档采用圆柱直齿轮。两轴式布置形式缩短了变速器轴向尺寸，在保证挡数不变的情况下，减少齿轮数目，从而使变速器结构更加紧凑。 首先利用已知参数确定变速器各挡传动比、中心矩，然后确定齿轮的模数、压力角、齿宽等参数。由中心矩确定箱体的长度、高度和中间轴及二轴的轴径，然后对中间轴和各挡齿轮进行校核，验证各部件选取的可靠性。最后绘制装配图及零件图。
汽车设计课程设计说明书 题目：曲柄连杆机构受力分析 设计者：侯舟波 指导教师：刘忠民吕永桂 2010 年 1 月18 日
一、课程设计要求 根据转速、缸内压力、曲柄连杆机构结构参数，计算发动机运转过程中曲柄连杆机构受力，完成计算报告，绘制曲柄连杆机构零件图。 1.1 计算要求 掌握连杆往复惯性质量与旋转离心质量折算方法； 掌握曲轴旋转离心质量折算方法； 掌握活塞运动速度一阶、二阶分量计算方法； 分析活塞侧向受力与往复惯性力及相应设计方案； 分析连杆力及相应设计方案； 采用C语言编写曲柄连杆机构受力分析计算程序； 完成曲柄连杆机构受力计算说明书。 1.2 画图要求 活塞侧向力随曲轴转角变化 连杆对曲轴推力随曲轴转角变化 连杆轴承受力随曲轴转角变化 主轴承受力随曲轴转角变化 活塞、连杆、曲轴零件图（任选其中两个） 二、计算参数 2.1 曲轴转角及缸内压力参数 曲轴转速为7000 r/min，缸内压力曲线如图1所示。 图1 缸内压力曲线 2.2发动机参数 本计算过程中，对400汽油机进行运动和受力计算分析，发动机结构及运动参数如表1所示。
表1 发动机主要参数 参数 指标 发动机类型 汽油机 缸数 1 缸径D mm 91 冲程S mm 63 曲柄半径r mm 31.5 连杆长l mm 117 偏心距e mm 0 排量 mL 400 活塞组质量'm kg 0.425 连杆质量''m kg 0.46 曲轴旋转离心质量k m kg 0.231 标定功率及相应转速 kw/（r/min ） 17/7500 最高爆发压力 MPa 5～6MPa 三、计算内容和分析图 3.1 运动分析 3.1.1曲轴运动 近似认为曲轴作匀速转动，其转角，t t t n 3 7006070002602π ππα=?== s rad s rad dt d /04.733/3700≈== π αω 3.1.2活塞运动规律 图2 中心曲轴连杆机构简图
滨州学院 课程设计任务书 一、课题名称 甲醇——水分离过程板式精馏塔设计 二、课题条件（原始数据） 原料：甲醇、水溶液 处理量：3200Kg/h 原料组成：33%（甲醇的质量分率） 料液初温：20℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选 进料状态：冷液体进料 塔顶产品浓度：98%（质量分率） 塔底釜液含甲醇含量不高于1%（质量分率） 塔顶：全凝器 塔釜：饱和蒸汽间接加热 塔板形式：筛板 生产时间：300天/年，每天24h运行 冷却水温度：20℃ 设备形式：筛板塔 厂址：滨州市 三、设计内容 1、设计方案的选定 2、精馏塔的物料衡算 3、塔板数的确定 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数） 5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6、塔板主要工艺尺寸的计算
滨州学院化工原理课程设计说明书 7、塔板的流体力学验算 8、塔板负荷性能图（精馏段） 9、换热器设计 10、馏塔接管尺寸计算 11、制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸） 12、绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件）（手绘，A1图纸） 13、撰写课程设计说明书一份 设计说明书的基本内容 ⑴课程设计任务书 ⑵课程设计成绩评定表 ⑶中英文摘要 ⑷目录 ⑸设计计算与说明 ⑹设计结果汇总 ⑺小结 ⑻参考文献 14、有关物性数据可查相关手册 15、注意事项 ⑴写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源 ⑵每项设计结束后列出计算结果明细表 ⑶设计最终需装订成册上交 四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期） 1、设计动员，下达设计任务书0.5天 2、收集资料，阅读教材，拟定设计进度1-2天 3、初步确定设计方案及设计计算内容5-6天 4、绘制总装置图2-3天 5、整理设计资料，撰写设计说明书2天 6、设计小结及答辩1天
CAD/CAM课程设计任务书 一、设计题目：中间轴零件的CAD/CAM设计 二、设计目的 CAD/CAM课程设计是开设《机械CAD/CAM》课程之后进行的一个实践性教学环节。在系统学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法的基础上，着重培养学生借助计算机进行机械产品的设计、制造和系统集成的综合应用能力。其目的： 1.掌握产品的计算机辅助设计过程和方法，培养利用计算机进行结构设计的能力。 2.掌握零件的计算机辅助制造过程和方法，培养数控编程及加工仿真的能力。 3.通过应用PRO/ENGINEER，训练和提高CAD/CAM的基础技能。 三、设计任务 本课程设计以某一具体的机械零件为设计对象（零件图见附图）。主要设计任务： 1、熟悉并掌握大型机械CAD/CAM软件PRO/ENGINEER的草绘模块、零件模块、 制造模块及仿真模块的功能及建模原理。 2、进行零件的参数化功能定义、三维实体零件的特征造型、着色渲染、生成不同视 图，最终完成零件的造型设计。 3、进行机床选择、刀具选择及加工参数设置，生成零件数控加工的相关文件。如刀 位数据文件、刀具清单和数控加工代码等。并对零件进行加工仿真以检查设计结果是否正确合理。 4、编写课程设计说明书。 四、设计要求 1、要求设计过程在计算机上完成。 2、设计说明书用计算机打印（A4纸，1万字左右）。 正文：宋体五号，单倍行距； 页眉：宋体小五号，内容包括班级，姓名，“CAD/CAM课程设计说明书”字 样；页脚：右下脚页码。 3、设计结果应包括：课程设计说明书（应包含设计任务书、设计思路、设计步骤、 设计过程的说明和阶段结果。附零件三维图、加工代码、零件原图纸等内容） 4、严禁抄袭和请人代做，一经发现，成绩计为零分并上报教务处。 1
机械课程设计 计算说明书 ——题目D4.机械厂装配车间输送带传动装置设计 机电工程学院机自11-8 班 设计者cqs 指导老师tdf 2014年1月15号 中国矿业大学
目录 第一章机械设计任务书 机械课程设计任务书 (2) 第二章机械课程设计第一阶段 2.1、确定传动技术方案 (3) 2.2、电动机选择 (4) 2.3、传动件的设计 (6) 第三章机械课程设计第二阶段 3.1装配草图设计第一阶段说明 (23) 3.2轴的设计及校核 (23) 3.3轴承的设计及校验 (28) 3.4键的设计及校验 (22) 第四章机械课程设计第三阶段 4.1、轴与齿轮的关系 (30) 4.2、端盖设计 (30) 4.3、箱体尺寸的设计 (32) 4.4、齿轮和轴承的润滑 (34) 第五章机械课程设计小结 机械课程设计小结 (34) 附1：参考文献
第一章机械设计课程设计任务书 题目D3.机械厂装配车间输送带传动装置设计 图1：设计带式运输机传动装置（简图如下） 一、设计要求 1、设计条件： 1）机器功用由输送带传送机器的零部件； 2）工作情况单向运输、轻度振动、环境温度不超过35℃； 3）运动要求输送带运动速度误差不超过5%； 4）使用寿命10年，每年350天，每天16小时； 5）检修周期一年小修；两年大修； 6）生产批量单件小批量生产； 7）生产厂型中型机械厂 2、设计任务 1）设计内容1、电动机选型；2、带传动设计；3、减速器设计；4、联轴器选型设计；5、其他。 2）设计工作量1、传动系统安装图1张；2、减速器装配图1张；3、零件图2张；4、设计计算说明书一份。 3、原始数据 主动滚筒扭矩（N·m）：800 主动滚筒速度（m/s）：0.9 主动滚筒直径（mm）：300
塔设备设计说明书精选 文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 035 036 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组
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前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便
浮阀塔课程设计说明书
题目： 拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。 （1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论 设计计算及验算 1.塔板工艺尺寸计算 （1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 max u )(?=安全系数u v v l c u ρρρ-=max 式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为 0625.0)996 .29.841(61.1006.0)(5 .05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 45.0=，板上液层高度m h L 05.0=，则图中 参数值为 m h H L T 4.005.045.0=-=-
由图53-查得0825 .020 =c ，表面张力./9.20m mN =σ 0832 .0)20 ( 2.020=?=σ c c s m u /399.1996 .2996 .29.8410832.0max =-? = 取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max =?=?=安全系数u 塔径m u V D s 562.184 .014.361 .144=??== π 按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积 22201.2)6.1(4 14 .34 m D A T =?= = π 实际空塔气速 s m A V u T s /801.001 .261.1=== （2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。各项计算如下： ①堰长W l ：取堰长D l W 66.0=，即 m l W 056.16.166.0=?= ②出口堰高W h ：OW L W h h h -= 采用平直堰，堰上液层高度OW h 可依下式计算： 3 2 )(100084.2W h OW l L E h = 近似取1=E ，则可由列线图查出OW h 值。 m 021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===?=，查得m l h m L W h m h h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则
《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院：木工学院 班级：林产化工0 8 学号： 姓名：万永燕郑舒元 分组：第四组 目录 前言............................................................... 错误！未定义书签。 摘要 (2) 关键字 (2) 第二章设计参数及要求 (2) 1.1符号说明 (2) 1.2.设计参数及要求 (3) 3 3 第二章材料选择 (4) 2.1概论 (4) 2.2塔体材料选择 (4) 2.3 裙座材料的选择 (4) 第三章塔体的结构设计及计算 (5) 3.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 3.2 塔设备质量载荷计算 (5) 3.3 风载荷和风弯矩 (6) 3.4 地震弯矩计算 (7) 3.5 各种载荷引起的轴向应力 (7) 3.6 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (8) 3.7 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (9) 3.7.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (9) 9 3.8塔设备结构上的设计 (10) 10 10 板式塔的总体结构 (11) 小结 (11) 附录 (11) 附录一有关部件的质量 (11)
附录二矩形力矩计算表 (12) 附录三螺纹小径与公称直径对照表 (12) 参考文献 (12) 前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板，塔板上开有很多筛孔，每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修、清理方便 关键字 塔体、封头、裙座、。 第二章设计参数及要求 1.1符号说明 Pc ----- 计算压力，MPa； Di ----- 圆筒或球壳内径，mm； [Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa； δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度，mm； δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度，mm； δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度，mm；
板式连续精馏塔设计任务书 一、设计题目：分离苯一甲苯系统的板式精馏塔设计 试设计一座分离苯一甲苯系统的板式连续精馏塔，要求原料液的年处理量 为 50000 吨，原料液中苯的含量为 35 %，分离后苯的纯度达到 98 %, 塔底馏出液中苯含量不得高于1% （以上均为质量百分数） 二、操作条件 厂址拟定于天津地区。 设计内容 1. 设计方案的确定及流程说明 2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3. 精馏塔的物料衡算 4. 塔板数的确定 5. 塔体工艺尺寸的计算 6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算 7. 塔板流体力学验算 8. 绘制塔板负荷性能图 9. 塔顶冷凝器的初算与选型 10. 设备主要连接管直径的确定 11. 全塔工艺设计计算结果总表 12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图 13. 对本设计的评述及相关问题的分析讨论 1. 塔顶压强： 2. 进料热状态： 3. 回流比： 加热蒸气压强: 单板压降： 4 kPa （表压）； 101.3 kPa （表压）; 塔板类型 浮阀塔板 四、 生产工作日 每年300天，每天 24小时运行。 五、 厂址
一、绪 论 二、设计方案的确定及工艺流程的说明 2.1 设计流程 2.2 设计要求 2.3 设计思路 2.4 设计方案的确定 三、全塔物料衡算 3.2 物料衡算 四、塔板数的确定 4.1 理论板数的求取 4.2 全塔效率实际板层数的求取 五、精馏与 提馏段物性数据及气液负荷的计算 5.1 进料板与塔顶、塔底平均摩尔质量的计算 5.4 液相液体表面张力的计算 目录 5.5 塔内各段操作条件和物性数据表 11 六、塔径及塔板结构工艺尺寸的计算 14 6.1塔径的计算 14 6.2塔板主要工艺尺寸计算 15 6.3 塔板布置及浮阀数目与排列 17 5.2 气相平均密度和气相负荷计算 10 5.3 液相平均密度和液相负荷计算 10 11
机械设计课程设计计算 说明书 题目: 二级齿轮减速器设计 学院： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 年月日
目录 一、设计任务书……………………………………………………………………………… 1.1 机械课程设计的目的………………………………………………………………… 1.2 设计题目……………………………………………………………………………… 1.3 设计要求……………………………………………………………………………… 1.4 原始数据……………………………………………………………………………… 1.5 设计内容……………………………………………………………………………… 二、传动装置的总体设计…………………………………………………………………… 2.1 传动方案……………………………………………………………………………… 2.2 电动机选择类型、功率与转速……………………………………………………… 2.3 确定传动装置总传动比及其分配………………………………………………… 2.4 计算传动装置各级传动功率、转速与转矩……………………………………… 三、传动零件的设计计算…………………………………………………………………… 3.1 V带传动设计…………………………………………………………………………… 3.1.1计算功率…………………………………………………………………………… 3.1.2带型选择…………………………………………………………………………… 3.1.3带轮设计…………………………………………………………………………… 3.1.4验算带速…………………………………………………………………………… 3.1.5确定V带的传动中心距和基准长度……………………………………………… 3.1.6包角及其验算……………………………………………………………………… 3.1.7带根数……………………………………………………………………………… 3.1.8预紧力计算………………………………………………………………………… 3.1.9压轴力计算………………………………………………………………………… 3.1.10带轮的结构………………………………………………………………………… 3.2齿轮传动设计…………………………………………………………………………… 3.2.1高速级齿轮副设计………………………………………………………………… 3.2.2低速级齿轮副设计………………………………………………………………… 四、轴的设计………………………………………………………………………………… 4.1高速轴设计……………………………………………………………………………… 4.1.1选择轴的材料……………………………………………………………………… 4.1.2初步估算轴的最小直径…………………………………………………………… 4.1.3轴的机构设计，初定轴径及轴向尺寸…………………………………………… 4.2中间轴设计……………………………………………………………………………… 4.2.1选择轴的材料……………………………………………………………………… 4.2.2初步估算轴的最小直径…………………………………………………………… 4.2.3轴的机构设计，初定轴径及轴向尺寸…………………………………………… 4.3低速轴设计……………………………………………………………………………… 4.3.1选择轴的材料……………………………………………………………………… 4.3.2初步估算轴的最小直径…………………………………………………………… 4.3.3轴的机构设计，初定轴径及轴向尺寸…………………………………………… 4.4校核轴的强度…………………………………………………………………………… 4.4.1按弯扭合成校核高速轴的强度…………………………………………………… 4.4.2按弯扭合成校核中间轴的强度……………………………………………………
化工原理课程设计 浮阀塔的设计 专业：化学工程与工艺 班级：化工1003 ：皓升 学号：1001010310 成绩： 指导教师：王晓宁
目录 设计任务书 (1) 一、塔板工艺尺寸计算 (2) （1）塔径 (2) （2）溢流装置 (3) （3）塔板布置及浮阀数目与排列 (4) 二、塔板部结构图 (6) 三、塔板流体力学验算 (7) （1）气相通过浮阀塔板的压强降 (7) （2）夜泛 (7) （3）雾沫夹带 (8) 四、塔板负荷性能图 (9) (1)雾沫夹带线 (9) ⑵液泛线 (10) ⑶液相负荷上限线 (10) ⑷漏液线 (11) ⑸液相负荷下限线 (11) 五、汇总表 (13)
设计任务书 拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。 已知条件： 其中：n为学号 要求： 1.进行塔的工艺计算和验算 2.绘制负荷性能图 3.绘制塔板的结构图 4.将结果列成汇总表 5.分析并讨论
一 、塔板工艺尺寸计算 （1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 max u )(?=安全系数u v v l C u ρρρ-=m ax 式中C 可由史密斯关联图查出，横标的数值为 0963.0)01 .1819(89.10064.0)(5 .05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 5.0=，板上液层高度m h l 07.0= ，则图中参数值为 m h H L T 38.007.045.0=-=- 由图53-查得085.020=c ，表面力./38m mN =σ 0.2 0.2 2038() 0.085=0.096 20 20c c σ ?? =?=? ??? max 0.096 2.73/u m s =?= 取安全系数为0.6，则空塔气速为 max u=0.6u =0.6 2.73=1.63m/s ? 则塔径D 为： 1.22D m = == 按标准塔径圆整D=1.4m ，则 塔截面积： 2 22 54.1)4.1(4 14.34m D A T =?==π
化工原理课程设计—浮阀塔塔板设计 专业:化学工程与工艺 班级:化工0701 姓名:曾超 学号：0701010101 成绩: 指导教师：张克铮
题目: 拟建一浮阀塔用以分离苯—氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。 已知条件见下表： （1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 进行分析和讨论 设计计算及验算 1.塔板工艺尺寸计算 塔径欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 max u )(?=安全系数u v v l c u ρρρ-=max 式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为 0625.0)996 .29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距m H T 45.0=，板上液层高度m h L 05.0=,则图中参数值为 m h H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c ，表面张力./9.20m mN =σ
0832.0)20(2.020=?=σ c c s m u /399.1996 .2996.29.8410832.0max =-?= 取安全系数为0。6，则空塔气速为
m /s 84.0399.16.0u max =?=?=安全系数u 塔径m u V D s 562.184 .014.361.144=??==π 按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积22201.2)6.1(4 14.34m D A T =?==π （1）实际空塔气速s m A V u T s /801.001.261.1=== 溢流装置选用单溢流弓形降液管,不设进口堰。各项计算如下： ①堰长W l :取堰长D l W 66.0=,即 m l W 056.16.166.0=?=②出口堰高W h ：OW L W h h h -= 采用平直堰，堰上液层高度OW h 可依下式计算： 32 )(100084.2W h OW l L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OW h 值。 m 021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===?=，查得m l h m L W h m h h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则 ③弓形降液管宽度d W 和面积f A : 66.0=D l W 由图103-查得：124.0,0721.0==D W A A d T f ,则 2145.001.20721.0m A f =?=m W d 199.06.1124.0=?= 停留时间s L H A L H A s T f h T f 88.10006 .045.0145.03600=?===θ