化机基础课程的设计要求和例题.docVIP

沈阳工业大学 化工设备机械基础课程设计 指导书 工程学院机械系 二〇〇七年九月十日 一、设计步骤 1.筒体厚计算（取国标厚度系列，见教科书p99） 2.封头厚度计算（考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后一般取δn与筒体等厚的钢板制作封头。） 3.容器支座选型 1）根据容器公称直径预选鞍座（或耳式支座）型号（见教科书p174和p354附录16） 2）鞍座强度校核 计算设备总重：筒体+封头+介质（水）+附件（人孔+300）kg 校核：支座重量/个＜标准允许的重量/个 4.人孔及补强 1）人孔的确定 根据贮罐的工艺条件，按公称压力等级选取。 2）补强及其结构的确定 补强判断、补强结构 。 4.接口管及法兰选型 1）进、出物料接管及法兰。 2）检查、测试接管及法兰。 3）排气、污液接管及法兰。 5.压力试验核（见教科书p99～101） 1）实验方法的确定。 2）试验压力校核。 6.参考书 二、应用举例 试设计一液氨贮罐。贮罐内径Di=2600mm，贮罐(不包括封头)长度L＝4800mm。使用地点：辽阳。 1、罐体壁厚设计 式中 δ—圆筒计算厚度,mm； pc —计算压力,MPa； Di—圆筒内直径,mm； [σ] t —圆筒材料设计温度下的许用应力,MPa ； φ—圆筒的焊接接头系数。 由于本储罐在夏季最高温度可达42℃这时氨的饱和蒸气压为1.56MPa（绝对压力）故取pc=1.6MPa； [σ] t= 163 MPa （参考书[1]表4-3钢板许用应力） φ=0.85（双面焊对接接头，局部探伤，参考书[1]表4-4焊接接头系数） C2=1 mm （按参考书[1]表4-6腐蚀裕量） C1=0.8mm （按参考书[1]表4-5钢板的厚度负偏差） 于是 设计壁厚d根据式 根据式 钢板制作罐体。 封头壁厚设计 采用标准椭圆形封头。 　　　　 式中　＝ (钢板最大宽度为3m，该贮罐直径为2.6m，故封头需将钢板并焊后冲压)；其它符号如前。 设计壁厚d根据式 根据式 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，取n＝1mm厚的16MnR钢板制作封头。 显然 ，满足要求。 3、支座选型 （1）确定支座形式 根据容器公称直径DN=2600mm按参考书[2]表13-1鞍座的形式，选用标准鞍式支座两个，即: JB/T4712-92, 鞍座A2600-F JB/T4712-92, 鞍座A2600-S。 查表13-4得每个支座的允许载荷Q为442KN。 （2）校核支座强度 设每个支座的实际最大载荷为 ，储罐总质量为m。 计算储罐总的质量 m=m1+m2+m3+m4 Kg 式中: m1-罐体质量 m2-封头质量 m3-罐内充满水的质量（因液氨密度小于水的密度） m4-附件质量 ①计算罐体质量m1 由参考书[3]附录1查得DN=2600mm，δn=18的筒节，每米质量是1160Kg/m，所以m1=1160×4.8=5568Kg ②计算封头质量m2 由参考书[2]附录2查得DN=2600mm，δn=18，直边高度为40mm标准椭圆形封头=mg/2=39000×9.8/2=191.3KN 即； =191＜Q 故所选鞍座合适。 鞍座A2600-F（S）的结构及尺寸见附图2所示。 4、人孔选用及补强措施 （1） 人孔选用 根据储罐的设计压力及操作温度，人孔标准应按公称压力为1.6MPa的等级选用。从参考书[3]人孔类型系列标准选得，人孔形式为水平吊盖式人孔，工程直径选为450mm,密封压紧面采用凸凹面。 人孔标记为：人孔MFM Ⅷ (A???G) 450-1.6 HG 21524-95 由人孔标准查得的水平吊盖人孔的结构及尺寸见附图3。 （2）补强措施 ①补强及其结构的确定 a.补强判断 根据GB150-1998《钢制压力容器》的规定，壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补强： 设计压力小于或等于2.5MPa； 两相邻开孔中心距应不小于两孔直径之和的两倍； 接管公称外径小于或等于89mm； 接管最小壁厚满足下表要求。 接管公 称外径 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小壁厚 3.5 4.0 5.0 6.0 由于人孔的直径超出了国标规定的不另行补强的最大开孔直径89mm，所以应采取补强措施。 b.补强结构 补强圈（JB/T4736—2002）贴焊在壳体与接管连接处，结构简单、制造方便，使用经验丰富，一般用在静载、中温、中低压等场合。 根据GB150-1998《钢制压力容器》的规定，采用补强圈结构时，应满足下列条件： Ⅰ.钢材的标准抗拉强度下限值σb