液氨贮罐的机械设计

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1、沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计24沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计设计任务书1.设计课题：液氨贮罐的机械设计2.工艺参数最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2800mm筒体长度（不含封头）：L0=5200mm3.设计内容1.筒体材料的选择2.罐的结构尺寸3.罐的制造施工4.零部件型号及位置5.相关校核计算4.设计人：卢思聪5.学号：07080102216.下达时间：2010年11月19日7.完成时间：2010年12月21日24沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计目录设计任务书I1前言12设计思想及基本参数22.

2、1设计思想22.2基本设计参数23材料结构的选择与论证33.1材料的选择33.2结构选择与论证43.2.1贮罐结构形式的选择43.2.2封头的选择43.2.3人孔的选择43.2.4法兰的选择53.2.5支座的选择64设计计算74.1筒体厚度的计算74.2封头厚度的计算74.3水压实验及强度校核84.4选择人孔及核算开孔补强94.5核算承载能力及选择鞍座115附件的选择与确定135.1选择液面计135.2选择工艺接管135.2.1液氨进料管135.2.2液氨出料管135.2.3排污管145.2.4安全阀接管145.2.5放空接管14

3、5.2.6液面计接管1424沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计6参数校核156.1筒体轴向应力校核156.1.1筒体轴向弯矩计算156.1.2筒体轴向应力计算166.2筒体和封头切向应力校核176.2.1筒体切向应力计算176.2.2封头切向应力计算176.3筒体环向应力校核176.3.1环向应力计算176.3.2环向应力校核186.4鞍座有效断面平均压力187设计总汇208液氨储罐装配图219结束语2210参考文献2324沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计1前言本次课程设计是在我们学完《化工设备机械基础》这门课程后开的课

4、程设计，任务是设计一台液氨贮罐，以提高我们对理论知识的理解和运用。在设计中通过工艺计算及查阅了相关的资料，按照设计任务对液氨贮罐的材料结构和相应的型号进行了确定，并用CAD工具绘制成图。由于个人的知识水平有限，若在设计中有不足和错误之处，还望老师指正。24沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计2设计思想及基本参数2.1设计思想化工容器设计的基本要求是安全性与经济性，安全是核心问题，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。首先根据设计任务及基本参数，查阅各种国家规定的设计标准进行容器的选型、基本结构的确定和材料的选择，其中包括贮罐类型

5、的选择，容器用钢材料的选择，封头的选择，人孔的选择，法兰的选择，液面计的选择，支座的选择。然后再根据设计参数进行工艺计算，设计出容器各组成部分的工艺数据，其中包括筒体的厚度，封头的厚度，水压实验及强度核算，人孔及开孔补强，承载能力及鞍座的设计等等。最后对设计出的结果进行总汇并做出所设计贮罐的装配CAD图。2.2基本设计参数最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2800mm筒体长度（不含封头）：L0=5200mm查表可知50℃时液氨的饱和蒸汽压为P=2.033Mpa（绝对压力）此压力即为容器的最大工作压力。容器的设计压力应该高于其

6、最大工作压力，对于装有安全阀的容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力，安全阀的开启压力是根据容器最大工作压力调定，据此，取最大压力的1.10倍作为容器的设计压力，则设计压力p=1.1×（2.033-0.101）=2.1252Mpa（表压），取p=2.2Mpa（表压）。24沈阳理工大学环境与化学工程学院课程设计3材料结构的选择与论证3.1材料的选择钢材根据化学成分，压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢。在设计和制造化工容器时，选择容器用钢必须综合考虑：容器的操作条件，材料的使用性能，材料的加工工艺性能，经济的合理性。并且必

7、须符合GB150-1988《钢制压力容器》的要求。由于设计要求最高使用温度：T=50℃，设计压力P=2.2Mpa（表压），液氨低腐蚀，该容器属于中压、低温范畴，同时温度和压力有波动。对材料的要求应是耐压，耐低温，且抗压力波动。根据选材原则优先考虑16MnR、15MnVR、15MnTi等钢材。再考虑到经济性选择16MnR为设计容器筒体和封头所用钢材。在GB150《钢制压力容器》中，对钢板、锻件、紧固件均规定了材料的许用应力，16MnR的许用应力见表3-1。表3.1压力容器用16MnR钢板的许用应力钢号钢板标准使用状态厚度mm常温强度

8、指标在下列温度(℃)下的需用应力/MPaσbMPaσsMPa≤2010015016MnRGB6654热轧，正火6～16510345170170170＞16～36490325163163163＞36～60470305157157157优质低碳钢的强度