化机基础课程设计要求及例题

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1、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14一、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

2、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、罐体壁厚设计本储罐选用16MnR制作筒体与封头。罐体计算厚度根据参考书[1]（4-4）式：14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；

3、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=163MPa（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=1mm（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δd根据参考书[2]（8-2）式名义厚度δn根据参考书[2]（8-3）式即选用18mm钢板制作罐体。2、封头壁厚设计采用标准椭圆形封头，理论分析证明，此时椭圆形封头

4、的应力分布较好，且封头的壁厚与相连接的筒体壁厚大致相等，便于焊接，经济合理。封头计算厚度根据参考书[1]（4-12）式：　　　　式中　φ＝0.85(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。14于是设计壁厚δd根据参考书[2]（8-2）式名义厚度δn根据参考书[2]（8-3）式考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，取δn＝18mm厚的16MnR钢板制作封头。其标记为：椭圆封头DN2600×18JB/T4737-95按[2]表8-12取该封头的直边高度为h=40mm；由[3]附录2得曲面高度为h1=6

5、50mm。根据GB150—1998国标规定：标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内经的0.15%，则计算封头的有效厚度显然，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-FJB/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+m4Kg式中:m1-罐体质量m2-封头质量m3

6、-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=5568Kg14②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，每米质量是1100Kg/m，所以m2=2×1100=2200Kg③计算罐内充满水的质量m3m3=Vρ=(V封+V筒)ρ=（2×2.51+4.8×5.309）1000=30500Kg④计算附件质量m4由参考书[2]附录5查得

7、PN=1.6Mpa，DN=450mm的水平吊盖人孔，其质量为181Kg。其它质量总和取300Kg。则m4=181+300=481Kg。设备总质量为m=5568+2200+30500+481≈39000Kg则每个支座的实际最大载荷=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

8、径选为450mm,密封压紧面采用凸凹面。人孔标记为：人孔MFMⅧ(A•••G)450-1.6HG21524-95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GB15