化工设备机械基础-课程设计.doc

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1、《化工机械基础与设备》课程设计2012年05月1前言压力容器是一种密闭的承压容器，其应用广泛，用量大，但乂比较容易发牛事故，且事故往往是严重的。与任何工程设计一样，压力容器的设计H标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制、结构细节、制造工艺、检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。储罐用以存放酸、醇、气体等提炼的化学物质。其种类很多，分别他括立式,卧式，运输，搅拌等多个品种。用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、食品

2、、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济牛活屮总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐，防腐储罐在国民经济发展屮所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多金业来讲没有储罐就无法止常牛产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的防腐储罐等储罐。本设计是设计-•海洋钻井平台用立式塔容器，用于酸性混合气体的吸收。2设计参数设计压力：4.95Mpa工作压力：4.5Mpa水压试验压力：1.24设计温度:-3°C操作温度：・3〜25°C筒体焊接接头系数:介质：酸性混合气体筒体直径：“1000mm筒体材料：0CN3标准椭圆封头材

3、料：OC13有效容积：2.7m3鞍座材料：1CN3毎个鞍座上有M24的地脚螺栓：2个容器类别：一类由此确定本筒体容器为屮压、常温容器。3设计计算书3.1筒体和封头材料的选择3.1.1高合金钢采川高合金钢中的不锈耐酸钢为木设计屮筒体和封头的材料。不锈耐酸钢绘在酸和其他强烈腐蚀介质屮能抵抗腐蚀的合金钢。不锈耐酸钢号：0CN33丄20Crl3钢的参数0Crl3钢板的化学成分（摘tlGB4237,GB4238）牌号化学成分（％）CSiMnPSCrNiMo其他OCrl3<0.08<1.0<1.0<0.035<0.03011.5〜13.0——0Crl3钢板的力学性能和工艺性能钢号热处理状太心拉伸试验硬度

4、试验弯曲试验屈服强度5）.2MPa抗拉试验MPa伸怜牡爲（%）HBHRBHV180°d—弯心真径a—钢板厚度0Crl3退火>205>410>20<183<88<200d=2a3.1.30Crl3钢的用途0Crl3是0CN3型不锈钢屮含碳量最少的一种，因为这种钢在具有不锈性的同时，还有良好的塑形、韧性和冷变形能力，0CN3钢的焊接性能比较好，焊后不进行热处理，但如果焊缝需要加工，焊后应进行退火处理。0Crl3钢在弱腐蚀介质屮温度不超过30°C的条件下，有良好的耐腐蚀性。0Crl3主要用作设备売体或衬里，也可以用來制作金属密封垫和齿形组合垫片。3.2确定简体和封头的尺寸木设计的立式塔容器采用半球

5、型封头，则卩严轨¥）+沌（¥）“24Al£3.3确定筒体和封头的壁厚3.3.1筒体厚度（1）理论计算厚度§a耳®由书表8・9可知,0Crl3W20MPa时,[a?=137MPa,则（2）设计厚度％所以取几=22mm，则8e=19.2mm332封选标准椭圆封头，则其形状系数K=16=-P'P=9」mm4［刃0取听=12mm则8(,=9.2mm由此可得：直边高h=25mm封头容积0.543m3封头名义厚度为12mm,封头深度为250mm筒体名义厚度为22mm,内径均为1000mm3・4薄膜应力和弯曲应力的计算3.4.1筒形壳体上的薄膜应力(1)环向薄膜应力％pD=28牝=136.74MPa(2)

6、经向薄膜应力％pD3.4.2球型壳体的薄膜应力%=68.37jWPq3.4.3平板的变形与内力分析当板的上表面承受均布载荷时，板的下表面所产生的最大弯曲应力沿半径的变化情况如上图所示，周边简支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力岀现在板的中心处，其值为^rntur=（%几=（気亠=呼鬻对于钢”则环fmax=（%・”）G=涎）a=T468392.30MPa、ar*•『•尸F»・Q带“-”的是圆板的上表面的应力，带“+”的是圆板的下表面的应力。周边同定、承受均布载荷的圆平板，最大应力出现在板的四周，其值为^Ptmax=/=±Z83m.80;WPa3.5强度校核3.5.1在校核压力作用下的计算应

7、力（1）筒体=136.7MPa又・・・,=l'$7MPacf<[a]r9?（2）封头%®=134.5MPaXV,[a]p=137MPaff<0]c(p3.5.2在用容器最大允许工作压力（1）筒体■卬］=5・26ATPa工险=4,9SAfPa⑵封头丽"島［6］中■[p]=5.04MPa②兀二4.95；WPa•••以上条件都满足，所以该设计合理。3・6容器附件选择、确定3.6.1法兰进气口开在罐底，出液口开在罐底