化工设备机械基础课程设计模版

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1、工业大学化工设备械基础夹套反应釜设计说明书院系：化学工程学院班级：100604专业：高分子材料与工程姓名：王奎学号：20102319指导教师：王宇明日期：2013年1月7日目录一设计容概述设计要求设计参数和技术特性指标设计条件二强度设计计算几何尺寸强度计算（按压计算厚度）稳定性校核（按外压校核厚度）水压实验校核三标准零部件的选取支座手孔视镜法兰接管四参考文献五意见和建议，、夹套反应釜设计任务书设计参数及要求容器夹套工作压力，MPa设计压力，MPa0.20.3工作温度，C设计温度，C1207腐蚀情况微弱推荐材料Q345- R接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a25蒸汽入口b25加料口c80视镜

2、d65温度计管口e25压缩空气入口f40放料口g25冷凝水出口h100手孔一、夹套反应釜设计任务书设计者：王奎班级：高分子材料与工程学号：20102319指导老师：王宇明日期：2013年1月7日（一）设计容：设计一台夹套传热式配料罐（二）设计参数和技术性能指标（三）设计要求：1进行罐体和夹套设计计算；2. 选择支座形式并计算；3. 手孔校核计算；4选择接管，管法兰，设备法兰；5.绘制装备图（1#图纸）；（四）设计要求，压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。安 全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。 经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。设计檔，压力容

3、器的设计檔，包括设计图样，技术条件，强度计 算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准 设计，还应提供应力分析报告。强度计算书的容至少应包括：设计条 件，所用规和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应 力等。设计图样包括总图和零部件图。设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计, 即首先满足工艺设计条件。设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管 表等容。简图示意性地画出了容器的主体，主要件的形状，部分结构 尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的容。二、（一）设计计算（夹套反应釜设计计算）几何尺寸1-1全容积V=2.5 m31-2操作容

4、积V1=2.0m31-3传热面积F=7 m21-4釜体形式：圆筒形1-5封头形式：椭圆形1-6半径比匸Hj D1 =1.11-7初算筒体径D134V/ i带入计算得：D11.42 m1-8圆整筒体径 D1=1400 mm1-9米咼的容积V1m按附表4-1选取V1m =1.131 m31-10釜体封头容积V1封按附表4-2选取Vi封=0.255 m31-11釜体高度 H1=(V-V1M)/ V1m =1.4m1-12圆整釜体高度 已=1400 mm1-13实际容积 V=/1m*H1+V1 封=1.131*1.4+0.255m3 =?m31-14夹套筒体径D2按表4-3选取得：D2=D1 +100

5、=1500 mm1-15装料系数=W /V=0.81-16操作容积V操=2.0 m31-17夹套筒体高度H2 （V-y封）/ Vim =?m1-18圆整夹套筒体高度H2=1100 mm1-19罐体封头表面积R封按附表4-2选取R封二？ m21-20米咼筒体表面积F1m按附表4-1选取F1m=?m21-21实际总传热面按式 4-5 校核 F=F1m*H2 + R封=?*?+1.6625二!！ m2 3m2（二）强度计算（按压计算厚度）2-1设备材料Q345-R2-2设计压力（罐体）P=0.2 MPa2-3设计压力（夹套）p2=0.3 MPa2-4设计温度（罐体）t1120C2-5设计温度（夹套）

6、t2150 C2-6液柱静压力 Rh = MPa2-7计算压力Re = R =：0.2MPa2- 8 液柱静压力 P2H =OMPa2- 9 计算压力 = P2=0.3MPa2- 10罐体及夹套焊接系数 采用双面焊，局部无损探伤0.852-11设计温度下材料许用应力t=170Mpa2-12罐体筒体计算厚度2-13夹套筒体计算厚度 =0.83mm1CBe D2=1.35mm2C2-20罐体筒体设计厚度2-21夹套筒体设计厚度2-22罐体封头设计厚度2-23夹套封头设计厚度2-24罐体筒体名义厚度2-25 夹套筒体名义厚度2-26罐体封头名义厚度2-27 夹套封头名义厚度2-14罐体封头计算厚度t

7、PlcD1=0.83mm2 P2c2-15 夹套封头计算厚度tP1cDl=1.35mm2P2c2-16 假设钢板厚度为3.84.0 mm2-17取钢板厚度负偏差0=0.30 mm2-18 腐蚀裕量 C2 =2.0 mm2-19 厚度附加量C G C2=2. 3mm3 1c= 3 1+C2=0.83+2.3=3.13mm8 2C= 3 2+G=1.35+2.3=3.65mm? ?3 1C= 3 1 +G=0.83+2.3=3.13mm3 2C?= 3 2?+G=1.35+2.3=3.65mmm =4 mm2n =4 mm1n =4 mm2n =4 mm2. 稳定性校核（按外压校核厚度）3- 1

8、罐体筒体名义厚度m=10mm假设）3- 2 厚度附加量 C=C1 +C2=0.8+2.0=2.8mm3- 3 罐体筒体有效厚度1e= 1n-C=10-2.8=7.2mm3-4 罐体筒体外径 D1O = D1 +2 1n=1200+2*8=1216 mm3-5 筒体计算长度 L=H2+1/3 n+h2=800+*300/3+25=925 mm3-6 系数 L/ D1o=925/1216=0.7613-7系数 Dj 花=1216/7.2=233.8463-8系数查参考文献1图11-5得： A=0.000833-9系数 查参考文献1图11-8得：B=1133-10p = B=0.6690.3Mp，所

9、以稳定。D1O / 1e3-11筒体罐体名义厚度 S 1n =10mm确定）3-12筒体封头名义厚度S m =10mm假设）3-13厚度附加量 C=C+G=0.8+2.0=2.8mm3-14罐体封头有效厚度 S 1e?= S m-C=10-2.8=7.2mm3-15罐体封头外径 Do= D1?+2* S J=1200+2*10=1220mm3-16标准椭圆封头当量球壳外半径R9o1O=0.9 *D 1=0.9*1220=1098mm3-17系数 A= 0.125=0.00082(R1O / 1e )3-18系数 查参考文献1图11-8得：B=1143-19许用外压力 pB =0.748MPa0

10、.3MPa& / 1e3-20罐体封头名义厚度 S 1n?=10mm确定）3.水压试验校核4-1罐体试验压力 p1T=1.25 p1 =1.25*0.2=0.25MPa4-2夹套水压试验压力 卩2丁=1.25 P2 t =1.25*0.3=0.375Mpa4-3材料屈服点应力 s =345MPa4- 4 T 0.9 s4- 5 罐体圆筒应力仃二一T =20.958263.925MPa2 1e4- 6 夹套压试验应力2T=辺=34.04 263.925MPa2 2e三、标准零部件的选取支座1、支座类型：根据罐体的公称直径是 1000mm可由参考文献2的附表4-9选择标准耳式支座，又因设备需要保温

11、故选择 B型，由JB/T 4725 92可知选择 耳座B3。2、数量：4个（对称且承重）。3、Q=30KN手孔查参考文献2的附表4-10，根据DN=150mjmPN=1.0Mpa选择带颈平焊法兰手孔，其有关资料如下：标准号 HG21530-95 凹凸面 MFMH仁 160mm, H2=85.5mm, m=23.3kg视镜由DN=80mm,PN=1.0MP可知选择不带颈的视镜，查参考文献可得资料如下:D=145mm,D1=120mm,b仁25mm,b2=14mn标准号为 JB593-64-2法兰设备共需选用4个，其中压力容器法兰1个，管法兰3个。1、根据DN=1000mm,PN=0.6Mf查参考

12、文献2的附表4-4和4-5可知选取 甲型平焊法兰：名称为 法兰-T 1000-0.6;具体资料如下：D=1130mm,D 仁1090mm,D2=1055mm,D3=1045mm,D4=1042ndm? 3mm;螺柱M20,数量36 ；凸面法兰质量：80.85kg ,凹面法兰质量：78.46kg2、图中a,b,e,g 接管公称尺寸均为25mm根据DN=25mm,PN=1.0MPa, 查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下：管子外径 A=32mm法 兰外径D=100mm法兰理论质量为0.65kg。3、图中d接管公称尺寸为65mm根据DN=65mm,PN=1.0MP查参考 文献2的附表4-12可

13、得有关资料如下：管子外径 A=76mm法兰外径 D=160mm法兰理论质量为1.61kg。4、 图中f接管公称尺寸为40mm根据DN=40mm,PN=1.0MP查参考 文献2的附表4-12可得有关资料如下：管子外径 A=45mm法兰外径 D=130mm法兰理论质量为1.20kg。接管查参考文献2的附表4-12，根据各种零件的DN不同，PN=1.0Mpa, 选取保温设备接管，由资料可知接管的伸出长度一般为从法兰密封面 到壳体外径为150 mm则接管长均为1500mm四、参考文献1. 军，有忱，段成红编.化工设备机械基础（第二版）北京：化学工业2. 蔡纪宁，秋翔编.化工设备机械基础 课程设计指导书北京：化学工业3. 化工机械手册编辑委员会编 化工机械手册 天津：天津大学五、意见与建议以前每次学习化工机械设备的时候我常常想，那些精妙的机械设 备是怎么样被设计出来的。而通过这次自己亲自动手参与到设计的时 候，才对这些有了更加深刻的认识。这是实践而不是之前的纸上谈兵。化工机械设备是很深奥很精彩的一门学科， 我们现在还知之甚少。 有更多的知识还等我们在未来的学习中发掘吸收。