文档介绍：目录
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工艺计算 3
材料选择 4
容器类别的确定 6
设计条件表 7
8
结构设计 8
接管及接口法兰设计 8
人孔、液位计设计 11
支座结构设计 13
焊接接头结构设计 14
焊接材料选择 16
17
容器筒体壁厚设计 17
容器封头壁厚设计 17
开孔补强计算 18
压力试验 18
气密性试验 20
24
24
25
《工程设备机械基础》课程设计是一个教学实践环节,是学生对所学《化工设备机械基础》理论课知识的一次实际应用,锻炼学生利用所学知识解决实际问题的能力。
学生可以自己的实际情况,按照自己的题目进行设计,设计过程中要结合课件和教学参考书及理论课教参。
根据设计要求和任务条件,通过工艺设计、工艺计算、材料选择、容器类别等进行初步的设计计算和草图的绘制。在前期工作的基础上进行结构设计、支座设计等机械设计,并根据实际情况选择焊接类型和封面类型。当设计基本完成后再根据设计的任务条件进行强度计算和压力试验、气密性试验等。设计完成后,编写设计说明书和使用说明书。
通过课程设计,学生应该熟悉课程设计流程,熟练掌握相关标准的使用方法,能够自主完成完成相关计算、草图绘制和软件制图,加深对《化工设备机械基础》的认识,达到能够独立进行化工设备设计的能力。
工艺计算
(1)储罐筒体公称直径、储罐长度及封头结构形式与尺寸的确定
按照设计任务书的要求,本次设计的储罐容积为V=10m3。
为了使设计的卧式储罐趋于实用和美观,设长度和筒体内径之比为L:Di=3:1。
则 V=L×S=L×Di2×π/4=3×Di×Di2×π/4=10
解得Di=1600㎜
经圆整后选用筒体内径为1600㎜。
为了使设计的储罐便于应用,本次设计采用标准椭圆形封头。
相应的标准椭圆形封头的内表面积及容积如下表:
公称直径DN/㎜
总深度H/㎜
内表面积A/㎡
容积V/m3
1600
425
筒体长度的确定:Di=1600㎜, V总=10m3,V封=
则L×π×Di2/4=V总-2×V封;
代入数据得:L=4437㎜;
圆整到L=4400㎜;
则V实际=V筒体+2×V封
=
误差∆VV=%
容积在误差允许范围之内,L、Di可以使用。
卧式容器总长 L总=L+2H=5470mm
由于选用的是标准椭圆形封头,DN>2000mm
那么封头直角边长度为L封=25
材料选择
a)壳体材料选择:
本次所设计储罐的Pw=,属于低压容器,所以选用以强度设计为主的普通低合金钢为宜。鉴于Q345R的屈服极限比碳素钢高出很多,如果采用的话,可以显著减少设备重量、降低制造成本,同时给设备的运输和安装也带来很多方便。而且Q345R的使用也较为普遍,市场上可以很方便的买到。本储罐的使用温度为≤50℃,在Q345R的使用温度范围之内,所以,本次设计筒体和封头的材料选用Q345R。
b)设计压力和设计温度的确定:
由上文2-(1)中对设计压力的选择可得, MPa。p静==
所以p静P=< 因此p静可以忽略,Pc=P=。
设计温度采用容器工作的最高温度50℃。
c)筒体厚度的确定:
鉴于所设计储罐为低压容器,且介质毒性比较强,基于设计安全性的考虑,必须采用双面焊的形式以及进行全局无损检测,则设计储罐选用的焊接接头系数φ=。
钢板许用应力选择条件如下表
钢号
钢板标准
使使用状态
厚度
/㎜
常用强度指标
在下列温度(℃)下的许用应力/MPa
σb
Mpa
σs
Mpa
≤20
100
150
200
250
Q345
GB6654
热轧
6-16
510
345
170
170
170
170
156
16-36
490
325
163
163
163
159
147
假设设计应用的钢板厚度在<16mm的范围内,则由上表得σt=170 MPa;
δ=Pc Di 2 σtφ-Pc=㎜
㎜,腐蚀余量取4㎜。
即C1=㎜,C2=4㎜。
那么C=C1+C2=㎜+4㎜=㎜
δn=δ+C=㎜
将已有