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1、下载文档收藏压缩空气储罐设计 过程设备设计课程设计 目 录 绪论 . 3 第一章 压缩空气的特性 . 4 第二章 设计参数的选择 . 5 第三章 容器的结构设计 . 6 3.1 圆筒厚度的设计 . 6 3.2 封头厚度的计算 . 6 3.3 筒体和封头的结构设计 . 6 3.4 人孔的选择 . 7 3.5 接管，法兰，垫片和螺栓（柱）.9 3.6 鞍座选型和结构设计 .11 第四章 开孔补强设计 . 14 4.1 补强设计方法判别 . 13 4.2 有效补强范围 . 13 4.3 有效补强面积 . 14 4.4 补强面积 . 14 第五章 强度计算 . 16 5.1 水压试验应力校核 . 15
2、 5.2 圆筒轴向弯矩计算 . 15 5.3 圆筒轴向应力计算及校核 . 16 5.4 切向剪应力的计算及校核 . 17 5.5 圆筒周向应力的计算和校核 . 20 5.6 鞍座应力计算及校核 . 22 5.7 地震引起的地脚螺栓应力 . 24 第六章 设计汇总 . 25 参考文献 . 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 1 绪 论 课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课 程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养 学生独立工作能力的重要作用。课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方 案，选择流程，查取
3、资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核 算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计 是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜 集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操 作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解 决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力 本次设计为压缩空气储罐，在三周
4、时间内内，通过相关数据及对国家标准的查找 计算出合适的尺寸，设计出主体设备及相关配件，画出装备图零件图以及课程设计 说明书。 压缩空气储罐的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。 常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍 了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确 参考了行业使用标准或国家标准， 这样让设计有章可循， 并考虑到结构方面的要求， 合理地进行设计。 2 第一章 压缩空气的特性 中文名称： 压缩空气 English name： compressed air 主要成分： 氮气、氧气等。 外观与性状：无色无味
5、沸点()：192（101.3 千帕） 相对密度(水=1)： 0.9 健康危害：无 环境危害： 无 燃烧危险： 无 危险特性：高压常温储存，高温剧烈震动易爆。 特性总述：压缩空气，即被外力压缩的空气。它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的 有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有， 取之不尽。 来源： 大气中的空气常压为 0.1Mpa，经过空气压缩机加压后达到理想的压力。 作用或用途：压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其 应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食 品、医药、生化、
6、国防、科研等行业和部门。 3 第二章 设计参数的选择 1、设计题目：压缩空气储罐设计 2、最高工作压力：3.3 MPa 3、工作温度： 压缩空气 ， 水 压 试 验 充 满 水 ， 故 取 介 质 密 度 为 水 =1000 kg / m 3 ， m3 = 水 V V =V 筒 + 2V 封 = 2 Di L0 + 2V 封 = 1 .2 2 2.5 + 2 0 .2545 = 3.24 m 3 4 4 则 m3 = 水 V =1000 3.24 kg = 3240 kg m 4 附件质量： 人孔质量为 418kg ， 其他接管总和为 672kg， m4 =1090 kg 即综上所述 m =
7、m1 + 2 m 2 + m 3 + m 4 =1331 + 2 234.7 + 3240 +1090 = 6130.4 kg 则每个鞍座承受的质量为 3065.2 kg ，即为 30.65kN 。 查 JB4712.1-2007 表 1，优先选择轻型支座。查9中表 2，得出鞍座尺寸 如表 3-6： 表 3-6 鞍座尺寸表 公称直径 DN 1200 腹板 9 2 6 b4 320 允许载荷 Q kN h 145 l3 200 垫板 4 e 6 鞍座高度 200 筋板 b2 140 55 l1 底板 b1 880 170 10 垫板 b3 200 6 1410 螺栓间距 鞍座质量 增 l2 Kg
8、 720 56 7 3 弧长 1 加 Kg 100mm 增 加的高度 3.6.2 鞍座的安装位置 根据2中 6.1.1 规定，应尽量使支座中心到封头切线的距离 A 小于等于 0.5 Ra ，当无法满足 A 小于等于 0.5 Ra 时，A 值不宜大于 0.2L 。 R a 为圆筒的平均 内径。 Ra = Di n 1200 20 + = + = 610 mm 2 2 2 2 hi ) = 2500 + 2 (325 300 ) = 2550 mm L = L0 + 2 h = L0 + 2 ( H 即 A 0 .5 Ra = 0.5 610 = 305 mm 取 A = 0 . 3m 鞍座的安装
9、位置如图 3-3 所示： 图 3-3 鞍座安装位置 第四章 开孔补强设计 根据1中式 8.3，知该储罐中只有人孔需要补强。 4.1 补强设计方法判别 人孔开孔直径为 d = d i + 2 C 2 = 500 + 2 1 .5 = 503 mm d T ，所以水压试验合格 5.2 圆筒轴向弯矩计算 圆筒的平均半径为 Ra = Di n 1200 20 + = + = 610 mm 2 2 2 2 鞍座反力为 F = mg 6130 .4 9.8 = = 30039 .0 N 2 2 5.2.1 圆筒中间截面上的轴向弯矩 根据2中式 7-2，得： 2 ? 2 ( R a hi ) 1+ FL ? L2 ? M1 = 4 hi 4 ? 1+ ? 3 L ? = 8 .47 10 6 N ? mm ? ? 2 ( 610 2 300 2 ) 1+ 4 A ? 300
