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1、荆楚理工学院课程设计成果 学院:_化工与药学院_ 班 级: 12级过程装备与控制工程2班 学生姓名: 吴小天 学 号: 2012402020207 设计地点（单位）_荆楚理工学院_ _设计题目:_ 15m乙醇储罐设计_ 完成日期： 2015 年 12 月25 日 指导教师评语: _ _ _ _ 成绩(五级记分制):_ _ _ 教师签名:_ _ 目 录一、设计任务书二、总体结构设计三、机械强度设计3.1筒体的强度计算3.2 封头的强度计算3.3 开孔补强验算3.4 法兰的选型或设计3.5 鞍座的设计3.6 水压试验校核计算四、设备装配图五、参考文献六、设计心得体会七、附录 1 荆楚理工学院课程设
2、计任务书设计题目： m3液氨储罐设计学生姓名2012402020218 2011402020221,2014ZSB0202012014ZSB020202课程名称专业课程设计专业班级2012级过程装备与控制工程2班地 点化实A411起止时间2015.12.142015.12.25设计内容及要求一、设计任务1、设备工艺、结构设计；2、设备强度计算与校核；3、技术条件编制；4、绘制设备总装配图A1图纸1张；5、编制设计说明书。二、设计内容1、储罐工艺参数计算，包括设计存储量、设计压力、设计温度等的确定。2、储罐的结构设计。根据储罐的结构特点，确定筒体、封头、接管、开孔、支座及安全装置等材料的选择及结
3、构设计，焊接接头设计。3、储罐的强度计算与校核，包括筒体、封头的厚度计算和开孔补强计算等内容。4、储罐的零部件的选配，包括支座，手、人孔，各种设备接口：接管与管法兰、补强圈、液体进、出料管等。5、根据罐内介质的危险特点，对储罐在使用管理过程中应注意的安全问题提出对策措施。6、编制设计说明书，并绘制装配图A1一张。设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关结构和材料选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用的公式图表应注明来历。7、图纸要求1) 按机械制图、化工设备图样技术要求标准绘图；2) 要有足够的节点图，节点图要注明比例；要
4、在图面正确的前提下，力求清洁，不要颠倒主次要求；3) 标题栏与明细表、技术特性表、管口表应正确无遗漏，按照标准填写准确；零件编号要齐全；8、注意事项:1) 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源;2) 设计说明书要求字数不少于4000字，计算正确，论述清楚，文字精练，插图简明，书写整洁，格式正确。装订成册上交。设计参数1）技术特性指标：序号项 目数 值单 位备 注1名称乙醇储罐2用途乙醇储存3设计压力见附表MPa4设计温度见附表5公称容积（Vg）见附表m36工作压力波动情况可不考虑7装量系数（）0.98工作介质乙醇9使用地点荆门市，室外10安装与地基要求11其他要求2）接管口参数：符号公称尺寸
5、公称压力连接面形式用途或名称A40凸面进料口B20凸面放空口C80凸面出料口D100凸面排污口LG1220凸面液位计口LT1240凸面自动液位计口M450凸面人孔进度要求第一天：根据课程设计任务书查阅相关资料。第二天：根据设计任务和工艺要求，确定总体设计及计算。第三天：进行强度计算。第四天：进行零部件设计和选用。第五天：绘制草图。第六天：绘制绘制底图。第七天：加粗、标注尺寸、编件号、管口号、填技术特性表、标题栏、明细表等。第八、九天：整理计算说明书。第十天：质疑，收说明书，收图。参考资料1郑津洋等. 过程设备设计. 北京.化学工业出版社.20102潘红良. 过程设备机械设计. 上海.华东理工大
6、学出版社.20063贺匡国. 化工容器及设备简明设计手册. 北京：化学工业出版社，20024蔡纪宁. 化工设备机械基础课程设计指导书 北京：化学工业出版社，20005董大勤. 化工设备机械基础. 北京.化学工业出版社，2010其它学号姓 名设计压力MPa设计温度容 积m3学号姓 名设计压力MPa设计温度容 积m305陈良建1.2505008赵仕奇1.5506006陈 佳1.2507009林志茂1.8508007吴小天1.6501510刘 阳1.85040说明1、本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责教师留用。2、若填写内容较多可另纸附后。3、一题多名学生
7、共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。教研室主任： 指导教师：张伟军 2014年 11 月 2日 2.总体结构设计2.1介质说明化学名称：乙醇，别名：乙基醇、酒精乙醇的分子式为C2H6O（结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH），俗称酒精，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性，沸点：78.4 C。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%-75%的乙醇作消毒剂等。2.2结构尺寸 2.2.1筒体基本尺寸筒体的公称直径有标准选择，而它的长度L可以根据容积要求来决定。由公式: (
8、1-1)一般, 取得，圆整至： 采用标准椭圆封头，查EHA椭圆形封头内表面积及容积表得：深度，内表面积，容积由: (1-2)得，圆整至: 计算容积:误差工作容积所以，筒体的公称直径,长度2.2.2筒体的结构及选材球形容器虽然省材，压能力强，但制造、安装都较困难，焊缝长，工作量大；矩形容器多用于小体积， 承压能力较小；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱。而圆筒形容器， 安装内件方便，制造容易， 而且承压能力较好。因此综合各方面因素考虑，乙醇储罐选用卧式圆筒形。由于液氯具有腐蚀性，罐体又为低压容器、常温容器，可考虑Q235R 、Q345R 这两种钢种。从技术角度看， 选用Q235R
9、类的低碳钢板更好，而Q345R钢板制造费经济，综合力学性好，工艺、焊接性能及低温冲击韧性好，为常用的低合金钢。因此这里选用Q345R钢板。2.2.3封头的结构及选材对于封头的选择，球形封头是最理想的结构形式，但缺点突出深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大；而碟形封头受力状态不佳，平板封头厚度大，耗材多且笨重。椭圆形封头吸取了球形封头受力好和蝶形封头深度浅的优点，其封头壁厚近似等于筒体壁厚,这样筒体和封头就可采用同样厚度的钢板来制造。这不仅可以给选材带来方便,也便于筒体和封头的焊接。封头的材料选用和筒体一样的Q345R钢板。选取的椭圆形封头为：表2-1 椭圆形封头
10、参数公称直径/mm总深度H/mm内表面积A/m2容积/m317004503.26620.69993.设计计算3.1筒体壁厚的计算正常工作：P乙醇=乙醇gh=0.79109.81.7=13.16Kpa水压试验：P水=水gh=1.0109.81.7=16.66Kpa 因为P水 P乙醇，所以用P水进行比较又因为P水60100181181167150137123假设厚度范围在616 mm，则Q345R在50下其许用应力189MPa容器筒体采用双面对接焊缝，100%无损探伤,所以焊接接头系数为=1.00。筒体计算厚度公式 mm （2-1）在之间，故假设是成立的。式中 容器计算压力，MPa；圆筒内直径，m
11、m；容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa；圆筒的焊接接头系数考虑介质腐蚀，计算厚度的基础上，增加腐蚀裕度。乙醇属轻度腐蚀，取=1.0 所以筒体的设计厚度为 =7.23+1=8.23mm 因压力容器常用钢板的负偏差均为-0.3，即 取=0.3。所以， mm 将壁厚圆整到钢板规格系列，圆整后取名义厚度10mm，因此罐体可以采用 10 mm的Q345R制作。3.2封头壁厚的计算 ，因封头为标准椭圆形封头，取k=1故封头的设计厚度为：mm 将壁厚圆整到钢板规格系列，圆整后取名义厚度10mm，因此封头可以采用 10 mm的Q345R制作。3.3压力试验采用水压试验，液压试验时水温不低于5，外壳应保持干燥。设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压到
