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1、化工机械与设备课程设计学 院： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 2013年6月11日推进学校内涵建设深化年各项工作和“三乐两校”主题教育活动的开展，进一步繁荣校园文化，搭建具有时代特征大学生特点的文化艺术活动平台，促进学院间师生的友谊目录目录一筒体和夹套的设计11.1罐体和夹套的结构设计11.2罐体几何尺寸计算11.2.1确定筒体内径11.2.2封头的确定11.2.3确定筒体高度11.2.4夹套几何尺寸计算21.3夹套反应釜的强度计算21.4稳定性校核31.5水压校核4二支座设计5三人孔选用及补强53.1人孔的选用53.2人孔补强的计算53.2.1封头开人孔后被削弱的金属面
2、积的计算53.2.2封头起补强作用金属面积的计算63.2.3接管起补强作用金属面积的计算63.2.4焊缝起补强作用金属面积的计算73.2.5判断是否需要补强的依据7四接管及法兰的确定74.1工艺接管的设计74.2法兰的确定8五参考文献8 I化工机械与设备课程设计一 筒体和夹套的设计1.1 罐体和夹套的结构设计罐体采用立式圆形容器，有顶盖、罐体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。罐底和顶盖采用标准椭圆形封头，罐体和封头均用18MnMoNbR钢制作。罐底和筒体采用焊接连接，顶盖和筒体采用可拆卸式的法兰连接。1.2 罐体几何尺寸计算1.2.1 确定筒体内径给定操作容积， 筒体内径（长径比）圆整罐体筒
3、体内径11.11.21.2.11.2.2 封头的确定封头选用椭圆封头，型号是JB/T 4746-2002公称直径总深度H/mm内表面积容积V/ 直边高度14005752.1540.359251.2.3 确定筒体高度反应釜容积V按照封头和筒体两部分容积之和计算，筒体高度按式(4-2)计算，并进行圆整：式中（封头容积 高筒体容积 ），圆整筒体高度按照圆整后筒体高度修正实际容积1.2.4 夹套几何尺寸计算取装料系数，夹套高度按式计算，圆整夹套筒体高度夹套筒体内径罐体封头表面积，一米高筒体内表面积实际传热面积11.11.21.3 夹套反应釜的强度计算按内压计算筒体及夹套厚度：由工艺条件及微弱的腐蚀情况
4、，确定设备的材料为18MnMoNbR，由工艺知罐体内的设计压力，夹套内的设计压力罐体的设计温度，夹套的设计温度液柱静压力 计算压力 液柱将压力，由于小于设计压力的5%，故可忽略不计。故计算压力由双面焊接局部无损伤由18MnMoNbR材料在温度高于下查表得设计温度下的材料许用应力罐体圆体的计算厚度夹套筒体的计算厚度罐体封头的计算厚度夹套封头的计算厚度 取最小厚度作为计算厚度 ，由于双面腐蚀切微腐蚀性，故罐体筒体的设计厚度罐体封头的设计厚度夹套筒体的计算厚度夹套封头的设计厚度由参考文献可知钢板的厚度负偏差不超过名义厚度的6%，所以可以忽略则罐体筒体的名义厚度 夹套筒体的名义厚度 罐体封头的名义厚度
5、 夹套封头的名义厚度 11.11.21.31.4 稳定性校核1.由强度计算可得罐体名义厚度 查表得钢板的厚度负偏差则罐体筒体外径 筒体计算长度 系数计算 当时，查得A=0.004许用外压所以20mm的钢板能用。2.假设罐体封头的名义厚度，则罐体封头的有效厚度 罐体封头外径 标准椭圆封头当量球壳半径 系数计算 当时由表得B=108MPa许用外压 故椭圆形封头满足稳定性要求罐体封头的最小厚度满足要求1.5 水压校核罐体的试验压力 夹套水压试验压力 查文献得 ，罐体圆通应力 ， 故筒体水压校核合格夹套内试验压力 ， 故夹套水压校核合格二 支座设计夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。标准耳
6、式支座（JB/T 4725-92）分为A型和B型两种。当设备需要保温或直接支撑在楼板上时选用B型，否则选择A型。设计中选取B型，支座数为4个。允许载荷为100KN 支座质量为：28.7Kg 地脚螺栓： M24.三 人孔选用及补强233.1 人孔的选用人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。设备的直径大于900mm，应开设人孔。人孔的形状有圆形和椭圆形两种。圆形人孔制造方便。应用较为广泛。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则，对于反应釜，还要考虑搅拌器的尺寸，以便搅拌轴及搅拌器能通过人孔放入罐体内。密封面型式：突面（RF型） 公称压力：1.0Mpa 公称直径 ：DN=450mm
7、总质量：125Kg 螺柱：20个 螺栓：40个。 螺柱：M24-1253.2 人孔补强的计算1233.13.23.2.1 封头开人孔后被削弱的金属面积的计算由于人孔的开孔直径较大，因此需要进行补强计算，本设计采用等面积补强的设计方法。 釜体上封头开人孔后被削弱的金属面积为： 式中：=450+21.3=452.6=452.634.66=.73.2.2 封头起补强作用金属面积的计算式中： 取两者中较大值， 900 =37-1.3=35.7=38-1.3=36.7 =4663.2.3 接管起补强作用金属面积的计算其中：=129.03mm 取其中的较小值129.03 =0 =7999.8mm21233
8、.13.23.2.13.2.23.2.33.2.4 焊缝起补强作用金属面积的计算3.2.5 判断是否需要补强的依据 = 7999.8+ 200+466 =9150.3mm2=16139.7因为，所以需要另加补强面积。 另加补强面积为A4=A-A1-A2-A3=6989mm2四 接管及法兰的确定44.1 工艺接管的设计由GB_T_17395-1998查无缝钢管（1） 水进口、水出口及工艺物料进口接管采用421.0无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL40-1.0 RF 20。（2） N2（气）、安全阀进口采用271.0无缝钢管，接管与封头内表面磨
9、平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL25-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。（3）温度计接口采用210.5无缝钢管，伸入釜体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL20-0.5 RF 0Cr18Ni10Ti。（4）放料口采用763.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL80-3.0 RF 0Cr18Ni10Ti。与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀，标记：放料阀6-100 HG5-11-81-3.（5）加热器套管采用无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL80-0.1 RF 20。（6） 固体物料 采用2198.0无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL200-8 RF 20。（7）视镜、冷凝器接口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL80-4 RF 0Cr18Ni10Ti。4.2 法兰的确定由于DN=1100 PN=6.4因此法兰选择对焊法兰中的长颈法兰 标准号JB/4703-2000 五 参考文献刁玉玮等编.化工设备机械基础 第六版.大连理工大学出版社.2012 9
