《氯气缓冲罐设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氯气缓冲罐设计（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工设备机械基础课程设计1=1氯气缓冲罐设计系部：化学与环境工程系专业：设备维修技术宿舍：4#604成员：曹永兴指导教师：赵宝平日期：2012 年 12.2212.31新疆工程学院课程设计评定意见设计题目：氯气缓冲罐设计成员姓名：评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年 月曰化学与环境工程系课程设计任务书1213学年第一学期2012年12月 22日专业设备维修技“工班级木、儿灯,、中工口上化工设备机械基设备10-6班 课程名称，础设计题目氯气缓冲曜设计指导教师赵宝平起止时间2012 年 12.2212.31周数2周设计地点图书馆设计目的：1、综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实
2、际知识进行机械设计训练，使 理论和生产实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。2、学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养学生工程设计 能力和分析问题、解决问题的能力。3、对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、机械CAD技术等机 械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。设计任务或主要技术指标：设备主要技术指标1.罐体壁厚设计，受内压罐体壁厚设计，受外压罐体壁厚设计2. 封头设计2.2受外压封头设计2.3简体平盖封头的设计2.4强度校核3. 加强圈尺寸设计4支座的设计5.人孔设计5.1人孔的选取5.2人孔补
3、强6接管设计设计要求1. 课题介绍2. 布置强度计算3. 强度计算和考虑结构设计4. 检查强度计算结果5. 完成CAD图6. 完成设计说明书7. 交设计说明书8. 设计答辩。主要参考书及参考资料：1. 机械设计基础（第二版），邓昭铭、张莹，高等教育出版社，2000年7月2. 机械设计课程设计指导书（第二版），罗圣国、李平林。高等教能出版社，1990年4月。3. 机械设计课程设计手册，清华大学，吴宗泽，北京科技大学，罗圣国，高等教育出版社。教研室主任（签名）系（部）主任（签名 年1 2月摘要缓冲罐主要用于各种系统中缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳，其原 理是通过压缩罐内压缩空气来实现，被广泛
4、应用于供水设备和中央空调系统等， 结构有隔膜式缓冲罐和气囊式两种，前者由于罐体容易生锈已逐步淡出市场，气 囊式缓冲罐主要为意大利品牌，如意大利第一品牌Aquasystem缓冲罐。关键词：压力波动、隔膜式缓冲罐、气囊是缓冲罐设备主要技术指标筒壁设计压力MPa1.0设计温度。C100最高工作压力0.85工作温度。C介质名称氯气设备主要材质16 MnR设备容积0.85m 3管口表符号公称压力公称尺寸法兰形式角封面形式用途伸出长度aPN 1.6DN 50WNMFM氯气入口150bPN 1.6DN 50WNMFM氯气出口150cPN 1.6DN 50WNMFM排污口150目录1. 罐体壁厚设计12. 封
5、头厚度设计12.1采用标准椭圆形封头12.1.1计算封头厚度12.1.2校核罐体与封头水压试验强度22.2采用标准蝶形封头32.2.1计算封头厚度32.2.2校核罐体与封头水压试验强度33. 支座43.1. 罐体质量m 43.2. 封头质量m 4一一 23.3. 氯气质量m 4一一 33.4. 附体质量m 53.5. 储罐总质量54. 人孔64.1. 人孔图64.2人孔表175. 人孔补强85.1. 确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径：85.2. 确定壳体和接管的实际厚度，开孔有效补强宽度及外侧有效补强高度h。：.95.3. 计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积。95.4. 比较A与
6、A ,96 .接管96.1.氯气进料管96.1.1. 接管计算厚度： 106.1.2. 接管强度106.1.3. 计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积需要补强的金属面积：106.1.4. 比较 A 与 A 106.2氯气出料口116.3排污管11参考文献12致谢信.13设备总图141.罐体壁厚设计根据第8章选材所作的分析，本储罐所用16MnR制作罐体和封头。壁厚8根据式 （12 - 5）计算：PD2 LbT 巾一 pc取计算压力pc=p=1.00Mpa,容规规定氯气储罐设计温度为100C，设计压力 为 1.0MPa , D = 800mm ,卜 = 163MPa , q = 325M
7、Pa ； = 1.0 （双面焊对接，100 %无损检测，表12-8）。取匕=4.0mm，于是8=L * 800. 2.46mm2 x163 x 1.0 -1.08 =8 + C = 2.46 + 4 = 6.46mm根据8广6.46mm，由表12-9查得q = 0.25mm，又该值小于名义厚度的6%，所 以钢板厚度负偏差不加上8 + C = 6.46 + 0.00 = 6.46mm圆整后取8 = 7mm n确定所用8 = 7mm厚度的16MnR钢板制作罐体。 n2.封头厚度设计2.1采用标准椭形封头。2.1.1计算封头厚度厚度8按式（12-21）计算:4=1.0 （钢板最大宽度为3m,储罐直径
8、为0.8m，故封头需将钢板拼焊后冲压成 型）。1.0 x 800于是5 =m 2.46mm2 x163 x 1.0 - 0.5 x 1.0同前C = C1 + C2 = 4 + 0 = 4.00mm5 + C = 2.46 + 4.00 = 6.46圆整后取5 = 7 mm确定选用5 = 7mm厚的钢板16MnR制作封头 n2.1.2校核曜体与封头水压试验强度根据式（12-28）：C = Pp (D +5 -) “珈5t25e式中=1.25P = 1.25 x1.0 = 1.25MPa5 =5 -C = 7-4 = 3mmC = 325MPaL25 x + 3) = 167.29MPa0.9c
9、=0.9 x1x 325 = 292.5MPa因为cT 0.94c，所以水压试验强度足够。2.2采用标准蝶形封头2.2.1计算封头厚度1.325 x 1.0 x 8002 x 163 x 1.0 -0.5 x 1.0_ 2.98mm冬 _ r1.325 PD2&】6 - %.5pc故5 + C _ 2.98 + 4 _ 6.98 mm圆整后取5 _ 7 mm确定选用5 _ 7mm厚的钢板16MnR制作封头 n2.2.2校核罐体与封头水压试验强度根据式（1218）P (D +b )T 2b 0.9gS式中 Pt _ 1.25P _ 1.25 x 1.0 _ 1.25MPa5 _5 C_7 4_3
10、mme nb _ 325MPa125、_ 167.29MPa而0.%b _ 0.9 x1x 325 _ 292.5MPa因为bt 0.9b，所以水压试验强度足够。由表12-24可见，本罐宜采用标准椭圆形封头3.支座首先粗略计算支座负荷储罐总质量式中m1罐体质量m2封头质量m3氯气质量m4附体质量3.1.罐体质量m1DN = 800mm , 6 = 7mmL = 1300mm的筒节mi = KDSLp = 3.14 x (800 + 7) x 1300 x 7850 = 181kg32.封头质量m2DN = 800mm , 6 = 7mm直边高度h二D=200mm的标准椭圆形封头。其质量m2 =
11、 2xm2m2为一个封头的质量m2 = 0.35兀 D x 7 x 7850=0.35 X 3.14 X8002 X7X7850=39kgm2 = 2 x m2 = 2 x 39 = 78kg33氯气质量m3m =pV p3其中，装置系数取0.9 （容规规定：介质为液化气体的固定式压力容器， 装置系数一般取0.9）。储罐容积V = D3, V =土D2L封 24 筒 4V=2V + V = 2 x D3 + -D 2 L = 0.134 + 0.653 = 0.787 m3 封 筒 244i氯气在常温下的p为3.27kg - m-3，则m3 = 0.9 x 0.787 x 3.27 = 2.3
12、kg3.4附体质量m4由于该氯气储罐人孔的质量约为150kg，所以其附体是由接管等部分组成m = 3m + 人孔m = Vp =n(R2 -r2)L-p + 2.77 4=兀(齐2-(勺2 LP + 2.77=3.14x (0.252 - 0.222) x1.3 x 7.85 + 2.77=3.22 kgm4 = 3m4 +150 = 3 x 3.22 +150 = 159.66kg于是 m = 159.66kg3.5.储罐总质量=1 8 1+ 7 + 2.+2 1 5 9=420.86牝 1.0 KN mg 420 x 9.81F = -=44每个支腿只承受1.0KN负荷，故选用A型III号
13、角钢支腿裙座，即HG5 -1579 - 85 - 5814.人孔根据缓冲罐的设计温度，最高工作压力、材质、介质及使用要求等条件，选用公 称压力为1.6MPa的垂直吊盖带颈对焊法兰入孔(HG20592 -97),入孔公称直径选定为450mm。采用锥槽面封面(型)和石棉橡胶板垫片。人孔结构如图1所示，人孔各零件名称、材质及尺寸见表1该垂直吊盖带劲对焊法兰人孔的标记为：41.人孔图人孔 TG VIII (A - G)4501.6 HG 21524 952. HG/T21519-2005-1-24.2人孔表1人孔PN2.5 DN450明细表15HG / T 21519 2005 12支承板1Q345R0.9814无缝钢管4 45 x 3.5L = 2001200.7213HG / T 21519 2005 12环1Q235 A F0.2712HG / T 21519 2005 12转壁1Q235 A F7.0611GB / T95 200
