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1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 10 立方米氮?dú)夤拊O(shè)計(jì) 系部： 專業(yè)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 時(shí)間： 目 錄 摘 要 .4 1 罐體壁厚的設(shè)計(jì) .3 （）計(jì)算厚度 .4 （）校核氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度 .4 2 封頭厚度設(shè)計(jì) .4 （）計(jì)算封頭厚度 .5 （）校核罐體與封頭氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度 .5 3 鞍座的設(shè)計(jì) .5 （）罐體質(zhì)量 1m.6 （）封頭質(zhì)量 2.6 （）液氮質(zhì)量 3.6 （）附體質(zhì)量 4m.6 4 人孔 .7 5 人孔補(bǔ)強(qiáng) .8 6 接管 .9 致 謝 .11 符號(hào)說明 .12 參考資料 .14 課程設(shè)計(jì)說明書 2 摘 要 氮 氣 ， 常 況 下 是 一 種 無 色 無 味 無 嗅 的 氣 體

2、 ， 且 通 常 無 毒 。 氮 氣 占 大 氣 總 量 的 78.12%（ 體 積 分 數(shù) ） ， 是 空 氣 的 主 要 成 份 。 常 溫 下 為 氣 體 ， 在 標(biāo) 準(zhǔn) 大 氣 壓 下 ， 冷 卻 至 -195.8 時(shí) ， 變 成 沒 有 顏 色 的 液 體 ， 冷 卻 至 -209.86 時(shí) ， 液 態(tài) 氮 變 成 雪 狀 的 固 體 。 氮 氣 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 很 穩(wěn) 定 ， 常 溫 下 很 難 跟 其 他 物 質(zhì) 發(fā) 生 反 應(yīng) ， 但 在 高 溫 、 高 能 量 條 件 下 可 與 某 些 物 質(zhì) 發(fā) 生 化 學(xué) 變 化 ， 用 來 制 取 對(duì) 人 類 有 用 的 新 物

3、質(zhì) 。 氮 氣 罐 ， 又 稱 氮 氣 瓶 ， 是 用 來 運(yùn) 輸 、 使 用 氮 氣 的 儲(chǔ) 存 設(shè) 備 ， 耐 高 壓 ， 一 般 可 以 存 儲(chǔ) 高 壓 液 態(tài) 氮 。 課程設(shè)計(jì)說明書 3 10 氮?dú)夤拊O(shè)計(jì)3M 設(shè)備設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo): 設(shè)計(jì)壓力 aP1.設(shè)計(jì)溫度 0C常溫 最高工作壓力 aM0.8工作溫度 0常溫 介質(zhì)名稱 氮?dú)?設(shè)備主要材料 16nMR 設(shè)備容積 10 管口表: 符號(hào) 公稱壓力 公稱尺寸 法蘭形式 密封面形式 用途 伸出長(zhǎng)度a1.6PN50DRF 氮?dú)獬隹?120b.SO 氮?dú)膺M(jìn)口c12HZG 內(nèi)螺紋 壓力表口 120d.6PN50DSRF 備用口e1.O 安全閥口 1

4、20f.6P50SRF 排污口 見圖g1.ND 人孔 250h2HZGSO 外螺紋 外板口 1 課程設(shè)計(jì)說明書 4 1 罐體壁厚的設(shè)計(jì) 設(shè)備主要材質(zhì)為 ，根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn) 鍋爐和壓力容器用鋼板 。16MnR/3208GBTF 則為 ,由于溫度按常溫計(jì)算，則查 頁表可得：16n345Q4p （采用雙面焊對(duì)接接頭,局部無損檢測(cè)）70tPasPa.5 取 2.Cm180iDm （）計(jì)算厚度 .6.82170512citP 設(shè)計(jì)厚度： 6.8.dCm 根據(jù) ，查表 12-9 得7.8m12 名義厚度： 圓整量= +圓整量1nd7.05 圓整后，取名義厚度 9n 復(fù)驗(yàn)： 故最后取6%0.54.2nm10.25

5、Cm 該氮?dú)夤蘅捎?厚的 鋼制作。3QR （）校核氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度 0.82TiesPG 式中， 1.5.1.375Tt MPa 1299.2enCm 345sPa 則 1.780.7160.32TGMPa0.8.534.9s 課程設(shè)計(jì)說明書 5 可見 ；所以氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠0.8TsG 2 封頭厚度設(shè)計(jì) 采用標(biāo)準(zhǔn)的蝶形封頭 （）計(jì)算封頭厚度 1.21.280.2475.105citPDm28.419.2dCm 根據(jù) 由表 12-9 查的 則910.25C1.05.4d 圓整后采用 厚的鋼板。復(fù)驗(yàn) ，nm6%9.40.57.2n m 最后確定 。故該蝶形封頭可用 10mm 厚的 鋼制作。1.2C3

6、QR （）校核罐體與封頭氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度 0.82TiesPDG 1.5.1.3TcMPa120.51.2Cm 0875enCm （ ）頁34sPa42 1.8.1.6375TGPa 0.042.95s M 因?yàn)?所以氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠8Ts 課程設(shè)計(jì)說明書 6 3 鞍座的設(shè)計(jì) 首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷 儲(chǔ)罐總質(zhì)量 1234m 罐體質(zhì)量1 封頭質(zhì)量2 液氮質(zhì)量3m 附件質(zhì)量4 （）罐體質(zhì)量 1 的筒節(jié)80,9,410NnDmLm13.897850164iL kg （）封頭質(zhì)量 2 ，直邊 其質(zhì)量 80,9NnDm20m2 22.34i2.17851kg2m43k （）液氮質(zhì)量 3 其中裝置系數(shù)取 1.0

7、V 貯罐容積 321264iiDL 3.4.1800 .m 課程設(shè)計(jì)說明書 7 液氮在常溫下的密度為 31.25kgm 38.01475kg （）附體質(zhì)量 4 人孔質(zhì)量約為 ，其他接管質(zhì)量總和按 計(jì)算 20kg3k 于是 45m 儲(chǔ)罐總質(zhì)量 1234m 65.750 70.kg 29.8162.4FkN 根據(jù)表 14-18 可選用 ,支承式支座 材料 /75JBT345QAF 4 人孔 當(dāng)設(shè)備內(nèi)徑 時(shí)，至少開設(shè) 1 個(gè) 的人孔，或 2 個(gè) 的手10iDm0m150m 孔。 根據(jù)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度最高工作壓力材質(zhì)介質(zhì)以及使用要求等條件，選用公稱壓力 的帶頸平焊法蘭人孔 ,人孔公稱直徑選定為 。采用密

8、封1.MPa20597HG50 型 和石棉膠版墊片。人孔各零件名稱材質(zhì)及尺寸見表 14-22RF 該水平頸對(duì)平焊法蘭人孔的標(biāo)記為 人孔 SORF501.20597HG 人孔 .6PND 件號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 尺寸 1 73208GBT筒節(jié) 1 345QR=500 10wd 2 59H法蘭 1 n（斷鍵）6M=3 課程設(shè)計(jì)說明書 8 5 人孔補(bǔ)強(qiáng) （）確定殼體和接管的計(jì)算厚度及開孔直徑 由已知條件知，殼體計(jì)算厚度 。接管計(jì)算厚度為6.8m 2cOitPD 1.5078. 2m 開孔直徑為 12dC 501.25 3 2059HG墊片 1 石棉橡膠板 =39 =441b2 4 法蘭蓋 1

9、 345QR375M 5 613螺柱 20 0 6 20HG螺母 40 3 7 吊環(huán) 1 45QAF 8 轉(zhuǎn)臂 1 =360d 9 520GBT墊圈 201 0HV 10 617螺母 M2 級(jí)5 11 吊鉤 1 34QAF 12 8320GBT環(huán) 1 5 13 無縫鋼管 1 20 課程設(shè)計(jì)說明書 9 472.5m （）確定殼體和接管的實(shí)際厚度開孔有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 B 及外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度 1h 已知?dú)んw名義厚度 ，補(bǔ)強(qiáng)部分厚度 ，9n9nSm 接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為 接管內(nèi)直徑+ =d2C478.5m .9B 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度為 12.965.nthdm （）計(jì)算需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積和可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金

10、屬面積 需補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為 2472.56830.Adm 可作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為 21947.56.841.eB m22 29trAhf （） 12eA4.9.83m （）比較 與 ，所以補(bǔ)強(qiáng)厚度不足夠。e 加補(bǔ)強(qiáng)面積 4250.1247 6 接管 1 液氮進(jìn)料 采用 無縫鋼管(強(qiáng)度驗(yàn)算略)。管的一端切成 ，伸入儲(chǔ)罐內(nèi)少許。573.m 045 配用圖面板是平焊法蘭： 法蘭 2059HG501.6PLRFnM 2 液氮出料管 采用 無縫鋼管(強(qiáng)度驗(yàn)算略)。管的一端切成 ，伸入儲(chǔ)罐內(nèi)少許。配573.m 045 課程設(shè)計(jì)說明書 10 用圖面板是平焊法蘭： 法蘭 2059HG501.6PLRFnM 3

11、 壓力表口 采用 英寸無縫鋼管，管內(nèi)螺紋，伸出長(zhǎng)度為 。21G2m 由于殼體開孔滿足下述全部要求，所以不需要補(bǔ)強(qiáng) （1）設(shè)計(jì)壓力 2.5apMP （2）兩相鄰開孔中心間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍； （3）接管外徑 89m （4）接管最小厚度滿足下表要求 接管最小厚度 接管外徑 25,32,38 45,48 最小厚度 3.5 4.0 接管外徑 57,65 76,89 最小厚度 5.0 6.0 配用法蘭 ： 法蘭 2059HG501.6PLRFnM 4 備用口 公稱壓力為 ，公稱直徑為 ，伸出長(zhǎng)度為 ，采用 無16AMm120m573.m 縫鋼管，采用帶頸平焊法蘭（ ）法

12、蘭密封面形式采用突面（ ）SORF 配用法蘭: 法蘭 HG2059501.6nM 5 安全閥口 公稱壓力為 ，公稱直徑為 ，伸出長(zhǎng)度為 ，采用 無縫16AMP2m120m32.5m 鋼管，采用帶頸平焊法蘭（ ）法蘭密封面形式采用突面（ ）SORF 配用法蘭: 課程設(shè)計(jì)說明書 11 法蘭 HG2059251.6SORFnM 6 排污口 在設(shè)備最下端安設(shè)一個(gè)排污管，管子規(guī)格是 ，管段裝有一個(gè)與截止閥32.5m 相配的管法蘭：41JW 法蘭 HG2059251.6SORFnM 致 謝 本設(shè)計(jì)是在 xx 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師淵博的專業(yè)知識(shí)， 課程設(shè)計(jì)說明書 12 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作

13、作誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己， 寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華，平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。 不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)，掌握了基本的研究方法，還使我明 白了許多待人接物與為人處事的道理。本設(shè)計(jì)從選題到到完成，每一 步都是在老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。在此，謹(jǐn)向 老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。 本設(shè)計(jì)的順利完成，離不開各位老師，同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫 助。在此致謝 xx 老師的指導(dǎo)和幫助，沒有你們的幫助和指導(dǎo)是沒有 辦法完成我的設(shè)計(jì)的。 符號(hào)說明 計(jì)算壓力 cPaMp 課程設(shè)計(jì)說明書 13 圓筒的內(nèi)徑 iDm 圓筒的外徑 O 圓筒的最大容許壓力 wPaMp 圓筒的計(jì)算厚度

14、圓筒的設(shè)計(jì)厚度 dm2dC 圓筒的名義厚度 n 1n 圓筒的有效厚度 其值 ee 圓筒材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 t aMp 圓筒材料在設(shè)計(jì)溫度下的計(jì)算應(yīng)力 t 焊接接頭系數(shù) 鋼板厚度的負(fù)偏差 1Cm 腐蝕余量 2 厚度附加量 12C 圓筒壁在試驗(yàn)壓力下的計(jì)算應(yīng)力 taMp 圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn) s 封頭內(nèi)壁曲面高度 ihm 實(shí)驗(yàn)壓力 TPap 設(shè)計(jì)壓力 M 每一支座承受的壓力 FKN 容器的總質(zhì)量 mkg 重力加速度 重力加速取 9.81g2ms 接管有效厚度 ets 補(bǔ)強(qiáng)有效厚度 nt 課程設(shè)計(jì)說明書 14 開孔直徑 dm 強(qiáng)度削弱系數(shù)rf 殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積

15、1A 2m 接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 2 焊縫金屬減去計(jì)算厚度之外的多余面積 3 2 接管的計(jì)算厚度 tf m 補(bǔ)強(qiáng)面積 eA2 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)另加的補(bǔ)強(qiáng)面積 4 2 有效寬度 B 參考資料 1.上?；ぴO(shè)計(jì)院。最新壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)匯編。1984 課程設(shè)計(jì)說明書 15 2.煤炭工業(yè)部供應(yīng)局。實(shí)用材料手冊(cè)。北京：煤炭工業(yè)出版社，1982 3 余國宗?；と萜骷霸O(shè)備。北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,1980 4.賀匡國?；と萜骷霸O(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)。2 版。北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1982 5 張康達(dá)，洪起超。壓力容器手冊(cè)。北京：勞動(dòng)人事出版社，2002 6.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì)?；と?/p>

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