《化工设备机械基础》课程设计10立方米氮气罐设计.doc

化工设备机械基础课程设计10立方米氮气罐设计系部：专业：姓名： 学号：指导教师：时间：目 录摘 要41 罐体壁厚的设计3（）计算厚度4（）校核气压试验强度42 封头厚度设计4（）计算封头厚度5（）校核罐体与封头气压试验强度53 鞍座的设计5（）罐体质量6（）封头质量6（）液氮质量6（）附体质量64 人孔75 人孔补强86 接管9致 谢11符号说明12参考资料14摘 要氮气，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。氮气罐，又称氮气瓶，是用来运输、使用氮气的储存设备，耐高压，一般可以存储高压液态氮。 10氮气罐设计设备设计主要技术指标:设计压力设计温度常温最高工作压力工作温度常温介质名称氮气设备主要材料设备容积管口表:符号公称压力公称尺寸法兰形式密封面形式用途伸出长度氮气出口氮气进口内螺纹压力表口备用口安全阀口排污口见图人孔外螺纹外板口1 罐体壁厚的设计设备主要材质为，根据新标准锅炉和压力容器用钢板。则为,由于温度按常温计算，则查页表可得： （采用双面焊对接接头,局部无损检测）取 （）计算厚度 设计厚度： 根据，查表12-9得名义厚度：圆整量=+圆整量圆整后，取名义厚度复验： 故最后取该氮气罐可用厚的 钢制作。（）校核气压试验强度 式中， 则可见；所以气压试验强度足够2 封头厚度设计采用标准的蝶形封头（）计算封头厚度根据 由表12-9查的则圆整后采用 厚的钢板。复验，最后确定。故该蝶形封头可用10mm厚的钢制作。（）校核罐体与封头气压试验强度 （）页 因为 所以气压试验强度足够3 鞍座的设计首先粗略计算鞍座负荷储罐总质量 罐体质量封头质量液氮质量附件质量（）罐体质量的筒节（）封头质量 ，直边 其质量 （）液氮质量 其中装置系数取1.0 贮罐容积 液氮在常温下的密度为 （）附体质量人孔质量约为，其他接管质量总和按计算 于是储罐总质量 根据表14-18可选用 ,支承式支座 材料 4 人孔 当设备内径时，至少开设1个的人孔，或2个的手孔。 根据储罐的设计温度最高工作压力材质介质以及使用要求等条件，选用公称压力的带颈平焊法兰人孔,人孔公称直径选定为。采用密封型和石棉胶版垫片。人孔各零件名称材质及尺寸见表14-22该水平颈对平焊法兰人孔的标记为人孔 人孔 件号标准号名称数量材料尺寸1筒节1=500102法兰1n（断键）=33垫片1石棉橡胶板=39 =444法兰盖15螺柱206螺母407吊环18转臂1=369垫圈110螺母2级11吊钩112环113无缝钢管1205 人孔补强（）确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径 由已知条件知，壳体计算厚度。接管计算厚度为 开孔直径为 （）确定壳体和接管的实际厚度开孔有效补强宽度B及外侧有效补强高度 已知壳体名义厚度，补强部分厚度，接管有效补强宽度为接管内直径+= 接管外侧有效补强高度为（）计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积 需补强的金属面积为 可作为补强的金属面积为 （）（）比较与，所以补强厚度不足够。加补强面积6 接管1 液氮进料 采用无缝钢管(强度验算略)。管的一端切成，伸入储罐内少许。配用图面板是平焊法兰： 法兰 2 液氮出料管 采用无缝钢管(强度验算略)。管的一端切成，伸入储罐内少许。配用图面板是平焊法兰： 法兰 3 压力表口采用英寸无缝钢管，管内螺纹，伸出长度为。由于壳体开孔满足下述全部要求，所以不需要补强（1）设计压力（2）两相邻开孔中心间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍；（3）接管外径（4）接管最小厚度满足下表要求接管最小厚度接管外径25,32,3845,48最小厚度3.54.0接管外径57,6576,89最小厚度5.06.0配用法兰 ： 法兰 4 备用口公称压力为，公称直径为，伸出长度为，采用无缝钢管，采用带颈平焊法兰（）法兰密封面形式采用突面（）配用法兰: 法兰 5 安全阀口 公称压力为，公称直径为，伸出长度为，采用无缝钢管，采用带颈平焊法兰（）法兰密封面形式采用突面（）配用法兰: 法兰 6 排污口在设备最下端安设一个排污管，管子规格是，管段装有一个与截止阀相配的管法兰： 法兰 致 谢本设计是在xx老师的悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作诲人不倦的高尚师德，严以律己，宽以待人的崇高风范，朴实无华，平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标，掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。本设计从选题到到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。本设计的顺利完成，离不开各位老师，同学和朋友的关心和帮助。在此致谢xx老师的指导和帮助，没有你们的帮助和指导是没有办法完成我的设计的。符号说明计算压力 圆筒的内径 圆筒的外径 圆筒的最大容许压力 圆筒的计算厚度 圆筒的设计厚度 圆筒的名义厚度 圆筒的有效厚度 其值 圆筒材料在设计温度下的许用应力 圆筒材料在设计温度下的计算应力 焊接接头系数钢板厚度的负偏差 腐蚀余量 厚度附加量 圆筒壁在试验压力下的计算应力 圆筒材料在试验温度下的屈服点 封头内壁曲面高度 实验压力 设计压力 每一支座承受的压力 容器的总质量 重力加速度 重力加速取9.81接管有效厚度 补强有效厚度 开孔直径 强度削弱系数壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 焊缝金属减去计算厚度之外的多余面积 接管的计算厚度 补强面积 有效补强范围内另加的补强面积 有效宽度 参考资料1.上海化工设计院。最新压力容器规范标准汇编。19842.煤炭工业部供应局。实用材料手册。北京：煤炭工业出版社，19823余国宗。化工容器及设备。北京:北京化学工业出版社,19804.贺匡国。化工容器及设备简明设计手册。2版。北京:化学工业出版社，19825张康达，洪起超。压力容器手册。北京：劳动人事出版社，20026.化工设备设计全书编辑委员会。化工容器设计。上海：上海科学技术出版社，19877.李智诚，朱中平，薛剑峰，等。锅炉与压力容器常用金属材料手册。北京：中国物资出版社，19978.高忠白，邱清宇，王志文。压力容器安全管理工程。北京：中国石化出版社，199979.龚斌。压力容器破裂的防治。杭州：浙江科学技术出版社，198510吴粤桑。压力容器安全技术。北京：化学工业出版社，199311.闫康平。工程材料。北京：化学工业出版社，200112.潘家祯。压力容器材料实用手册。北京：化学工业出版社，200013.董大勤。化工设备机械基础。北京：中央广播电视大学出版社，199314.范钦姗。压力容器的应力分析与强度设计。北京：原子能出版社，197915. 余国宗。化工机械手册。天津：天津大学出版社，199116.吴泽烩。化工容器设计。北京：北京化学工业出版社，1983