【正文】 溫度 :T=146℃ 介質(zhì)：飽和水蒸汽 初選 Q235B s? =235MPa ??t? =113 MPa b? =375 MPa （壓力比較低，且介質(zhì)腐蝕性不大） 設(shè)計參數(shù)的確定 設(shè)計壓力： P= Per= = MPa (5%P=) 液柱靜壓力： P 靜 =ρ gh=1000 = MPa （ P 靜 5%P） 計算壓力： Pc=P+ P 靜 =+= MPa 設(shè)計溫度： T=200℃ 筒體內(nèi)徑： Di=20xxmm 焊接接頭系數(shù)： φ =1 鋼板負(fù)偏差： C1= 腐蝕裕量： C2=3mm 筒體壁厚計算 (Di=20xxmm) ? ? 2 0 0 0 0 . 4 2 6 3 . 7 82 1 1 3 1 0 . 4 2 62 it cPD mmP? ? ? ?? ? ?? ? ?? 厚度附加量： C=+3= 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 計算厚度： 2 3 C m m??? ? ? ? ? 名義厚度： 1 6 . 7 8 0 . 6 7 . 3 8nd C m m??? ? ? ? ? 由鋼材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度圓整后取 10mm 對于外壓圓筒穩(wěn)定性校核 e) 假設(shè)名義厚度 18n mm? ? ， 1 8 3 .6 1 4 .4en C m m??? ? ? ? ?，04000 1 .72 0 0 0 2 1 8LD ????， 0 2036 eD? ?? f) 查 GB1501998 圖 62，由 0LD 和 0eD? 查得 A= g) 根據(jù)圓筒材料，由圖 63查得 B=55MPa 計算許用外壓 : ? ? 0 55 0 . 3 9 0 0 . 3 5 2141eBP M P aD?? ? ? ? 蒸發(fā)室頂部 由于該設(shè)備壓力比較低，且頂部還要承受電動機和大小帶輪的重量，故頂部也采用 10mm 的 Q235B并布置 12 塊相同材料的筋板，來確保安全，具體位置、尺寸見部件圖。 查 GB1501998 圖 712 得 Q= ? ? 1 . 4 4 1 8 0 0 0 . 5 5 8 6 . 42 1 1 3 1 0 . 5 5 82 cir t cQ P D mmP? ?? ??? ? ?? ? ?? 錐殼小端 ? ?0 .5 5 8 0 .0 0 4 91 1 3 1ctP?? ??? 查 GB1501998 圖 713 得 此錐殼大端需要增加強厚度，應(yīng)在錐殼和筒體之間設(shè)置加強段，錐殼加強段和筒體加強段應(yīng)具有相同厚度。 為了保險起見，用最大允許工作壓力進(jìn)行校核 。 五、開孔補強 開孔補強設(shè)計準(zhǔn)則 由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管。 人孔（ h 管） ⑴相關(guān)參數(shù) 計算壓力： Pc= 接管材料許用應(yīng)力： [? ]nt=130MPa 公稱直徑： DN=500mm 接管尺寸： Φ 530 10 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 鋼管材料： 20 鋼 焊接接頭系數(shù)： φ = 內(nèi)徑： di=510mm 厚度附加量： C= ⑵開孔補強判斷 根據(jù) GB1501998 規(guī)定，允許不另行補強的最大接管外徑為 89mm，本開孔直徑為 530mm 故需另行補強。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 母液出口（ u 管） ⑴相關(guān)參數(shù) 計算壓力： Pc= 接管材料許用應(yīng)力： [? ]nt=130MPa 公稱直徑： DN=125mm 接管尺寸： Φ 133 6 鋼管材料： 20 鋼 焊接接頭系數(shù)： φ = 內(nèi)徑： di=121mm 厚度附加量： C= ⑵開孔補強判斷 根據(jù) GB1501998 規(guī)定，允許不另行補強的最大接管外徑為 89mm，本開孔直徑為 133mm故需另行補強。 ⑶折流板厚度 換熱管允許使用溫度范圍內(nèi)最大無支撐跨距為 2200（查 GB1511999,表 42）查表 34，折流板最小厚度為 20mm。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 32 頁 第二章 換熱器的設(shè)計 一、設(shè)計條件 殼體介質(zhì)清潔不易結(jié)垢并能進(jìn)行清洗，管、殼程兩側(cè)溫差不大，故選用固定管板式換熱器。 二次蒸汽出口（ n管） ⑴相關(guān)參數(shù) 計算壓力： Pc= 接管材料許用應(yīng)力： [? ]nt=130MPa 公稱直徑： DN=300mm 接管尺寸： Φ 377 8 鋼管材料： 20 鋼 焊接接頭系數(shù)： φ = 內(nèi)徑： di=361mm 厚度附加量： C= ⑵開孔補強判斷 根據(jù) GB1501998 規(guī)定，允許不另行補強的最大接管外徑為 89mm，本開孔直徑為 377mm故需另行補強。 ⑷開孔補 強所需面積 筒體計算厚度 ： ? ? 0 . 5 5 8 5 0 0 1 . 2 42 1 1 3 1 0 . 5 5 82 cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ?? 開孔所需補強面積 δ et=δ nC==，強度削弱系數(shù) fr=1， 接管材料為 20鋼，其許用應(yīng)力為 [? ]=130MPa。 ? ? ? ?2 2 8 .4 1 1 3 1 0 .9 4 5 22 0 0 0 8 .4teW ieP M P aD? ? ?? ? ? ?? ? ??? ? ? () 0 . 9 4 5 2 ( 2 0 0 0 8 . 4 ) 1132 2 8 . 4W i eTePD M P a?? ??? ??? ? ?? ? T＜ s ∴水壓試驗合格。 查 GB1501998 圖 714 得 Q= ? ? 2 . 4 1 0 8 0 . 5 5 8 0 . 6 42 1 1 3 1 0 . 5 5 82 cir t cQ P D mmP? ?? ??? ? ?? ? ?? 綜上取大者，錐殼名義厚度為 1 . 7 1 . 6 3 . 3n C m m??? ? ? ? ? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 由鋼材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度圓整后取 8mm 四 、水壓試驗校核 水壓試驗?zāi)康? 除材料本身的缺陷外，容器在制造和使用的過程中會產(chǎn)生各種缺陷。無折邊結(jié)構(gòu) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 相關(guān)參數(shù)：設(shè)計壓力： P= Per= = MPa 液柱靜壓力： P 靜 =ρ gh=1000 = MPa 計算壓力： Pc=P+ P 靜 =+= MPa 焊接接頭系數(shù)： φ =1 ⑴錐殼 厚度 錐殼大端轉(zhuǎn)角半徑： ri =Di 10％ =20xx =200mm 錐殼大端計算內(nèi)徑： 2 ( 1 c o s ) 2 0 0 0 2 2 0 0 ( 1 c o s 3 0 ) 1 9 4 6ciD D r m m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 0 . 4 2 6 1 9 4 6 1 4 . 2c o s 2 1 1 3 1 0 . 4 2 6 c o s 3 02 cc tPD mm? ??? ?? ? ?? ? ? 名義厚度為 4. 2 3. 6 7. 8n C m m??? ? ? ? ? 由鋼材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度圓整后取 10mm 錐殼大端： ? ? 0 .4 2 6 0 .0 0 3 81 1 3 1ctP?? ??? 查 GB1501998 圖 711 得 此錐殼大端需要增加強厚度，應(yīng)在錐殼和筒體之間設(shè)置加強段，錐殼加強段和筒體加強段應(yīng)具有相同厚度 。39。在單效蒸發(fā)中，若物料的水溶液先預(yù)熱至沸點后加入蒸發(fā)器，忽略生蒸汽 與產(chǎn)生的二次蒸汽的汽化潛熱的差異，不計熱損失。在蒸發(fā)器的設(shè)計和操作中，必須及時排除蒸汽中的不凝氣，并要定時清洗蒸發(fā)器。母液在蒸發(fā)器下部流出，進(jìn)入二效蒸發(fā)器。 物料及工藝特性 物料在濃縮過程中，溶質(zhì)或雜志常在加熱表面沉積、析出晶體而形成垢層 ，影響傳 熱；有些溶質(zhì)是熱敏性的，在高溫下停留時間過長易變質(zhì)；有些物料具有較大的腐蝕性或較高的粘度等等。沸騰溶液在加熱室中多次通過加熱表面，如中央循環(huán)管式 、懸筐式、外熱式、列文式和強制循環(huán)式等。低溫低壓的液態(tài)制冷劑 在傳熱壁的一側(cè)氣化吸熱，從而使 傳熱壁另一側(cè)的介質(zhì)被冷卻。芒硝在干燥的環(huán)境下會失去水分而變成粉末狀，這時就稱為無水芒硝。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。鹽湖、鹽泉和干鹽湖是形成芒硝的地方。加熱室中產(chǎn)生的蒸氣帶有大量的液沫，到了較大空間的蒸發(fā)室后，這些液體借自身凝聚或除沫器等的作用得以與蒸氣分離。 蒸發(fā)器廣泛用于化工、輕工等行業(yè)。蒸發(fā)裝置在操作過程中，要消耗大量加入蒸內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 汽，為節(jié)省加入蒸汽 ，可采用多效蒸發(fā)裝置和蒸汽再壓縮蒸發(fā)器。 葉 輪在循環(huán)管內(nèi)部，在電動機的帶動下，通過軸、軸承、聯(lián)軸器等的作用，產(chǎn)生軸向力，使料液不斷地進(jìn)入加熱室加熱，再進(jìn)入蒸發(fā)室蒸發(fā)并進(jìn)行氣液分離，并不斷循環(huán)。 提 高生產(chǎn)能力可以通過增加傳熱面積、提高總傳熱系數(shù)或傳熱溫差來實現(xiàn)。但這樣因溶液的沸點降低，使粘度增高，導(dǎo)致沸騰傳熱系數(shù)下降。 本次設(shè)計的蒸發(fā)器為 32kt/a 芒硝加工Ⅰ Ⅱ效內(nèi)強制循環(huán)蒸發(fā)器。 三 、錐體的設(shè)計 蒸發(fā)室上錐殼 此錐殼采用半頂角α =60176。 查 GB1501998 圖 714 得 Q= ? ? 2 . 5 5 0 0 0 . 5 5 8 3 . 0 92 1 1 3 1 0 . 5 5 82 cir t cQ P D mmP? ?? ??? ? ?? ? ?? 綜上取大者，錐殼名義厚度為 6 .4 1 .6 8n C m m??? ? ? ? ? 由鋼材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度圓整后取 10mm H== 1800== Fi== 18002= V== 18003= m3 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 G=(Di+δ n)2δ n 103= 集鹽室下錐體 ①此錐殼采用半頂角 α =23176。 ? ? ? ?2 2 6 .4 1 1 3 1 0 .7 2 0 92 0 0 0 6 .4teW ieP M P aD? ? ?? ? ? ?? ? ??? ? ? () 0 . 7 2 0 9 ( 2 0 0 0 6 . 4 ) 1132 2 6 . 4W i eTePD M P a?? ??? ??? ? ?? ? T＜ s ∴水壓試驗合格。開孔以后除削弱器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)被破壞，會產(chǎn) 生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全性帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計必須充分考慮開孔的補強問題。 ⑶在筒體上設(shè)置 Φ 530 10 的接管 開孔直徑： d= di+2C=510+2 = 本筒體開孔直徑： d== 20xx=1000mm≥ ,滿足 等面積開孔補強的使用條件，故采用等面積法進(jìn)行開孔補強計算。 ⑶在筒體上設(shè)置 Φ 133 6的接管 開孔直徑： d= di+2C=121+2 = 本筒體開孔直徑： d== 500=250mm≥ ,滿足等面積開孔補強的使用條件，故采用等面積法進(jìn)行開孔補強計算。 ⑷折流板管孔 Ⅰ級管束折流板管孔 直徑允許偏差（ GB151 表 35） 換熱管外徑 管孔直徑 允許偏差 d≤ 32 d+ + 0 防沖板設(shè)置 ① 當(dāng)管程采用軸向入口接管或 換熱管的流體流速超過 3 時，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減小流體的不均勻分布和對換熱管端得沖蝕。 A=dδ +2δ nδ et (1fr)= +0=154mm2 ⑸有效補強范圍 有效寬度 : B=2d=2 = B=d+2δ n+2δ nt=+2 8+2 6= 取大值 B= 有效高度 外側(cè)有效高度 : 1 6 1 2 4 . 2 2 7 . 3nth d m m?? ? ? ? 1 200h mm? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 取小值 h1= 內(nèi)側(cè)有效高度 : 1 6 1 2 4 . 2 2 7 . 3nth d m m?? ? ? ? 2 0h mm? 取小值 h1=0mm ⑹筒體多余金屬面積 筒體有效厚度 δ e=δ nC== A1=(B+d)(δ e+δ )2δ et(δ eδ )(1fr) = ()()0= ⑺接管多余金屬面積 接管計算厚度 ： ? ? 0 . 5 5 8 1 2 1 0 . 3 0 62 1 3 0 0 . 8 5 0 . 5 5 82 cit t Pd mmP? ?? ?? ? ?? ? ?? A2=2h1(δ etδ t)fr+2h2(δ etC2)fr=2 () 1= ⑻接管焊（腳）接面積 (焊腳取 10mm): A3