【導(dǎo)讀】專業(yè)課課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決實(shí)際問題的能力。運(yùn)用，從而得到鞏固、深化和提高。量地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考，有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，并不等于憑空設(shè)想。矛盾時(shí)，必須嚴(yán)格計(jì)算和驗(yàn)證，直到符合設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)優(yōu)先按標(biāo)準(zhǔn)選用。片面的理解為是理論上的強(qiáng)度、剛度等的計(jì)算，認(rèn)為這些計(jì)算結(jié)果不可更改。在設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意處理好尺寸的圓整。隨意圓整變動；若按經(jīng)驗(yàn)公式得來的尺寸，一般應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸。等計(jì)算結(jié)果，從設(shè)備安全性出發(fā)，應(yīng)向上圓整，同時(shí)，要兼顧到經(jīng)濟(jì)性，即圓整要適度。步進(jìn)行，但零件的尺寸，以最后圖樣標(biāo)注的為準(zhǔn)。對尺寸作出修改后，可以根據(jù)修改幅度、反應(yīng)物及物料污染有特定要求的，腐蝕因素又成了選材的依據(jù)。在綜合考慮以上幾方面的。條件、制造、安裝等因素決定。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。根據(jù)結(jié)構(gòu)、受力條件和材料的力學(xué)性能、

　　

【正文】 夾套筒體和封頭壁厚計(jì)算（按內(nèi)壓強(qiáng)度） （ 1）夾套筒體厚度 ?夾 式中 MPa? ， 1500ijD D mm?? ， ? ? 113t MPa? ? ，選取雙面對接焊，局部無損探傷，焊縫系數(shù) ?? ，則 m in m in3 mm? ? ?? ? ?　 　 　 ?可取 m in 1 2 3 0 . 6 2 0 . 4 6n C C m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （取腐蝕裕量 2 2C mm? ，鋼板厚度預(yù)估為 6mm，所以可取鋼板負(fù)偏差為 。 ） 又 12 6 2 0 .6 3 .4 2 .5 8en C C m m m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?取 6n mm? ? 合適。 即夾套筒體名義厚度 6n mm???夾 筒 ＝ （ 2）夾套封頭壁厚 ?夾 封 計(jì)算厚度 封頭的壁厚附加量也只考慮 C1和 C2，加工成型的減薄量由制造廠根據(jù)加工條件來 確定。以保證壁厚符合圖紙數(shù)值 ,設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可不作考慮。取 C1＝ 0． 6mm, C2＝ 2mm， 則 封頭名義厚 度 2 . 5 8 2 0 . 4 2 5n mm?? ? ? ? ? ? ?夾 封 ＝ ?？紤]到筒體與封頭焊接方便，可?。? 6mm?? ?夾 封 夾 筒＝ ， ?取 6mm?夾 封 ＝ 合適。 ? ?2 cit cPD P? ??? ?? ? 0 . 3 3 1 5 0 0 2 . 5 82 1 1 3 0 . 8 5 0 . 3 32 cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ??12 1 .5 1 .5 1 5 0 06 0 .6 2 3 .4 2 .2 51 0 0 0 1 0 0 0ien DC C m m m m?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? 0 . 3 3 1 5 0 0 2 . 5 82 1 1 3 0 . 8 5 0 . 5 0 . 3 32 0 . 5cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ? ??28 釜體的筒體壁厚 ?筒 （ 1）按承受 MPa? 內(nèi)壓計(jì)算 m in m in3 mm? ? ?? ? ?　 　 　 ?取 m i n 1 2 3 0 . 6 2 0 . 4 6n C C m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?筒 又 12 6 0. 6 2 3. 4 1. 71en C C m m m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?取 6n mm????筒 合適。 （ 2）按承受 設(shè)筒體名義厚度 8n mm? ? 取壁厚負(fù)偏差 C1＝ 0． 8mm，腐蝕裕量 C2＝ 2mm。 則有效厚度為 12 8 0. 8 2 5. 2en C C m m??? ? ? ? ? ? ? 筒體外徑 0 2 14 00 2 8 14 16inD D m m?? ? ? ? ? ? 內(nèi)筒受外壓作用的計(jì)算長度 L 為被夾套包圍的 筒 體部分加 封頭的直邊段部分以及 封頭高的 1/3 筒體計(jì)算長度 式中 jH —— 夾套高度 2h —— 封頭直邊高度 1h —— 封頭內(nèi)壁曲面高度（見附表 2） 由參考文獻(xiàn) 3P150 圖 115查得系數(shù) A＝ ； 釜體材料 Q235B 之 245s MPa? ? ，由參考文獻(xiàn) 3P152 圖 118 材料的 BA 曲線圖查得B=43Mpa（已知釜體內(nèi) 0120tC? ，夾套內(nèi) 0150tC? ），所以許用外壓為： 0 1416 eD? ??0 1242 0 .8 81416L D ??? ? 0 43 0 . 1 6 0 . 3273eBp M P a p M P aD?? ? ? ? ?12 3501 1 0 0 2 5 1 2 4 233j hL H h m m? ? ? ? ? ? ?? ? 0 . 2 3 4 1 4 0 0 1 . 7 12 1 1 3 0 . 8 5 0 . 2 3 42 cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ??29 則壁厚 8n mm? ? 不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，需加大壁厚重新計(jì)算。 再取 10n mm? ? ， 則 12 10 2 C C m m??? ? ? ? ? ? ? 0 2 1400 2 10 1420inD D m m?? ? ? ? ? ?。 由附表 2 注可知 10n mm? ? ， 1400DN mm? 之橢圓封頭的直邊高度和內(nèi)壁曲面高度分別為 2140 350h m m h m m??， 　 ，則計(jì)算長度為： 由 曲線圖查得 A=，再由材料的 BA 曲線圖查出 B=70Mpa，即可計(jì)算出許用外壓： 因此，名義厚度 10n mm? ? 的筒體能滿足 。 由于筒體既可能承受內(nèi)壓 ，又可能承受外壓，所以筒體壁厚應(yīng)取兩者中的較大者，即確定筒體壁厚為 10mm? ?筒 。 釜體的封頭壁厚 ?封 （ 1）按內(nèi)壓計(jì)算（上封頭） 取 , 2C m m C m m??,則 12 1 . 7 1 0 . 5 2 0 . 7 9 5n C C m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?封 ＝ 考慮到開孔對上封頭的強(qiáng)度削弱及焊接方便，可取上封頭與筒體等厚，即 10mm?封 ＝ 。 下封頭承受外壓，也取 10mm?封 ＝ ，并按外壓校核其穩(wěn)定性。 （ 2）按外壓校核 ?封 有效壁厚 12 1 0 0 .8 2 7 .2en C C m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 2 3 4 1 4 0 0 1 . 7 12 1 1 3 0 . 8 5 0 . 5 0 . 2 3 42 0 . 5cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ? ??12 3501 1 0 0 4 0 1 2 5 733j hL H h m m? ? ? ? ? ? ?0 1420 19 eD? ??0 1257 0 .8 91420L D ??? ?0L AD ?? ? 0 70 0 . 3 5 0 . 3 31 9 7 . 2eBp M P a p M P aD?? ? ? ? ?30 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的外壓計(jì)算當(dāng)量球面半徑 1400 1260iiR D m m? ? ? ?,計(jì)算系數(shù) A為 由 系數(shù) A 查 材料的 BA曲線圖， 得系數(shù) B＝ 98Mpa， 許用外壓為 取 筒 體下封頭壁厚 ?n＝ 10mm 符合外壓穩(wěn)定和內(nèi)壓強(qiáng)度要求。 ?取 10mm?封 ＝ 水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核 確定試驗(yàn)水壓 Q235B 在設(shè)計(jì)溫度（ t=150℃ ）下的許用應(yīng)力 ? ? 113t MPa? ? ，試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力? ? 113MPa? ? （ ≤ 20℃ ）。 釜體： 夾套： 內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力 校核 ： 圓筒校核公式： 橢圓封頭校核公式： Q235B之常溫屈服極限 235s MPa? ? ， ?? 。 235 M Pa??? ? ? ? ? 釜體筒體內(nèi)： 夾套筒體內(nèi)： 0 . 1 2 5 0 . 1 2 5 0 . 0 0 0 7 1 412607 . 2i eA R ?? ? ?? ? 98 0 . 5 6 0 . 3 31260 7 . 2ieBp M P a M P aR?? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?0 . 2 7 5 1 4 0 0 1 0 2 0 . 8 2 6 . 8 4 0 . 9 1 7 9 . 82 2 1 0 2 0 . 8T i nTsnp D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ?? ? 1131 . 2 5 1 . 2 5 0 . 2 2 0 . 2 7 5113T tP P M P a??? ? ? ? ?? ?? ? 1131 . 2 5 1 . 2 5 0 . 3 3 0 . 4 1 3113Tj tP P M P a??? ? ? ? ?? ? 0 .92T i eTsePD ?? ??????? ?0 .5 0 .92T i eTsePD ?? ? ?????31 釜體封頭內(nèi)： 夾套封頭內(nèi)： 各處應(yīng)力均小于 s?? ，故水壓試驗(yàn)是安全的。 釜體筒體外壓穩(wěn)定性校核 當(dāng) 夾 套作水壓試驗(yàn)時(shí)，釜體將受外壓作用。因夾套的試驗(yàn)壓力為 PTj＝ ，而 釜體圓 筒 的許用外壓為 [P]＝ ，故在夾套水壓試驗(yàn)時(shí)， 筒 體內(nèi)需要充壓才能保持 筒 體穩(wěn)定。 選 配筒體和封頭的連 接法蘭 根據(jù) 筒 體內(nèi)操作壓力、溫度和 筒 體直徑， 初 選甲型 平 焊法蘭 (JBll58— 82)，法蘭材料為 Q235－ B。公稱壓力 為 的甲型 平 焊法蘭在操作溫度 150℃時(shí)的允許工作壓力為，大于 筒 體設(shè)計(jì)壓力，所選的甲型平焊法蘭合適。 另 選擇石棉橡膠墊片和光滑面密封。 法蘭標(biāo)記為： 法蘭 —— JB470192 其尺寸及螺柱規(guī)格，數(shù)量可從附表 4中查出。 螺柱螺母材料查出為 Q235B，標(biāo)記為： 螺柱 M20 LA JB470792 墊片材料用石棉橡膠板，厚度 3mm?? ，標(biāo)記為 墊片 JB470492 其尺寸可以從有關(guān)資料查出。 支座的選用計(jì)算 支座的選擇 反應(yīng)釜因 需 外加保溫，故選 B型 （長腳） 懸掛式支座。 反應(yīng)釜總重載荷計(jì)算 總重載荷 1 2 3 4Q Q Q Q Q? ? ? ? 式中 1Q — 釜體和夾套筒體總重載荷 14 00 , 10nD N m m m m???筒節(jié)每ｍ重為 1 3480 /q N m? ； 15 00 , 6nDN mm mm???筒節(jié)每? ?? ? ? ?? ?0 .5 0 .2 7 5 1 4 0 0 0 .5 1 0 2 0 .8 2 6 .7 3 0 .9 1 7 9 .82 2 1 0 2 0 .8T i nsT np D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?封? ?? ? ? ?? ?0 .4 1 3 1 5 0 0 6 2 0 .6 9 1 .1 9 0 .9 1 7 9 .82 2 6 2 0 .6T j i nTsnp D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ?? ?0 .5 0 .4 1 3 1 5 0 0 0 .5 6 2 0 .6 9 1 .0 8 0 .9 1 7 9 .82 2 6 2 0 .6T j i nsT np D c M P a M P ac?? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?封32 ｍ重為 2 2230 /q N m? ，所以： 1 1 1 2 2 1. 4 34 80 1. 2 22 30 75 48Q H q H q N? ? ? ? ? ? ? 2Q 為釜體與夾套封頭的總重載荷。 14 00 , 10nD N m m m m???的封頭重 1840N，15 00 , 6nDN mm mm???的封頭重 1210N，所以： 2 2 1 8 4 0 1 2 1 0 4 8 9 0QN? ? ? ? 3Q 為料液重量。按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水計(jì)，水的密度 31000 /kg m? ? ，現(xiàn)以夾套尺寸估計(jì)： 1500DN mm? 封頭容積為 ， 1500DN mm? 筒節(jié)每米長容積為 31 ? ，故有： ? ? 43 1 0 0 0 9 . 8 2 0 . 5 1 3 1 . 4 1 . 7 6 7 3 . 4 3 1 0Q g V N?? ? ? ? ? ? ? ? ? 4Q 為保溫 層與附件的重量，人孔重量載荷 900N，其它接管和保溫層按 1000N 計(jì)，故： 4 9 0 0 1 0 0 0 1 9 0 0QN? ? ? 總重載荷為： 41 2 3 4 7 5 4 8 4 8 9 0 3 . 4 1 0 1 9 0 0 4 8 6 3 8Q Q Q Q Q N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 每臺設(shè)備可配置兩個(gè)或四個(gè)支座，考慮到設(shè)備在安裝時(shí)可能出現(xiàn)全部支座不能同時(shí)受力的情況，在確定支座尺寸時(shí)不論實(shí)際支座是兩個(gè)還是四個(gè)，可以一律按兩個(gè)計(jì)算。所以每個(gè)支座載荷為 Q/2=24319N，可選用 3號 B型支座，其允許載荷為： ? ? 3 0 2 4 3 1 9 2 . 4 3 1 9Q K N N K N? ? ? 標(biāo)記為： JB/T472592 B3，材料： Q235B。 人孔選擇和補(bǔ)強(qiáng)校核 人孔選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，可選用 1 .0 , 4 5 0P N M P a D N m m??之人孔。 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算從略。 接管及其法蘭的選擇 冷卻水進(jìn)、出口管 j 和 a 均采用 32 ? ? 無縫鋼管（參考文獻(xiàn) 3P100 表 73），突面（ RF）板式平焊 管 法蘭： HG2059397（附表 22） 。 加料口 b 和壓縮空氣管 f同上。