【導(dǎo)讀】學(xué)生姓名：史佳霖學(xué)號：1202034319. 題目：M3液氨儲罐設(shè)計?；鶎咏虒W(xué)組織負(fù)責(zé)人：呂海峰。下達(dá)任務(wù)書日期:2020年06月29日。1)使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計的全過程。2)掌握查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計方法和設(shè)計方案的可行性研究和。3)掌握電算設(shè)計計算，要求設(shè)計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計算。機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。序號項目數(shù)值單位備注。3最高工作壓力MPa由介質(zhì)溫度確定。4工作溫度-20～48℃。6工作壓力波動情況可不考慮。10安裝與地基要求。接管代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱。設(shè)計圖紙應(yīng)遵循國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)和化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求有關(guān)規(guī)定，圖面布置要。[7]蔡紀(jì)寧主編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，化學(xué)工業(yè)出版社，2020年。06月8日～07月9日：撰寫設(shè)計說明書。07月10日：答辯及成績評定

　　

【正文】 MPa ? ? ? ?? ??? Btac ,min t?? ? ? ?? ), in(ac BReL? MPa 32 ??， ???t? 189 合格 | 1? |,| 4? | ?? ?tac? 合格 | 1T? |,| 4T? | ?? ?ac? 合格 ?T2 ,?T3 ?s = 合格 MPa 筒體和封頭的切應(yīng)力 A R? m2 時 ( 4LA? 時 ,不適用 ) ????????? ??? 3/42iea3 hL ALR FK ?? MPa 圓筒 封頭 [?] = [? ]t = ? ? ? ?? ? ?? ? ?1 25. t h MPa 圓筒 , ? [ ? ] = MPa 合格 封頭 , ?h [ ? h] = MPa 鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng) 力 中北大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計 15m179。液氨臥式儲罐 26 無加強(qiáng)圈圓筒 圓筒的有效寬度 ??? na2 ?Rbb mm 無墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時 在橫截面最低點處 ? ?5 52?? ?kK Fbe MPa 在鞍座邊角處 L/Rm8 時 , ????2e a62e6 124 ??? L FRKbF MPa 應(yīng)力校核 |?5| [? ]t = 189 合格 |?6 | [? ]t = 合格 |?’ 6 | [? ]t = MPa 應(yīng)力校核 |?5| [?]t = 合格 |?6 | [?]t = 合格 MPa 鞍 座 應(yīng) 力 計 算 水平分力 ?? FKF 9S 102878 N 溫差引起的應(yīng)力 ??????rsasa ZHfFAFt? 0MPa |?tsa| [?]sa = 170 注：帶 的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計者給定的 窄面整體 (或帶頸松式 )法蘭計算 計算 單位 中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所 設(shè) 計 條 件 簡 圖 設(shè)計壓力 p MPa 計算壓力 pc MPa 設(shè)計溫度 t ? C 軸向外載荷 F N 外力矩 M 殼 材料名稱 Q345R 體 許用應(yīng)力 nt[]? MPa 法 材料名稱 Q345R 許用 [?]f MPa 蘭 應(yīng)力 [?]tf MPa 材料名稱 35 螺 許用 [?]b MPa 應(yīng)力 [?]tb MPa 栓 公稱直徑 d B mm 螺栓根徑 d 1 mm 數(shù)量 n 8 個 Di Do 墊 結(jié)構(gòu)尺寸 Db D 外 D 內(nèi) δ 0 中北大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計 15m179。液氨臥式儲罐 27 mm Le LA h δ 1 材料類型 軟墊片 N m y(MPa) 壓緊面形狀 1c,1d b DG 片 b0≤ b= b0 b0≤ DG= ( D 外 +D 內(nèi) )/2 b0 b= 0b b0 DG= D 外 2b 螺 栓 受 力 計 算 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wa Wa= π bDG y = N 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wp Wp = Fp + F = N 所需螺栓總截面積 Am Am = max (Ap ,Aa ) = mm2 實際使用螺栓總截面積 Ab Ab = 214dn? = mm2 力 矩 計 算 操 FD = i2D pc = N LD= L A+ 1 = mm MD= FD LD = 作 FG = Fp = N LG= ( Db DG ) = mm MG= FG LG = Mp FT = FFD = N LT=(LA + ?1 + LG ) = mm MT= FT LT = 外壓 : Mp = FD (LD LG )+FT(LTLG )。 內(nèi)壓 : Mp = MD+MG+MT Mp = 預(yù)緊 Ma W = N LG = mm Ma=W LG = 計算力矩 Mo= Mp 與 Ma[?]ft/[?]f中大者 Mo = 螺 栓 間 距 校 核 實際間距 nDL b??? = mm 最小間距 ?minL? (查 GB1502020 表 93) mm 最大間距 ?maxL? mm 形 狀 常 數(shù) 確 定 h D0 i 0? ?? h/ho = K = Do/DI = ? ?1 0? 由 K 查表 95 得 T= Z = Y = U= 整體法蘭 查圖 93 和圖 94 FI= VI= e F h? ?I 0 松式法蘭 查圖 95 和圖 96 FL= VL= e F h? ?L 0 查圖 97 f = 整體法蘭 松式法蘭 ? ?? ?f13d 中北大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計 15m179。液氨臥式儲罐 28 由 ?1/?o 得 21 ooI hVUd ?? = 21 ooL hVUd ?? = ψ = δ f e+1 = ? = ?/T= ??? 134 ef?? ? ? ?? ? = 剪應(yīng)力校核 計 算 值 許 用 值 結(jié) 論 預(yù)緊狀態(tài) ?? lDWi??1 MPa ? ? ? ?n?? ? 校核合格 操作狀態(tài) ?? lDWip??2 MPa ? ? ? ?tn?? ? 校核合格 輸入法蘭厚度 δ f = mm 時 , 法蘭應(yīng)力校核 應(yīng)力 性質(zhì) 計 算 值 許 用 值 結(jié) 論 軸向 應(yīng)力 ?? i21 oH DfM??? MPa 15.[]?ft = 或 25.[]?nt =( 按整體法蘭設(shè)計的任 意 式法蘭 , 取 15.[]?nt ) 校核合格 徑向 應(yīng)力 ????i2f 0R)( D Mef???? MPa ft[]? = 校核合格 切向 應(yīng)力 ? ? ?T 0f i R? ? ?M YD Z2 MPa ft[]? = 校核合格 綜合 應(yīng)力 ))(),( a x ( THRH ???? ?? = MPa ft[]? = 校核合格 剛度 系數(shù) ?? oo oI hKE MVJ ?? 校核合格 法蘭校核結(jié)果 校核合格 中北大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計 15m179。液氨臥式儲罐 29 開孔補(bǔ)強(qiáng)計算 計算單位 中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所 接 管 : c1, φ 530179。 10 計算方法 : 等面積補(bǔ)強(qiáng)法，單孔 設(shè) 計 條 件 簡 圖 計算壓力 pc MPa 設(shè)計溫度 50 ℃ 殼體型式 圓形筒體 殼體材料 名稱及類型 Q345R 板材 殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ 1 殼體內(nèi)直徑 Di 1700 mm 殼體開孔處名義厚度 δ n 14 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [σ ]t 189 MPa 接管軸線與筒體表面法線的夾角 (176。 ) 0 凸形封頭上接管軸線與封頭軸線的夾角 (176。 ) 接管實際外伸長度 320 mm 接管連接型式 安放式接管 接管實際內(nèi)伸長度 0 mm 接管材料 Q345D 接管焊接接頭系數(shù) 1 名稱及類型 管材 接管腐蝕裕量 4 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 Q345R 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 840 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 18 mm 接管厚度負(fù)偏差 C1t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm 接管材料許用應(yīng)力 [σ ]t 174 MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 [σ ]t 185 MPa 開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計 算 非圓形開孔長直徑 521 mm 開孔長徑與短徑之比 1 殼體計算厚度 δ mm 接管計算厚度 δ t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 接管材料強(qiáng) 度削弱系數(shù) fr 開孔補(bǔ)強(qiáng)計算直徑 d 521 mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 1042 mm 接管有效外伸長度 h1 mm 接管有效內(nèi)伸長度 h2 0 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A 5078 mm2 殼體多余金屬面積 A1 1017 mm2 接管多余金屬面積 A2 176 mm2 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 35 mm2 A1+A2+A3= 1228 mm2 ，小于 A，需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 5371 mm2 A(A1+A2+A3) 3850 mm2 結(jié)論 : 合格 中北大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計 15m179。液氨臥式儲罐 30 6 總結(jié) 通過本 次課程設(shè)計， 對于平時學(xué)習(xí)的壓力容器課程設(shè)計理論知識有了進(jìn)一步的理解與認(rèn)識，查閱了很多相關(guān)的設(shè)計資料，使自己的相關(guān)知識更加豐富，同時又練習(xí)了自己生疏的手畫草圖，更加熟練地掌握了 CAD 軟件的使用，本次課程設(shè)計是提高自身綜合素質(zhì)的好機(jī)會。 在課程設(shè)計過程中， 我本來希望使用各個不同參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，但 由于本人自身能力的不足，某些參數(shù)可能不是國家標(biāo)準(zhǔn)的最新規(guī)范，同時選用參數(shù)也存在一些問題，可能不能達(dá)到安全使用以及經(jīng)濟(jì)性的要求，設(shè)計便是不斷改成錯誤與找到更優(yōu)秀的設(shè)計方 法的過程，相信以后的相關(guān)設(shè)計會更加合理安排步驟。 在以后的工作中會遇到更加復(fù)雜的難題，這更需要個人的耐心細(xì)致的工作以及與他人協(xié)調(diào)合作的能力。 本次課設(shè)時間雖然僅有兩周，但是對我個人的專業(yè)能力的提升非常大，對于未來的工作技能的培養(yǎng)收獲頗豐。 中北大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計 15m179。液氨臥式儲罐 31 參考文獻(xiàn) [1] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， GB1502020《鋼制壓力容器》，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1998 [2] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，中國勞動社會保障出版社， 1999 [3] 全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》， 2020， 11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過程設(shè)備設(shè)計》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [5] 黃振仁、魏新利，《過程裝備成套技術(shù)設(shè)計指南》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [6] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院，《化工工藝設(shè)計手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 [7] 蔡紀(jì)寧主編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 [8] 《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》 (第二版 )