化工应用实践讲义课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课程设计要求：,1,、软件版本：,AutoCAD2010,为例；,2,、按要求设计并绘制一个,化工容器,；,3,、时间安排：,（,1,）答疑时间：,3,月,5,日，,12,日上午,8,：,009:30,；,答疑地点：炼化楼,405,（,2,）作业上交时间：,3,月,19,日上午，请班长收齐之,后，排好顺序上交于炼化楼,405,，,4,、作业包括（,1,）化工容器概述（,2,）选值及计算过程,（,3,）打印,AutoCAD,图；,本课程设计介绍的是一种较为狭义的化工容器，该容器主要是作为原料、中间产物、产品的储存的容器，如大型炼油厂的原油储罐、油制气厂的球形储气罐等，一般无化学反应。,1,2,3,4,5,1封头；2接管；3筒体；4人孔；5支座,标准的设备图,1,、设计绘制椭圆形封头的圆柱形卧式容器；,2,、图纸样式参照,A2,（,594mm*420mm,）；,3,、壁厚,30mm,；,化工容器设计任务书,A2,图纸样式,（,594mm*420mm,）,4,、,人孔、液面计孔、进料孔、出料孔、放空孔、备用孔、支架不做具体要求，参照本图的尺寸即可，要求合适、美观。,液,面,计,孔,人孔,支架,5,、主体尺寸,（,1,）、设计容积：,(2.5+,班级*,0.1),立方米。,（,2,）、长径比：,学号,15,1115,2125,3135,取,3.0,；,（,24,）,学号,610,1620,2630,3640,取,2.5;,（,3,）、装填系数：,(,0.850.95),学号：,110,取,0.85,，,0.86,，,0.87,，,0.880.94,；,1120,取,0.85,，,0.86,，,0.87,，,0.880.94,；,2130,取,0.85,，,0.86,，,0.87,，,0.880.94,；,3140,取,0.85,，,0.86,，,0.87,，,0.880.94,；,（,4,）、封头直边高度：学号奇数,30,，偶数,25,；,上图中,425,为封头高度，,25,为封头直边高度。,进料孔,（下封头为出料孔）,备用孔,放空孔,6,、需要标注的尺寸,（,1,）、筒体：长、径；,（,2,）、封头直边高度，封头高度；,（,3,）、人孔、液面计孔、进料孔、出料孔、放空孔、备用孔、支架只需要标出位置。,7,、焊接不用画出。,化工容器的分类,化工容器的分类方法很多，目前没有形成统一的硬性规定。,按容器的作用原理分类：,换热容器、反应容器、分离容器、储存容器等。,按容器形状分类：,球形容器、圆筒形容器、方形和矩形容器。,按容器厚度分类：薄壁容器和厚壁容器。,按容器承压性质和能力分类：常压容器与受压容器两类。,按容器的壁温分类：低温、常温、中温和高温容器。,按容器的放置形式分类：卧式容器和立式容器。,按制造材料分类：金属制容器和非金属制容器两类。,化工容器关键尺寸的计算,工艺尺寸主要是指为了满足工艺的需要，容器应该具有的一些基本尺寸。如容器的长度、直径（指内径）、封头的类型及其尺寸，接管的大小、人孔的大小等工艺需求的尺寸。,容器的体积尺寸,一般在设计容器前，就已经知道该容器能够装下的物料的体积（如果已知的是质量，也可通过密度换算得到体积）,V,工艺,，由此体积，再结合具体的容器结构就可以算出具体的尺寸。对于用于物料停留的中间储罐的容积,V,工艺,，可按下式计算：,式中,G,物料流量，,m,3,/s,；,物料在容器中的停留时间，,s,。,储罐名称,停留时间或周转时间,原料罐及成品罐,根据具体情况而定，一般为20天,接受罐,20,min,中间储罐或缓冲罐,20,min,气,-,液分离器,35,min,回流罐,510,min,液,-,液分离罐（已分层）,20,min,液体在容器内的停留时间可以用公式计算，也可以用实际测定得到的数据。,一般情况下容器内液体平均停留时间的参考值。,上下均采用标准形椭圆封头的圆柱形容器 假设容器的长径比,，,则 （此,h,已包括了封头的直边高度），封头的,长轴和筒体的直径,相同，,封头的短轴为长轴,的一半，则整个容器的计算体积为：,则标准形椭圆封头的圆柱形容器的尺寸如下：,计算之后一定要圆整！ 取整数毫米。,化工容器绘制参考示例,现在我们要绘制的是,=,体积为6.3,m,3,储槽。,已知料储槽的直径、壁厚、总长度以及一些接管和封头等标准的选定，并在此基础上画出草图。同时对本储槽的各个构成元件的尺寸已有了清晰的了解，对各个元件之间的相对位置已经确定。,其实在利用,AutoCAD,绘制上面的容器储槽前的一些准备工作和手工绘制前的准备工作是一样，准备工作做得越细致，在以后的绘制工作中就越顺利，绘制速度也就越快。,绘制前的一些准备工作,一般来说，在进入,AutoCAD,计算机绘制容器之前，应先完成以下几项工作：,完成工艺计算及强度计算，确定筒体和封头的直径、高度、厚度。,完成各种接管如进料管、出料管、备用管、液位计接管、人孔等的计算或标准选定，并确定其相对位置。,根据前面获得的基本信息，绘制草图，确定设备的总高、总宽，并对图幅的布置进行初步的设置。,查取各种标准件的具体尺寸，尤其是其外观尺寸及安装尺寸，为具体绘制作好准备。,设置图层、比例及图框,设置图层,设置图层的目的是为了后面绘制过程的方便，将不同性质的图线放在不同的图层，用不同的颜色区别之，使绘图者一目了然。同时在图层中设置线条的宽度、类型等信息。我们可以用“图层特性管理器”对话框方便地设置和控制图层。利用对话框可直接设置及改变图层的参数和状态，即设置层的颜色、线型、可见性、建立新层、设置当前层、冻结或解冻图层、锁定或解锁图层以及列出所有存在的层名等操作。,从下拉菜单“格式”中选取“图层”或在工具栏中直接单击图层图标，均会出现图层特性管理器对话框，我们可从对话框中进行图层设置。图层设置要根据具体的需要，本图中共设计8个图层，其中0图层是不能重命名的图层，故实际使用的是7个图层，每一个图层以均以中文名表示，中文名基本上代表了图层的主要内容。图层名的修改可通过鼠标单击已选中的图层的名称，如图4-11中“中心线”图层已选中，若要修改其名称，则只要鼠标在“中心线”三字上单击，再输入新的名称即可。至于颜色和线宽的设置和名称修改一样，不在重复。,本图层设置中除主结构线的线宽为0.4,mm,以外，其余均为0.13,mm，,以符合化工制图中对线宽的要求。,各个图层的具体内容见图4-11。,设置图层、比例及图框,需要说明的是：虽然我们定义各个图层的线宽，但在绘制过程中，屏幕上是不会有所显示的，只有不同线型在绘制过程中会有所显示。定义的线宽只有在用绘图仪输出时才能体现出来，这一点请读者注意。,图,4-11,图层设置结果,设置图层、比例及图框,设置比例及图纸大小,根据前面的计算及草图绘制，容器的总高达,3762,mm,左右，总宽在,2060,mm,以上，同时考虑尚需用俯视图表达管口位置，其宽度也将达到,2060,mm,以上，这样在不考虑明细栏等文字说明内容的情况下，图纸的总宽将在,4000,mm,以上，总高将在,3762,mm,以上。同时，明细栏的宽度为,180,mm,时使规定的，根据以上的数据，如果我们选用,A2,号图纸，比例为,1,：,10,，将符合我们的绘图要求，这样，我们就选用,A2,号图纸，其大小为,594,420,，选用绘图比例为,1,：,10,设置图层、比例及图框,绘制图框,根据前面的选定，图框由两个矩形组成，一个为外框，用细实线绘制，大小为594420，线宽为0.13,mm；,另一个为内框，大小为574400用粗实线绘制，粗实线和主结构图层线可在同一图层，因为线宽均为0.4,mm。,绘制外图框,点击图层特性框的下拉符号,“ ”,处，选择细实线图层，在细实线上点击，见图,4-12,，系统就进入细实线图层，然后点击绘图工具栏中的矩形绘图工具，按照下面命令中的具体操作，就可以绘制出符合条件的外图框,图,4-12,图层选择示意图,图,4-13,绘制外图框,设置图层、比例及图框,绘制内图框 内框的大小为574400，用粗实线绘制，和绘制外框相仿的方法，首先进入主结构线图层，然后利用辅助直线确定内框的第一个点，在捕捉该点绘制大小为574400的矩形。,图4-14 绘制辅助线示意图,图,4-15,绘制内框示意图,画中心线,首先进入中心线图层，根据设备的具体尺寸及绘图比例和图幅布置，绘制中心线。在绘制前，我们必须对中心线进行定位，需要确定筒体中心线的第一点，筒体中心线和封头与直边交界线的交点以及俯视图中圆心的位置。,画中心线,定基本位置,图,4-16,绘制确定中心线位置的辅,画中心线,绘制基本中心线,图,4-17,绘制基本中心线,画中心线,绘制俯视图中的管口中心线,图,4-18,绘制完主要中心线示意图,画主体结构,筒体主结构线,绘制筒体主结构线的时候，先不要考虑筒体上的所有接管，只需将筒体在全剖情况下的矩形框绘制出来即可。在绘制时首先利用筒体中心线和封头于直边交界线（上面那条）的交点作为基点，向下作一条垂直的长度为,25,mm,的直线，利用该直线的下端点作为绘制筒体主结构线的起点，利用相对坐标、偏移、镜像等工具，完成最后的绘制工作。在绘制筒体厚度时，作了夸张的处理技术（全图的比例为,1,：,10,，筒体厚度采用,1,：,4,，在其它接管厚度等处理，基本上均采用此处理方法），否则筒体的厚度将很难看清楚,。,图,4-19,画主体结构,封头主结构线,封头有上下两个，在绘制时，先不要考虑接管问题，接管问题可通过修剪、打断等工具加以解决。由于两个封头情况相似，我们只介绍上面一个封头的具体绘制方法，下面一个的绘制方法只说明和上面一个的不同之处。在第,3,章中我们已经介绍过，椭圆型封头由直边和半椭圆球组成，具体的绘制方法在第,3,章已有详细讲解，这里关键要介绍的是如何定位的问题。我们首先绘制封头左边的内外两条直边，然后利用直边的上端作为半椭圆的起点绘制内半椭圆，再利用偏移技术生成外半椭圆。,图,4-20,画主体结构,下面的封头和上面的绘制相似，只不过必须从左边开始，因为下面的封头用的是椭圆的下部分，当然也可以通过先复制上面的封头，进行180,的旋转，然后再进行移动定位也可以完成下面封头的绘制，这一点希望读者自己去练习。最后的结果见图4-21。,图,4-21,所有接管在主视图和俯视图中的结构线,图,4-22,接管绘制示意图,所有接管在主视图和俯视图中的结构线,本设备图中共有各种接管8个，涉及3种公称直径，接管上采用管法兰和其它管子相连接，和这三种公称直径有关的数据见下表，表中数据的第一项为实际大小，单位一律为,mm，,斜杠后面的数据为在具体绘制中用到的数据。所有的接管均采用如图4-22的简化画法，其涉及到的数据均已在表中一一列出。,公称直径,法兰外径,D,螺栓孔中心距,K,法兰厚度,b,接管外径,d,接管内径,d,0,接管厚度,t,长度,L,a、c、e,管：50,140/14,110/11,12/1.2,57/5.7,50/5,3.5/0.8,150/15,d,管：40,120/12,90/9,12/1.2,45/4.5,38/3.8,3.5/0.8,150/15,b,14,：15,75/7.5,50/5,10/1.0,18/1.8,12/1.2,3/0.5,150/15,所有接管在主视图和俯视图中的结构线,而在本设备图中，俯视图中接管采用局部剖方法绘制，在俯视图中只绘制三个圆，分别是法兰外直径圆、螺栓孔中心距圆（用中心线）、接管内径圆。由上分析，在本设备图中绘制接管的关键在定位，,a,、,b,、,c,、,d,接管的定位线已经绘好，而四个液位计接管的定位线既接管中心线可以通过筒体主结构线中的水平线，利用辅助直线定位的方法绘制，下面我们通过,d,管的上绘制方法，来说明所有接管的绘制过程，其它接管均可以参照此方法绘制。,A,B,C,D,E,图,4-23,接管绘制示意图之二,所有接管在主视图和俯视图中的结构线,在图,4-23,的基础上，先进入中心线图层，绘制好两条螺栓孔的中心线。该中心线可通过法兰的垂直外侧线向内偏移,1.5,（既,15,mm,）,来定位，然后再通过修剪、打断等方法，最后得到满足要求的接管图，见图,4-24,，其它接管均可仿照此法，只要根据表,4-6,中的数据作相应修改即可，同时对与相同大小的接管，只要找准基点，也可以通过复制、旋转、移动等一系列修改工具来绘制，无需再重新绘制,。,图,4-24,接管绘制示意图之三,所有接管在主视图和俯视图中的结构线,图,4-25,接管绘制最后结果示意图,支座在主视图和俯视图中的结构线,图,4-26,是本容器图中支座的具体尺寸示意图，该尺寸大小是我们查有关标准得到的，关于支座的绘制，我们在第三章中已有介绍。现在的关键问题是确定支座绘制的起点或某一个基点，然后就可以根据图,4-26,中的具体数据及在第,3,章中介绍的方法进行绘制，下面是具体绘制过程及命令解释。,图,4-26,本容器中支座具体尺寸示意图,支座在主视图和俯视图中的结构线,首先确定绘制的基点，我们选择垫板和筒体接触的下部端点位位置支座在正视图中的起点，见图,4-27,中的,C,点。,A,C,B,图,4-27,支座绘制在正视图中的定位图,支座在主视图和俯视图中的结构线,下面是绘制主视图中的支座主要结构线，最后结果见图,4-28,。,B,A,图,4-28,支座绘制在正视图中的主结构线,支座在主视图和俯视图中的结构线,下面是绘制底板的命令过程，绘制结果见图,4-29,A,图,4-29,底板绘制结果图,支座在主视图和俯视图中的结构线,支座俯视图绘制,俯视图的绘制要考虑到垫板的长度250是和筒体紧贴的，为了便于绘制，我们需要算出其圆弧度数，计算公式如下：,圆弧度数,=,图4-30 支座俯视图绘制之一,A,L,1,L,2,B,C,支座在主视图和俯视图中的结构线,下面是确定支座筋板在俯视图中的绘制基点,A,B,C,D,图,4-31,支座俯视图绘制之二,支座在主视图和俯视图中的结构线,绘制俯视图中筋板及底板的右半部分,B,A,C,D,E,图4-32 支座俯视图绘制之三,图4-33 支座俯视图绘制之四,在图,4-32,的基础上通过修剪、打断,、,镜像等处理方法，并绘上底板中间的螺栓孔，该孔直径为,30,，最后结果见图,4-33,。,支座在主视图和俯视图中的结构线,在图,4-33,的基础上，通过复制、旋转、作辅助圆确定复制基点及带基点移动等多项处理技术，可得到另两个支座在俯视图上的结构线，最后全局图见图,4-34,。观察图,4-34,，我们发现主视图和俯视靠得太近，说明在原来中心线定位时有一点偏差，我们只要通过移动俯视图即可。移动后的图见图,4-35,。,图,4-34,支座俯视图绘制之五,图,4-35,支座俯视图绘制之六,人孔在主视图和俯视图中的结构线,绘制基点的确定,A B,D C,图,4-36,人孔绘制之一,人孔在主视图和俯视图中的结构线,下面是绘制人孔在主视图中的上半部分,A,B,C,G,D,H,E,F,图,4-37,人孔绘制之二,人孔在主视图和俯视图中的结构线,下面是通过镜像生成下半部分，并利用中心线定位把手的位置。把手距中心线,175,mm,，,把手直径为,20,mm,，,长,150,mm,，,高,70,mm,。,结果见图,4-38,。,图,4-38,人孔绘制之三,人孔在主视图和俯视图中的结构线,下面是绘制人孔回转轴上的一些结构线,用了一些简单画法，只确定了回转轴中心线的位置、轴的大小（直径为,20,mm,）、,轴上的固定螺母外径,32,mm,等,。,A,B,图,4-39,人孔绘制之四,人孔在主视图和俯视图中的结构线,在图,4-39,的基础上，补充好其它连接线并将法兰外端被回转轴组合构件挡住部分删除后，见图,4-40,，在图,4-40,的基础上，绘制好补强圈，补强圈外径为,840,，厚度为,6,，内径最小处,540,mm,，,并以,35,左右的角度向上倾斜，具体细节见局部放大图，补强圈的中心线和人孔的中心线重叠，具体绘制过程不再重复，结果见图,4-41,。,图,4-40,人孔绘制之五,图,4-41,补强圈绘制图,人孔在主视图和俯视图中的结构线,此时的全局图见图,4-42,，至此已完成了全部主要结构线的绘制工作，下面将进入一些辅助性工作，对于这些工作的介绍，我们一般只介绍工作方法，不再详细介绍，其具体的工作过程在前面,3,章中均有介绍。,画局部放大图,本容器设备图中，已清晰地表明了大部分部件的相互关系，主要在补强圈部分有些看不清楚，我们通过将原来部分放大,6,倍来表达局部放大图。该放大图可在俯视图下面重新绘制，也可以利用原来已画部分进行复制放大处理获取，可不按比例绘制，只要能表达清楚其相互结构关系即可。绘制好的局部放大图见图,4-43。,图,4-43,局部放大图,画剖面线及焊缝线,进入剖面线图层绘制剖面线，剖面线型号选为,ANSI31，,比例为1，角度为90,或0,，同一个部件其角度必须保持一致，两个相邻的部件，其角度应取不同值，如本容器图中筒体剖面线的角度为90,，封头则为0,，而封头上的管子的剖面线其角度又为90,，筒体上的液位计接管剖面线其角度又为0,。在绘制剖面线之间，需为绘制焊缝做好准备，如筒体和封头之间的焊缝需在绘制剖面线前预先绘制其范围，如由原来的图4-44经预先处理变成图4-45；而接管和筒体及封头连接部分也需预先处理，如将原来的图4-46预先处理成图4-47。,图,4-44,图,4-45,图,4-46,图,4-47,画剖面线及焊缝线,在剖面线的绘制过程中，有时需要添加一些辅助线，将填充空间缩小或封闭起来，关于该知识的详细介绍在第,3,章的重点知识分析中已进行过详细介绍，希望读者自己复习原来的知识。总之只要细心并遵循前面提出的一些规定，就能绘制好剖面线。绘制好剖,面线，就绘制各种焊缝，本图中主要有筒体和上下封头、封头上的接管、筒体上的接管，筒体和补强圈、筒体和支座上的垫板等焊缝。在绘制剖面线和焊缝的过程中，我们发现,c,管上封头的结构线没有打断，顺便补上该工作，绘至此时的全局图见图,4-48,。,图,4-48,画指引线,本设备共有14条指引线，指引线一般从左下角开始，按顺时针编号排列。指引线由一条斜线段和一条水平线段组成，在水平线段上方标上序号即可。序号的字和明细栏中的大小相同，可采用2.5号字体，即字高2.5,mm。,尽管在,AutoCAD,的标注工具中有指引线一栏，但指引线绘制好后，其文字在水平段的左方而不是我们所希望的上方，其实利用绘制直线工具直接绘制指引线也是十分简便的，需要指出的是在绘制指引线的水平段时，其长度可采用5,mm，,也就是说在绘制好指引线的斜线段后通过输入(5,0)或（(-5,0)来绘制水平段，同一方向的水平线段应尽量对齐。需要注意的是水平段长度5,mm,不能像绘制结构线那样按1：10绘制，而是按实际大小绘制，同样在下面介绍的明细栏、主题栏、管口表、技术特性表均是按实际尺寸绘制。指引线上方的文字通过点击左边工具栏中文字编辑工具， 采用2.5号仿宋体。此阶段的全局图和标注好尺寸后的全局图一起表示，见图4-49。,图,4-49,绘制好指引线及标注尺寸后的全局图（对俯视图作了移动）,标注尺寸,进入尺寸标注图层，并通过格式,标注式样，设定标注的形式，如选择文字高度为,2.5,，选择箭头大小为,2.5,，见图,4-50,的设置。,图,4-50-1,标注式样设置之一,图,4-50-2,标注式样设置之二,图,4-50-3,标注式样设置之三,写技术说明、绘管口表、标题栏、明细栏、技术特性表等,技术说明可利用文字编辑器进行输入，“技术要求”4个字采用5号字，正文说明采用3.5号字。明细栏、标题栏的绘制可通过直线绘制工具及多次利用偏移、修剪、打断等工具来快速地进行绘制，栏中或表中的文字有采用5号的也有采用2.5号的，可根据其宽度而定。下面通过标题栏的具体绘制说明各类表的绘制方法。其主要步骤为：,绘制标题栏的外框尺寸；,通过偏移产生内部线条；,通过修剪、打断生成其本框架；,通过图层置换，改变所需要改变的线条。,经过以上4个步骤，就可以完成标题栏线条的绘制。标题栏绘制的命令在下面列出，但对其命令不再解释。然后再根据具体的内容，利用文字输入工具输入有关文字，需要说明的是明细栏中有些项目的内容没有写上去，作为正式图纸需要写上去，因为本教材的重点是教会大家如何用计算机绘图，而不是化工设计，故有关化工设计上的内容希望大家参考相关文献。,