染料蒸发搅拌罐

化工设备机械基础课程设计 题目：染料蒸发搅拌罐 班级:12 化工 学号:2012115168 姓名： 指导老师： 日期:2014年6月21日 湖北文理学院化学工程与食品科学学院10 / 17 目录 绪论 . 2 课程设计的目的 . 2 课程设计的要求 . 2 课程设计的内容 . 2 课程设计的步骤 . 2 第 1 章设计方案 . 3 1.1 设计依据 . 3 1.2 设计参数要求 . 3 1.3 设计参数的确定 . 3 第 2 章工艺计算 . 5 2.1 筒体与封头的设计 . 5 2.1.1 筒体材料的选择 . 5 2.1.2 筒体厚度的计算 . 5 2.1.3 封头的设计 . 5 2.1.4 筒体与封头水压强度的校核 . 6 2.1.5 夹套的设计 . 6 2.1.6 封头法兰的设计 . 7 2.2 人孔的设计及补强的确定 . 7 2.2.1 人孔的选择 . 7 2.2.2 视镜的选择 . 7 2.2.3 补强的确定 . 8 2.3 接口管的设计 . 9 2.3.1 蒸汽入口管的设计 . 9 2.3.2 冷却水出口管的设计 . 10 2.3.3 进料管的设计 . 10 2.3.4 出料管的设计 . 10 2.3.5 温度计入口的设计 . 10 2.3.6 放空管接管口的设计 . 10 2.4 支座的设计 . 10 2.4.1 计算设备总质量 . 10 2.4.2 支座的选用 . 11 1）设定支座型号，数目并计算支座实际载荷 Q . 12 2）校核支座反力 Q 对器壁作用的外力矩 M . .13 2.5 校核搅拌轴强度及刚度 . 13 2.5.1 搅拌轴强度校核 . 13 2.5.2 搅拌轴刚度校核 . 13 设计总汇 . 13 设计图 . 14 参考文献 . 16 绪论 课程设计的目的 培养学生把所学 化工设备机械基础 及相关课程的理论知识 ,在课程设计中 综合的加运用 ,把化工工艺条件与化工设备设计有机地结合起来 ,巩固和强化有关 机械课程的基本理论和基本知识 ? 培养学生对化工工程设计的基本技能以及独立分析问题 ?解决问题的能力 ? 树立正确设计思想 ,掌握是化工单元设备设计的基本方法和步骤 ,为今后设计化工 及机械打下一定的基础 ? 培养学生熟悉 ?查阅并综合运用各种有关的设计手册 ?规范?标准 ?图册等设 计技术资料 ? 课程设计的要求 1）树立正确的设计思想 ? 2）具有积极主动的学习态度和进取精神 ? 3）学会正确的使用和规范 ,是设计有法可依 ?有章可循 ? 4）学会正确的设计方法 ,统筹兼顾,抓住主要矛盾 ? 课程设计的内容 根据教学大纲要求 ,完成一种典型设备的机械设计 ? 课程设计的步骤 1）对设计中要用的各种设计参数进行计算和选取 , 以及根据制造容器的特殊 要求选择材料 ? 2）利用计算公式对容器筒体和封头壁厚的设计 , 以及封头类型的选择 ? 3）根据鞍座承受的载荷而选用对称布置的双鞍座 , 再对容器进行各种应力分 析和校核 ? 4）从连接的密闭性 ?强度等出发 ,标准选用各种法兰 ?10 / 17 第 1 章设计方案 1.1设计依据 本液氨贮罐属于中压容器，设计以“钢制压力容器”国家标准为依据 ，严格 按照政府部门对压力安全监督的法规“压力容器安全技术监督教程”的规定进 度进行设计？以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理 可靠的密封性，足够的安全寿命？工艺设计的要求如下： 1作罐体,封头和夹套的壁厚强度设计 2. 选配封头和筒体的联接法兰 3. 选择标准人孔，视镜,各类接管和法兰 4. 选择设备支座 5已知搅拌轴直径为 50mm,扭转角为 1o/m, T =40M,Pa 校核搅拌轴强度及刚度 1.2设计参数要求 设计压力 罐内:0.3Mpa 夹套:0.3Mpa 工作温度 罐内： 120 C 夹套:9.81 X0- =0.00981MpaA/1=2X）.151+1 .785=1.087m 由于釜内溶液密度和水的密度相当，故质量按水考虑？ 即 p =1000k/m3? 所以 Wa= V p =1.087 X 1000=1087kg 4） 夹套的质量 根据化工设备机械基础查表得,DN=1300mm,壁厚 23m 条件下筒节钢 板质量 q2=96m/kg,故 W4=q2L1 于是 W4=q1L0=96 X0.85=81.6kg 5） 附加的质量 人孔约重 200kg,其他管的总和安 300kg 计算, 10 / 17 故 W=200+300=500kg 6） 设备总质量为： W= W 什 W2+W3+W4+W5 =249+27.54+1087+81.6+500=1945.14kg 2.4.2支座的选用10 / 17 1）设定支座型号，数目并计算支座实际载荷 Q 此为立式容器,故选耳式支座,由以上计算可知容器总重约 19.45KN,查化 工机械设备基础（董大勤编）可得,可选 A 型支座,由表 13-5 可知可选 A2 或 A3, 考虑到总重,为稳妥起见故选 A2 支座 3 个,材料 Q235A? 当采用3个耳式支座来承受这台容器时，每个支座实际承受的载荷应按下式 计算？ 式中 mo 设备总质量 2 g - 重力加速度，取 g=9.81m/s Ge 偏心载荷 k - 不均匀系数,当 n=3 时,k=1;当 n3 时，k=0.85 n支座数目 h水平力作用点至支座地板之间的距离，mm Se - 偏心距,mm 螺栓分布直径？可用公式 e=J（ Di +26 +263 f -（b2-262 ）2 +2 （I2-S ）=1310 P水平力，取水平地震力 Pe 和水平风载荷 Pw 二者中的大值 a0 - 地震系数 查化工机械设备基础（董大勤编）表 13-5,可知支座号 2 的 S1 =40mm2 =100mm; 3 =6 mm,R 二 90mm. 则 = 1000 2 5 2 6 2 - 902 2 100 - 40 =1138.02mm 由于容器置于室内，不考虑风载，所以只计算水平地震力，设地震烈度为 8 级,查 表 13-8,得最大地震加速度为 0.24g,取二0.24 P=0.24 1945.14 9.81 =4579.63N ： 4.579kN 计算得: 2）校核支座反力Q对器壁作用的外力矩 Mmg+Ge 4 P h Ge | k n n 生 10-3kN Q = 194514 9.81 - 3 4 4579.63 100 3 1138.02 10-3 -6.897 kN Q 32 13 / 17 由上查得的参数有 Q(l2- )_ 6.897 x (100 40) 103 = 103 二 0.413kN mM=1.36 kN-m 故采用 3 个支座能够达到要求？ 耳式支座标记为 JB/T 4712.3-2007 耳式支座 A2- I 2.5校核搅拌轴强度及刚度 已知搅拌为桨式 P=1.2Kw n=150r/min 搅拌轴直径 50mm 扭转角 17m, =40MPa 2.5.1搅拌轴强度校核 mN 1=9550 旦 n max =Mlmax =3.056MPa 1 /m 10 / 17 设计总汇10 / 17 符号 代表参数 符号 代表参数 DN 筒体直径 Hs 鞍座设计高度 Lo 筒体长度（不含封 头） cs 屈服极限 T 温度 V 体积 P 设计压力 Pt 试验压力 Pc 计算压力 ct 管件应力 2 许用应力 m 质量 入 腐蚀速率 L 两封头切线间距 离 n 设计年限 h 封头直边高 C2 腐蚀裕量 F 支座反力 Pi 液柱静压力 H 鞍座高度 焊接接头系数 A 鞍座中心线与封 头切线间的距离 p 密度 Rm 椭圆封头外径 计算厚度 hi 封头曲面深度 衍 设计厚度 M 弯矩 名义厚度 c 轴向应力 隹 有效厚度 R 封头内径 K 有效厚度封头形 状系数 T 剪应力 Ci 厚度负偏差 b2 筒体有效宽度 设计图10 / 17 i M I * _ y Ill 10 / 17 参考文献 1 董大勤化工设备机械基础北京.化工工业出版社，2002.12 2 贺匡国.化工容器及设备简明设计手册.北京：化工工业出版社,2002 3 余国琮化工机械工程手册（上卷）.第一版.北京.化学工业出版社,2003 10 / 17 4 丁伯民,黄正林.化工容器.北京:化学工业出版社,2002