化工設備機械基礎課程設計夾套反應釜精編版

1、化工設備機械基礎課程設計夾套反應釜精編WORDWORD 版IBMsystemofficeroomA0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8廣州大學化學化工學院本科學生化工設備機械基礎課程設計實驗課程化工設備機械基礎課程設計實驗項目一套反應釜設計專業(yè)班級學號姓名指導教師及職稱開課學期 2013 至 2014 學年第一學期時間 2014 年 1 月 6 日1 月 17 日夾套反應釜設計任務書設計者姓名：班級：學號:指導老師姓名：日期：201 的 01 月 10 號一、設計內容設計一臺夾套傳熱式的反應釜二、設計參數和技術特性指標簡圖與說明比例設建數及其要求容器內夾套內工作壓力/M

2、Pa設計壓力/MPa0.20.4工作溫度/c設計溫度/c1109 滿足要求。式5當筒體與上封頭用法蘭連接時，常采用甲型平焊法蘭連接，這是壓力容器法蘭中的一種，甲型平焊法蘭密封面結構常用平密封面和凹凸密封面兩種。平密封面法蘭見附圖 1。4、夾套反應釜的強度計算（1）強度計算的原則及依據當夾套的反應釜幾何尺寸確定后， 則根據已知的公稱直徑、 設計壓力和設計溫度進行強度計算，確定罐體及夾套和封頭的厚度。強度計算應考慮以下幾種情況。a.圓筒內為常壓外帶夾套時：當圓筒的公稱直徑 DN600nlm 時， 被夾套包圍部分的筒體按外壓 （指夾套壓力） 圓筒設計，其余部分按常壓設計；b.圓筒內為真空外帶夾套時：

3、當圓筒的公稱直徑 DN600nlm 時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力+0.1MPa）圓筒設計，其余部分按真空設計；當圓筒的公稱直徑 DNC600nlm 時，全部筒體按外壓（指夾套壓力+0.1MPa圓筒設計；c.圓筒內為正壓外帶夾套時：當圓筒體的公稱直徑 DN600nlm 時， 被夾套包圍部分的筒體分別按內壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中較大值；其余部分按內壓圓筒設計。當圓筒的公稱直徑 DNC600nlm 時，全部筒體按內壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中最大值。（2）按內壓對筒體和封頭進行強度計算由工藝條件及微弱的腐蝕情況，確定設備的材料為 Q235R(3-16),由工藝知罐體內的設計壓力pi

4、0.2MPa,夾套內的設計壓力 p2=0.4MPa 罐體的設計溫度 t1120C,夾套的設計溫度 t23800mm6min=D1/1000+4mm對高合金鋼制容器 6min 不小于 2mm故取最小厚度作為計算厚度 61=61=6min=2D1/1000=2X1700/1000=3.4mm62=62=6min=4.0+0.5=4.5mm查文獻1表 9-10,得 C1=0.50mm查文獻1,取單面腐蝕，得 C2=1mm(3)按外壓對筒體和封頭進行強度校核罐體筒體設計厚度 61d=61+C2=3.4+1=4.4mm夾套筒體設計厚度 62d=62+C2=4.0+1=5mm罐體封頭設計厚度 6/1d=6

5、/1+C2=3.4+1=4.4mm夾套封頭設計厚度 6/2d=6/2+C2=4.0+1=5mm罐體筒體名義厚度 61n=61d=4.4mmmin- 61=3.4-2.06=1.340.5=C1夾套筒體名義厚度 62n=62d=5.5mmmin- 61=4.5-4.0=0.50.5=C1罐體封頭名義厚度 6/1n=6/1d=4.4mmmin- 62=3.4-2.06=1.340.5=C1夾套封頭名義厚度 6/2n=6/2d=5.5mmmin- 62=4.5-4.0=0.50.5=C1罐體筒體名義厚度 6in=6id=4.4mm厚度附加量 C=G+G=0.50+1=1.50mm罐體筒體有效厚度 6

6、ie=6in-C=4.4-1.5=2.9mm罐體筒體外徑 D0=D1-26in=1700+2X4.4=1708.8mm筒體計算長度 L=H+1/3hi=1500+1/3乂450=1650mm系數L/D0=1650/1708.8=0.966系數Db/3=1708.8/2.9=589系數A=0.000095系數 B,無數據n一i2AE許用外壓:一：一 T 一一 K 一一0.02150.4所以 4.4mm 的鋼板不能用。假設名義厚度為 12mm 由表可知Ci0.8mm,則厚度附加量 C=C+G=0.80+1=1.80mm罐體筒體的有效厚度 6ie=6in-C=12-1.8=10.2mm罐體筒體外徑

7、D0=D1-26in=1700+2X12=1724mm筒體計算長度 L=H+1/3hi=1500+1/3乂450=1650mm系數 L/D0=1650/1724=0.957系數D0/31724/10.2=169系數A=0.00066MPa系數B=92MPaR92許用外壓P-0.540.4MPaD。/e169故容器穩(wěn)定性滿足要求假設罐體封頭白名義厚度為 12mm 由表可知C10.8mm,則厚度附加量 C=C+G=0.80+1=1.80mm罐體封頭的有效厚度 6 廣=61-C=12-1.8=10.2mm罐體封頭外徑 D/=D1-2 占1=1700+2X12=1724mm標準橢圓封頭當量球殼半徑 R

8、=0.9DO=0.9X1724=1552mmn 五A0.1250.125系數A-/-0.00082MPa(R/1O/1e)1552/10.2系數 B=112MPaB112許用外壓p/0.736MPa0.4MPaR/O/1552/10.2故橢圓形封頭穩(wěn)定性滿足要求罐體封頭的最小厚度 6min=0.15%D1=0.15%1700=2.55mrm=6e=10.2mm?兩足要求。(4)水壓試驗校核計算罐體試驗壓力PIT1.251.250.20.25MPa夾套水壓試驗壓力p2T1.25P2U1.250.40.5MPa查文獻得(Ts=235MPa,(rT0.9?6s=169.2MPa罐體圓筒應力ITP1T

9、(D11e)0.25(170010.2)20.96MPa169.2MPa21e210.2故筒體水壓校核合格夾套內壓試驗應力2Tp2T(D2-及0.5(180010.2)44.37MPa（4V-V1 封）/V1m,m1.454按公式 4 計算1-17圓整夾套筒體高度 H2,mm1500選取1-18罐體封頭表面積 F1 封，mA23.2662按表 D-2 選取1-191m 圖筒體內表回積 F1m,mA25.34按表 D-1 選取1-20實際總傳熱面積 F=F1nXF2m+F 隹 tmA211.27629按公式 5 計算（2）強度計算強度計算（按內壓計算罐體及夾套厚度）步驟項目代號參數及結果備注2-

10、1設備材料Q235R(316)根據工藝條件或者腐蝕情況確定2-2設計壓力（罐體內）p1,MPa0.3由工藝條件決定2-3設計壓力（夾套內）p2,Mpa0.4由工藝條件決定2-4設計溫度（罐體內）t1,C110由工藝條件決定2-5設計溫度（夾套內）t2,CC12-24夾套筒體名義厚度 62n,mm5.56min-62=4.5-4.0C12-25罐體封頭名義厚度 62n,mm4.46min- 63=3.4-2.06C12-26夾套封頭名義厚度 62n,mm5.56min- 64=4.5-4.0C1(3)穩(wěn)定性校核穩(wěn)定性校核(按外壓校核罐體厚度)步驟項目及代號參數及結果備注3-1罐體筒體名義厚度 6

11、,mm4.4根據計算結果假設3-2厚度附加量 C=C1+C21.5根據文獻1第九章計算3-3罐體筒體后效諄度 6e=6n-C,mm2.9根據文獻1第九章計算3-4罐體筒體外徑 D0=D1+2n,mm1708.8根據文獻1第T一章計算3-5筒體計算長度 L=H2+1/3h1,mm1650根據文獻1第T一章計算3-6系數 L/D00.966根據文獻1第T一章計算3-7系數 D0/6e589根據文獻1第T一章計算13-8系數 A0.000095根據義獻1圖 11-53-9系數 B-根據文獻1圖 11-83-10許用外壓p=B/(D0/6e)或p=2AE/(3D0/6e),MPa0.4根據文獻1第T定

12、性滿足要求一章計算穩(wěn)3-22罐體封頭名義厚度 6n,mm12假設3-23罐體封頭鋼板厚度負偏差 C1,mm0.8根據文獻1表 9-10 選取3-24罐體封頭厚度附加量 C=C1+C21.8根據文獻1第九章計算3-25罐體封頭有效厚度 6e=Vn-C,mm10.2根據義獻1第九章計算3-26罐體封頭外徑 D0=D1+26n,mm1724根據文獻1第T一章計算3-27標準橢圓封頭當量球殼外半徑R0=0.9D0,mm1552根據文獻1第T一章計算3-28系數A=0.125/(R0/6e)0.00082根據文獻1第T一章計算3-29系數 B112查文獻1圖 11-83-30許用外壓p=B/(R0/6e

13、),MPa0.7360.4根據文獻1第T定性滿足要求一章計算穩(wěn)3-31罐體封頭最小厚度 6min=0.15%D1,mm2.556min6e 滿足要求(4)水壓試驗校核水壓試驗校核步驟項目及代號參數及結果4-1罐體試驗壓力 p1T=1.25p1(T/(rAt,MPa0.254-2夾套水壓試驗壓力 p2t=1.25p2(T/(rAt,MPa0.54-3材料屈服點應力 6s,MPa2354-4(TT0.9(Ts,MPa169.24-5罐體圓筒壓力 61T=p1T(D1+6e)/26e,MPa20.96169.24-6夾套內壓試驗應力(T2T=p2T(D2+6e)/26e,MPa44.37169.2第

14、二章反應釜其他附件1、支座夾套反應釜多為立式安裝，最常用的支座為耳式支座。標準耳式支座(JB/T4725-92)分為 A 型和 B 型兩種。當設備需要保溫或直接支承在樓板上時選B 型，否則選 A 型。本設計選 B 型。其主要尺寸見下表：允許載適用容器公高底板墊板荷Q,kN稱直彳仝DN度Hl1b161SIl3b363e60100020002502001401470315250840允許載荷支座A 型筋板B 型筋板地腳螺栓A 型蓋板B 型蓋板支座質量/kgQ,kN號l2b262l2b262dMb4b4A 型B 型60416014082901401030M24307011.115.7每臺反應釜常用

15、4 個支座，但承重計算時，考慮安裝誤差造成的受力情況變壞，應按兩個支座計算。耳式支座實際承受載荷是近似計算：Q迪 94(phGeSe)10、52kNknnD式中 Q支座實際承受的載荷，kN；D 支座安裝尺寸，mmD=28n+2 的尸蛙+2&=2454+,SJ=7(1700+2X12+2X8)2-1402+2(290+7&)g 重心加速度，取 g=9.8m/s2；G 偏心載荷，N;h 水平力作用點至底板高度，mmh=250mmk不均勻系數，安裝 3 個支座時，取 k=1,安裝 3 個以上時，取k=0.83;mo設備總質量（包括殼體及其附件，內部介質及保溫層的質量），kg；m0=8

16、200kgn 支座數量；n=2Se偏心距，mmP水平力，取 pe和 pw的大值，Np=18081當容器高徑比不大于 5,且總高度代不大于 10m 時， pe和 pw可按下式計算， 超出此范圍的容器不推存使用耳座。水平地震力 pe：pe0.5em0g0.50.4582009.818081式中 ae地震系數。水平風載荷 pw：式中 D0容器外徑，有保溫層時取保溫層外徑，mmD0=1824mm風壓高度變化系數，按設備質心所處高度取;fi=1.00容器總高度，mmH0=H1+h1=1900+450+450=2800mmq010m 高度處的基本風壓值，N/m0q0=550所以 p=peQ=52kN2550100di75+DN100+DN160+DN4、視鏡視鏡主要用來觀察設備內物料及其反應情況，也可作為料面指示鏡，一般成對使用，當視鏡需要斜裝或設備直徑較小時，采用有頸視鏡。本設計采用帶燈有頸視鏡，所選視鏡主要尺寸見下表：公稱直徑DNmm公稱壓力PNMPaDDd*ShQHnxd視鏡質量/kg總質量，kg防腐型防爆型防腐型防爆型1000.6180150108X4501702608XM124.7