1、 新疆工业高等专科学校 课程设计说明书 题目名称： 化工设备机械溶解槽设计 系 部： 化学工程系 专业班级： 应化 11-6（ 2）班 学生姓名： 完成日期： 2013-12-30 新疆工业高等专科学校 课程设计评定意见 设计题目： 化工设备机械溶解槽设计 学生姓名 ： 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）： 年 月 日 新疆工程学院 课程设计任务书 2013-2014 学年 上学期 2013 年 12 月 26 日 专业 应用化工 技术 班级 11-6(2)班 课程名称 化工设备课程设计 设计题目 溶解槽设计 指导教师 赵宝平 起止时间 2013.11.28-2013.12.27 周数
2、4 设计地点 学校 设计目的： 1、综合运用机械设计基础课程及其他选修课程的理论知识和生产实际知识进行机械设计训练，是理论和生产实际知识密切的结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。 2、学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单的一般设计方法，培养学生工程设计能了解和分析问题、解决问题的能力。 3、对学生在设计、制图、运用设备资料（包括手册、标准和规范）以及经济估算、考虑技术决策、机械 CAD 技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高运用这些技能的水平。 设计的原则： 1、 壁厚设计 2、 封头 厚度设计及校核 3、 容器法兰设计 4、 支座设计 5、 人孔设计 设计进度
3、与要求： 1.课题介绍，安排任务 2.布置强度计算 3.强度计算和考虑结构设计 4.检查强度计算结果和布置施工图 5.完成 2 张 1#纸施工图 6.交图纸 7.完成设计说明书（不少于 20 页） 8.交设计说明书 9.设计答辩 主要参考书及参考资料： 1 国家质量技术监督局， GB150-1998钢制压力容器设计手册，中国标准出版社， 1998 2 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求， 2000， 11 3 蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社， 2003 4 国家质量技术监督局， GB150-1997压力容器设计手册，中国标准出版社， 1997 教研室主
4、任（签名） 系（部）主任（签名） 年 月 日摘 要 溶解槽是一种能够承受压力载荷的密闭容器，一般来说，溶解槽用途极为广泛，它在工业、民用、军工及科研等诸领域中具有重要的地位和作用，其中以在化工及石油化工中应用做多。本设计通过对溶解槽的厚度，人孔，补强，接管，封头，鞍座的 计算设计和强度校核计算，通过溶解槽设计，对本只是做了一次全面的系统的运用，达到巩固和学以致用的目的。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立
5、工作能力的有益实践。 关键词 ：溶解槽、 结构设计、强度设计 目录 1.设备主要技术指标 . 1 2 罐体壁厚的设计 . 1 2.1 确定参数 . 2 2.2 厚度计算 . 2 3 封头厚度设计 . 2 3.1 计算封头厚度 . 3 3.2 校核水压试验强度 . 3 4.支座的选取 . 4 4.1 溶解槽的总质量 . 4 4.2 选取支座角钢厚度 . 6 5.人孔的选取 . 7 5.1 人孔 1M 的选取 . 7 5.2 人孔 1M 补强 . 8 5.3 人孔 2M 的选取 . 9 5.4 人孔 2M 补强 . 10 6.盘管的选取 . 12 7 接口管的选取 . 12 7.1 液体进口管 1
6、N ，回流液体进口管 12N 的选取 . 12 7.2 液体出口管 2N 液体计口管 bN 口 8N ， 口 11N . 12 7.3 回流口管 3N 回流液体出口 4N 的选取 . 13 7.4LS 进口管 9N ， LS 出口管 10N 的选取 . 14 7.5 放空口管 5N ， 7N 的选取 . 14 8.附图 . 16 9.符号说明 . 17 设计终结 . 18 致谢 . 19 参考文献 . 20 化工机械设备设计 1 溶解槽设计 1.设备主要技术指标 内筒 设计压力 MPa 0.1 设计温度 100 最高工作压力 0.09 工作温度 介质名称 GS 设备主要材质 SUS304L 设
7、备容积 2.2 3m 盘管 设计压力 MPa 1.0 设计温度 185 最高工作压力 1.0 工作温度 . 介质名称 LS 设备主要材质 SUS304L 2 罐体壁厚的设计 由 对选材所做的分析，次溶解槽应选用不锈钢材料101900 NiCr 制作 。 化工机械设备设计 2 2.1 确定参数 mmCmmDM P aM P ap itc 4,1200,116,1.0 2 取， 85.0 （采用带垫板的双面焊对接接头，局部无损检测）（表 128 ） 2.2 厚度计算 计算厚度 mmpDp ct ic 61.01.085.01 1 62 1 2 0 01.02 槽内介质对槽体可能腐蚀，查表 12-1
8、1 得取 C2=4mm 设计厚度 mmCd 61.4461.02 根据 4.61d mm 由 表 12-9查的 1 0.25C mm 名义厚度 1ndC 圆整量 4.61 0.25圆整量 4.86圆整量 圆整后，取名义厚度 5n mm 。复验 n m m 0 .2 5 m m % ，所以钢板厚度的负偏差可以忽略不计。因此选用 5n mm 厚的钢材做槽体。 3 封头厚度设计 采用标准的蝶形形封头 化工机械设备设计 3 3.1 计算封头厚度 根据式的ctic pRMp 5.02 （其中，钢板最大厚度为 3m ,溶解槽直径为1.2 m ，） 由表 12 24 可知 mmDR ii 10809.0 m
9、mDr i 20417.0 则 mm73.01.05.085.01162 10801.0325.1 同前 12 4 0 . 2 5 4 . 2 5C C C m m 故 4 . 2 5 0 . 7 3 4 . 9 8n C m m 圆整后取 5n mm 确定选用 5n mm 厚的 00 19 10riCN钢板制作封头。 3.2 校核水压试验强度 槽体与封头在试验压力下的计算应力 根据下式计算 e eiTT DP 2 )( 其中 12 0 025.1 ttT CtPP ， 72.11717575.025.45125.01.025.185.075.020 . 7 51 2 0 00 . 1 2 5
10、2.0TneTM P aCM P aP（根据压力容器设计手册查得）。 可见， 2.090.0 T ，所以水压试验强度足够。 式中 T 圆筒、封头壁在试验压力下的计算应力 ,MPa ； iD 槽体内径， mm ； 化工机械设备设计 4 TP 试验压力， ； e 圆筒、封头的有效壁厚， ； )( 2.0s 材料在试验温度下的屈服点（或屈服强度 ）， ； 圆筒、封头的焊接接头系数； 4.支座的选取 4.1 溶解槽的总质量 4321 mmmmm 式中 1m 槽体质量， kg ； 2m 封头质量， kg ； 3m 介质质量， kg ； 4m 附件质量， kg ； 槽体质量 mmmmDN n 5,1 2
11、0 0 的筒节，由压力容器设计手册查得 101900 NiCr 的密度 37930 mkg钢 。 所以 kgLDm ni33.291793095.1005.02.11 式中 iD 槽体内径， mm ； n 圆筒壁厚， mm ； L 圆筒长度， mm ； 材料密度， 3/mkg ； 化工机械设备设计 5 封头质量 mmmmDN n 5,1 2 0 0 ，直边高度 mmh 250 的标准蝶形封头，查的其质量 ，2m 为 : kgm 5.64,2 所以 kgm 1295.642m ,22 式中 n 封头壁厚， mm ； 0h 封头直边高度， mm ； 介质质量 甲苯vm 3 式中 充料系数，取 0.9； v 溶解槽容积， 3m ，（ 封桶 V VV ）。 介质在 100C 时的密度，3kgm，（ 3/867 mkg ）。 51.07 8 5.01 3 0 9.02V2 023 hDDV ii，封封 kgmmLVV i61.2 1 1 486771.29.071.22D51.0V332 桶封 式中符号同前 附件质 量 人控制量约为 200 kg，其他接管质量总和按 300kg 计。 于是 kgm 5004 所以设备总质量为 kgmmmmm 3 0 3 54321
