辽 宁 科 技 大 学
课程设计说明书
设计题目： 化工机械设计
卧式容器设计
学院、系： 化工学院 专业班级： 化工08-3 学生姓名： 卢东锋 指导教师： 赵振宁 成 绩：
2011年 6月 30 日
化工机械设计
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目录
一、设计要求 ........................................................................................................................................................................... 3 二、容器设计 ........................................................................................................................................................................... 3 ⒈罐体壁厚的设计.............................................................................................................................................................. 3
（1）按爆破膜计算 ....................................................................................................................................................... 3 （2）校核罐体水压试验强度 ..................................................................................................................................... 3
⒉封头厚度设计 .................................................................................................................................................................. 4 ⒊鞍座 .................................................................................................................................................................................... 4
（1）鞍座负荷粗略计算：.......................................................................................................................................... 4 （2）罐体质量................................................................................................................................................................ 4 （3）封头质量................................................................................................................................................................ 4 （4）物料质量................................................................................................................................................................ 4 （5）附件质量................................................................................................................................................................ 5 （6）贮罐总质量: .......................................................................................................................................................... 5
⒋手孔选择 ........................................................................................................................................................................... 5 5.手孔补强 ............................................................................................................................................................................ 6 6.接管 ..................................................................................................................................................................................... 6
（1）进料管 .................................................................................................................................................................... 6 （2）出料管 .................................................................................................................................................................... 7 （3）排污管 .................................................................................................................................................................... 7 （4）放空管接管 ........................................................................................................................................................... 7
7.安全阀的选择 ................................................................................................................................................................... 7 8.设备总装制图见附图 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
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一、设计要求
设计一卧式储罐，材质为16MnR，罐体长度（不包括封头）L＝1516mm，要求安装安全阀或防暴膜。具体参数：Pw＝20.5 MPa Di＝700 mm
二、容器设计
⒈罐体壁厚的设计 （1）按爆破膜计算
壁厚δ计算：
??PCDi2[?]??PCt
t 取Pc=1.1Pw=1.1×20.5=22.55MPa ,设计温度为20℃，Di＝700 mm，[σ]?153MPa ，
σs?285 MPa，φ＝0.8（单面焊对接接头，局部无损检测）。
取C2＝1mm ，
所以：
δ=22.55×700/(2×153×0.8-22.55)=63.28 mm δd =δ+C2=63.28+1=64.28 mm
取C1＝0.25 mm ，则
δn=δd+C1+圆整=65 mm
确定选用δn=65 mm 厚的16MnR钢板制作罐体。
（2）校核罐体水压试验强度
σT=PT(Di+δe)2δe≤0.9φσs
（式中PT＝1.25P＝1.25×22.55＝28.19MPa，δe＝δn－C＝65－1.25＝63.75 mm，σs＝285MPa)
则σt=28.19×(700+63.75)/(2×63.75)=168.86MPa
而0.9φσs?0.9?0.8?285?205.2MPa 因为 σT≤0.9φσs 所以水压试验强度足够。
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⒉封头厚度设计
采用标准椭圆形封头:
封头厚度δ计算： δ=PCDi2[σ]φ-0.5PCt
δ=22.55×700/(2×153×0.8-0.5×22.55)=67.59 mm C＝C1＋C2＝0.25+1＝1.25 mm δn=δ+C＝67.59+1.25＝68.84mm 圆整厚取δn =70mm
选用δn =70mm 厚的16MnR钢板制作封头
因为筒体和封头厚度相差不大 所以筒体和封头厚度均取70mm
⒊鞍座
（1）鞍座负荷粗略计算：
储罐总质量m＝m1＋m2＋m3＋m4
（式中m1——罐体质量，m2——封头质量，m3——液氨质量，m4——附件质量）
（2）罐体质量
m1=3.14DLδnρ=3.14×0.7×1. 516×0.07×7900=1842.7kg
（3）封头质量
DN＝700mm，δn＝70mm，直边高度50 mm的标准椭圆形封头，其质量m2'?371kg （查 《钢制压力容器设计》7页，JB1154－73，δn＝20mm，Di＝700mm）
'?2?371?742kg 则：m2?2m2（4）物料质量
m3＝?Vρ
其中装填系数取0.9，V封＝0.0.0603 m3 (查 《钢制压力容器设计》7页，JB1154－
73，δn＝20mm，Di＝700mm),
V筒/m＝
π4?D?L?23.144?0.7?1.516?0.58312m3