封头筒体设计计算

摘要

本文介绍了管道封头与筒体设计计算，该计算充分考虑了管壁厚度、

管子伸缩量和静力强度参数。管道的封头设计首先分析了管道的安装位置，然后根据管道的封头形式，选择合适的封头材料和相应的封头设计规范，

以确定封头的夹紧力和封头的直径，并根据封头相关尺寸参数和静力强度

参数计算封头厚度；管道筒体设计根据管道弯曲处附加的外部力，使管道

的抗拉强度和应力达到合理的水平，以及管道的内部温度变化情况，判断

管体所需要的伸缩量，从而确定筒体的厚度。

关键词：封头，筒体，设计计算，管壁厚度，伸缩量，静力强度

1 引言

随着石油、天然气、化学品和水等流体的系统越来越复杂，管道设计

也变得愈发重要。管道的设计要求充分考虑管子的尺寸、形状、结构、封

头等特性，同时考虑管道的静态强度、抗拉强度等要素。封头和筒体是组

成管道的主要部件，封头的设计和筒体的设计都是管道设计的重要内容，

本文重点介绍管道封头和筒体的设计计算。

2 封头设计

2.1 管道安装位置

在封头的设计之前，应首先确定管道的安装位置，以确定封头的形式

和尺寸。

2.2 封头形式

标准封头计算公式刷漆

封头面积怎么算封头面积公式： S=πr[r+h1×C+2h] 其中r=Di/2 h1=H-h 标准椭圆封头C=0.760346

S＝π×(D＋A)×A 式中 D——直径； A——法兰翻边宽。 (6)带封头的设备防腐(或刷油)工程量计算式： S＝L×π×D+(D÷2) 2×π×1.5×N 式中 N——封头个数； 1.5——系数值。 3、绝热工程量。 (1)设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式： V＝π×(D＋1.033δ)×1.033δ S＝π×(D＋2.1δ＋0.0082)×L 式中 D——直径 1.033、 2.1——调整系数； δ——绝热层厚度； L——设备筒体或管道长； 0.0082——捆扎线直径或钢带厚。 (2)伴热管道绝热工程量计算式： ①单管伴热或双管伴热(管径相同，夹角小于90°时)。 D′＝D1＋D2 ＋(10～20mm) 式中D′——伴热管道综合值； D1 ——主管道直径； D2 ——伴热管道直径； (10～20mm)——主管道与伴热管道之间的间隙。 ②双管伴热(管径相同，夹角大于90°时)。 D′＝D1＋1.5D2 ＋(10～20mm) ③双管伴热(管径不同，夹角小于90°时)。 D′＝D1 ＋D伴大＋(10～20mm) 式中D′——伴热管道综合值； D1 ——主管道直径。将上述D′计算结果分别代入相应公式计算出伴热管道的绝热层、防潮层和保护层工程量。 (3)设备封头绝热、防潮和保护层工程量计算式。 V＝[(D＋1.033δ)÷2]2× π×1.033δ×1.5×N S＝[(D＋2.1δ)÷2]2×π×1.5×N (4)阀门绝热、防潮和保护层计算公式。 V＝π×(D＋ 1.033δ)× 2.5D×1.033δ×1.05×N S＝π×(D＋2.1δ)×2.5D×1.05×N (5)法兰绝热、防潮和保护层计算公式。 V＝π×(D＋ 1.033δ)×1.5D×1.033δ×1.05×N S＝π×(D＋2.1δ)×1.5D×1.05×N

封头、罐壁尺寸计算、法兰

一、1.球形封头下料尺寸：D=Dix3.14156/2+2hi 2.标准椭圆封头下料尺寸：D=1.2Di+2hi+（0-50）。（注：括号内尺寸由封头厂提供） 3.蝶形封头：由于蝶形封头变化较多，暂时还没有见到计算公式，可以测量其弧长+2hi 确定。式中：D----下料尺寸 mm。 Di----封头内直径 mm。 hi-----直边高度 mm。二、已知容器（罐）封头，计算容器壁展开长度：（封头周长/3.1416-一个壁厚）*3.1416=容器（罐）壁展开长度三、这几个缩写主要表示法兰颈与筒体或者接管的焊接结构形式 WN 是【带颈对焊法兰】 TH 是【螺纹颈法兰】对焊环松套法兰】 RF 表示密封面 M 凸面 FM 凹凸面 RF 突面 SO 是【带颈平焊法兰】 BL 是【法兰盖】也叫“盲板 SW 是【承插焊法兰】
LJ 是【松套法兰】此类现在在 2009 年新标准中业已不存在了，被修改为【LF/SE
class 150 是美国 ASME 标准体系中的压力等级，我国化工部标准援引欧洲、美国标准体系，故引入了这种压力等级体系 class150=PN2.0=公称压力为 2.0MPa class300=PN5.0=公称压力为 5.0MPa 等等等等 Bar 是压力单位，1Bar 约等于 0.1MPa，可以此类推【注意】公称压力为 2.0，并不代表小于等于 2.0MPa 设计压力都可以使用此压力等级下的法兰，不同温度、不同材质、不同类型密封面和焊接结构形式的法兰有不同的最大使用设计压力。一般 2.0MPa 在通常情况下的设计压力徘徊在 1.6～2.0MPa 之间，详细数据请见 HG/ T 20615-2009 化工部法兰标准

筒体和封头壁厚的计算

筒体和封头壁厚的计算计算基准：工作压力：6kgf/cm 2（表压）设计压力：10 kgf/cm 2（绝压）温度：常温筒体直径：φ2000；φ3000；φ4000 1、筒体壁厚的计算：根据公式 []p S t -Φ=σ2pD i 0 mm 式中：S 0——计算壁厚，mm P ——设计压力，kgf/cm 2 D i ——圆筒内径，mm [σ]t ——设计温度下圆筒材料的许用应力，kgf/cm 2 C ——壁厚的附加量 φ——焊缝系数，取0.85 选用材质为普通碳钢，《化工设备》（李健主编）第237页查得 100℃以下的许用应力为1270 kgf/cm 2，把上述相关数据代入公式，得 10 85.0127022000100-???=S =9.30mm 实际应用壁厚：S=S 0+C C= C 1+C 2+C 3 C 1——钢板厚度的负偏差，mm C 2——腐蚀裕度，mm C —加工减薄量，mm

1C 2=1mm, C 3= S 0×10%=0.93mm 故 C=0.8＋1＋0.93=2.73mm S=9.30＋2.73=12.03实际取12mm 2、标准椭圆封头壁厚的计算：根据公式 []Kp K S t -Φ=σ2pD i 0 mm 式中：S 0——计算壁厚，mm P ——设计压力，kgf/cm 2 D i ——圆筒内径，mm [σ]t ——设计温度下圆筒材料的许用应力，kgf/cm 2 C ——壁厚的附加量 φ——焊缝系数，取0.85 K ——系数，标准椭圆封头D i /2h i =2，查得K=1 选用材质为普通碳钢，《化工设备》（李健主编）第237页查得 100℃以下的许用应力为1270 kgf/cm 2，把上述相关数据代入公式，得 10 185.01270220001010?-????=S = 9.30 mm 实际应用壁厚：S=S 0+C C= C 1+C 2+C 3 C 1——钢板厚度的负偏差，mm C 2——腐蚀裕度，mm C ——加工减薄量，mm

压力容器常见结构的设计计算方法

第三章压力容器常见结构的设计计算方法常见结构的设计计算方法 4.1 圆筒 4.2 球壳 4.3 封头 4.4 开孔与开孔补强 4.5 法兰 4.6 检验中的强度校核 4.1.1 内压圆筒 1）GB150中关于内压壳体的强度计算考虑的失效模式是结构在一次加载下的塑性破坏，即弹性失效设计准则。 2）壁厚设计釆用材料力学解（中径公式）计算应力，利用第一强度理论作为控制。轴向应力：环向应力：（取单位轴向长度的半个圆环）校核： σ1＝σθ，σ2＝σz ，σ1＝0 σθ≤[σ]t ·φ

对应的极限压力： 2）弹性力学解（拉美公式）讨论：1）主应力方向？应力分布规律？径向、环向应力非线形分布（内壁应力绝对值最大），轴向应力均布； 2）K 对应力分布的影响？越大分布越不均匀，说明材料的利用不充分；例如， k ＝1.1时，R ＝1.1内外壁应力相差10%； K ＝1.3时，R ＝1.35内外壁应力相差35%； 4 常见结构的设计计算方法 96 2）弹性力学解（拉美公式）主应力：σ1＝σθ，σ2＝σz ，σ3＝σr 屈服条件： σⅠ＝σ1＝σθ＝ σⅡ＝σ1－μ（σ2＋σ3）＝ σⅢ＝σ1－σ3＝ σⅣ＝

3）GB150规定圆筒计算公式（中径公式）的使用范围为：p/[σ]·φ≤0.4（即≤1.5） 4.1.2 外压圆筒 1）GB150中关于外压壳体的计算所考虑的失效模式：弹性失效准则和失稳失效准则（结构在横向外压作用下的横向端面失去原来的圆形，或轴向载荷下的轴向截面规则变化） 2）失稳临界压力的计算长圆筒的失稳临界压力（按Bresse公式）：长圆筒的失稳临界压力（按简化的Misse公式）：失稳临界压力可按以下通用公式表示：圆筒失稳时的环向应力和应变：定义——外压应变系数于是取稳定系数m＝3，有 ·应变系数A的物理意义

椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算

椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算新疆工学院孟永彪在设计卧式容器时，常常要计算不同液面高度所对应的容积，有时还需列出容积—液位高度对照表或图。例如，在盛装有毒有害介质的卧式储罐设计中，要根据体积充装系数确定最高液面高度并加以标识。在一般资料中仅能查到容器的全容积计算公式，而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。本文以标准椭圆形封头卧式容器为例介绍不同液面高度下的容积计算方法，并以液化石油气储罐为例编制了QUICK BASIC程序，此法仅供大家参考。 1卧式容器的组成卧式容器是由筒体和两封头组焊而成（如图1），常用的封头为标准椭圆封头。 2卧式容器 2.1计算简图及说明计算简图如图2。 L———筒体长度（两封头切线间的距离，含直边段长度） D i———封头及筒体内直径 h i———封头曲面深度 2.2不同液面高度下封头的容积计算如图2，可假想将卧式容器两端的曲面部分合并，则形成一个完整的椭球面。

2==i i h R c a 122 222=++c z a y x )(21222y x a z +-=dx y x a dy h a y a )(2222022+-=⎰⎰--)323(23 331a h h a V +-=π 其中，a=b=R i 因此，椭球面的方程为：推导出：当容器内的液面高度为h 时（如图3所示）。封头的容积公式推导：对其积分得从上式可看出，h 变化，V 1也随之变化。 2.3 不同液面高度筒体的容积计算在计算筒体的容积时，忽略尺寸公差及制造误差等因素，可将其断面方程为 x 2+y 2=a 2的一圆柱体进行计算，那么如图3所示液面高度的筒体容积为：令：y=acos θ dy=-asin θd θ dxdy y x a V s )(2122221+-=⎰⎰ dx y x a dy h a y a y a )(2 122222 222+-=⎰⎰----dy y a L V h a ⎰--=2222dy y a L h -=222

筒体封头开孔接管计算公式经典版

筒体封头开孔接管计算公式经典版筒体封头开孔接管计算公式是广泛应用于压力容器设计和制造中的重要方法。根据力学原理和压力容器的几何形状，这个公式可以方便地计算出开孔后的圆筒体和封头的受力情况，从而保证压力容器的安全可靠运行。以下是筒体、封头开孔接管计算公式的经典版： 1.筒体开孔接管计算公式：筒体开孔接管一般指的是筒体上的法兰接管，通过法兰将管道与筒体连接起来。在计算过程中需要考虑到筒体、法兰和管道之间的受力情况以及压力的作用力。强度计算公式： σ=Pd/(2t)+2(S-E)/3 其中，σ为筒体截面上的应力，P为压力，d为内径，t为筒体的壁厚，S为材料的抗拉强度，E为材料的弹性模量。 2.封头开孔接管计算公式：封头开孔接管主要应用于封头（如圆形封头、椭圆封头等）上的接管设计。在计算过程中，需要考虑到接管的受力情况以及压力的作用力。强度计算公式： σ=Pd/(2t)+(3S-4E)/6 其中，σ为封头内径的应力，P为压力，d为内径，t为封头的壁厚，S为材料的抗拉强度，E为材料的弹性模量。

这些公式是根据力学原理和压力容器的几何形状综合应用而来的，适用于一般情况下的压力容器设计和制造。但是需要注意的是，在具体的计算过程中，还需要考虑到一些特殊情况，例如材料的应力松弛、温度的变化等因素，以确保压力容器的安全设计。总结起来，筒体、封头开孔接管计算公式经典版是基于力学原理和压力容器几何形状的计算方法。在设计和制造压力容器的过程中，通过应用这些公式，可以得出开孔接管后筒体和封头的受力情况，从而保证压力容器的安全运行。但是，在具体计算过程中还需要考虑到一些特殊情况，以确保设计的准确性和可靠性。

筒体封头体积重量计算

筒体封头体积重量计算筒体和封头体积重量计算是在工程设计和制造中非常重要的工作，特别是对于容器、储罐、压力容器等设备来说。下面将介绍筒体和封头的定义以及计算方法。 1.筒体定义和计算：筒体是指圆柱形容器的侧面部分，通常由直缝焊接或螺旋焊接的钢板制成。筒体的计算主要涉及到两个参数：长度（L）和直径（D）。筒体体积的计算公式： V=π*(D/2)^2*L 筒体重量的计算公式： W=ρ*V 其中，V表示筒体的体积，W表示筒体的重量，D表示筒体的直径，L 表示筒体的长度，ρ表示筒体材料的密度。 2.封头定义和计算：封头是指圆柱形容器两端的圆形部分，常用于容器的顶部和底部。根据形状的不同，封头可以分为多种类型，包括平底封头、半椭球形封头、短径圆角封头等。下面以半椭球形封头为例介绍计算方法。半椭球形封头体积的计算公式： V=(π*D^3)/24 半椭球形封头重量的计算公式：

W=ρ*V 其中，V表示封头的体积，W表示封头的重量，D表示封头的直径，ρ表示封头材料的密度。需要注意的是，封头的重量通常只计算两个封头的总重量，并不包括筒体的重量。 3.示例计算：假设有一个圆柱形容器，直径为2m，长度为5m，材料密度为7.85 g/cm³。我们可以按照上述公式进行计算：筒体的体积： V=π*(2/2)^2*5=15.71m³ 筒体的重量： W = 7.85 * 15.71 * 1000 = 123,118.5 kg 半椭球形封头的体积： V=(π*2^3)/24=8.38m³ 半椭球形封头的重量： W = 7.85 * 8.38 * 1000 = 65,641.3 kg 总重量：总重量=筒体重量+2*封头重量总重量 = 123,118.5 + 2 * 65,641.3 = 254,401.1 kg

夹套反应釜设计计算知识讲解

夹套反应釜设计计算

《化工机械设备基础》课程设计：夹套反应釜设计任务书课程：化工机械设备基础专业：化学工程与工艺学号： 2010115005 姓名：杨丽

目录一．设计内容 (3) 二．设计参数和指术性指标 (3) 三．设计要求 (4) 1．确定筒体和封头的几何尺寸 (4) 表1 几何尺寸 (4) 表2 强度计算 (5) 表3 稳定性校核 (6) 表4 水压试验校核 (7) 2．选择支座形式并进行计算 (8) 3．手孔、视镜选择 (9) 4．选择接管、管法兰、设备法兰： (9)

夹套反应釜设计任务书一：设计内容：设计一台夹套传热式配料罐。二：设计参数和指术性指标：简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa 设计压力，MPa 0.2 0.3 工作温度，℃ 设计温度，℃<100 <150 介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, m3 0.8 操作容积，m30.64传热面积，㎡>3 腐蚀情况微弱材料Q235-B 接管表符号公称尺寸DN 连接面形式用途 a 25 突面蒸汽入口 b 25 突面加料口 c 80 凸凹面视镜 d 70 突面温度计管口 e 25 突面压缩空气入口

f 40 突面放料口 g 25 突面冷凝水出口三：设计要求：夹套反应釜设计计算说明书一、确定筒体和封头的几何尺寸表1：几何尺寸步骤项目及代号参数及结果备注 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 全容积V，m3 操作容积V1，m3 传热面积F,㎡釜体形式封头形式长径比i=H1/D1 初算筒体内径，m 圆整筒体内径D1 ，mm 0.8 0.64 3 圆筒形椭圆形 1.020 0.9995 1000 由工艺条件给定计算，V1=Vη 由工艺条件给定常用结构常用结构按表4-2选取（注）按式4-1计算按附表D-1选取

锥形封头设计与计算

锥形封头设计与计算锥形封头广泛应用于许多化工设备(如蒸发器、喷雾干燥器、结晶器及沉降器等)的底盖，它的优点是便于收集与卸除这些设备中的固体物料。此外，有一些塔设备上、下部分的直径不等，也常用锥形壳体将直径不等的两段塔体连接起来，这时的圆锥形壳体称为变径段。锥形封头的结构如下图所示。对应于无折边和折边封头，有下面两种不同的设计计算方法。㈠无折边锥形封头或锥形筒体无折边锥形封头或锥形筒体适用于锥体半顶角α≤30°。 1. 锥体大端锥体大端与圆筒连接时，应按以下步骤确定连接处锥壳大端的厚度： a. 以p/([σ]tϕ)与半顶角α的值，查确定锥壳大端连接处的加强图：当其交点位于曲线之上方时，不必局部加强；当其交点位于曲线下方时，则需要局部加强。 b. 无需加强时，锥体大端壁厚按式(4-36)计算。（4-36） c. 需要增加厚度予以加强时，则应在锥壳与圆筒之间设置加强段，锥壳和圆筒加强段厚度须相同，加强段计算壁厚按式（4-37）计算。（4-37）式中Q-应力增值系数，与p/([σ]tϕ)与α值有关，由锥壳大端连接处的Q值图查出，中间值用内插法。加强区长度，锥壳加强段的长度L1不应小于；圆筒加强段的长度L不应小于。 2. 锥体小端锥体小端与圆筒连接时，小端锥壁厚设计：以p/([σ]tϕ)与半顶角α的值，查确定锥壳小端连接处的加强图，当其交点位于曲线之上方时，不必局部加强。计算壁厚δ的计算同大端。当其交点位于图中曲线下方时，则需要局部加强。其计算壁厚的公式为（4-38）式中D is-锥体小端内直径，mm；Q-应力增值系数，由确定锥壳小端连接处的Q值图查出。在任何情

通用式发酵罐的设计与计算

一、通用式发酵罐的尺寸及容积计算 1. 发酵罐的尺寸比例不同容积大小的发酵罐，几何尺寸比例在设计时已经规范化，具体设计时可根据发酵种类、厂房等条件做适当调整。通用式发酵罐的主要几何尺寸如下图。（1）高径比：H 0︰D ＝(1.7~4)︰1。（2）搅拌器直径：D i ＝3 1D 。（3）相邻两组搅拌器的间距：S ＝3D i 。（4）下搅拌器与罐底距离：C ＝（0.8~1.0）D i 。（5）挡板宽度：W ＝0.1 D i ，挡板与罐壁的距离：B ＝（ 81~51）W 。（6）封头高度：h ＝h a ＋h b ，式中，对于标准椭圆形封头，h a ＝4 1D 。当封头公称直径≤2 m 时，h b ＝25 mm ；当封头的公称直径＞2 m 时，h b ＝40 mm 。（7）液柱高度：H L ＝H 0η＋h a ＋h b ，式中，η为装料系数，一般情况下，装料高度取罐圆柱部分高度的0.7倍，极少泡沫的物料可达0.9倍，对于易产生泡沫的物料可取0.6倍。 2. 发酵罐容积的计算圆柱部分容积V 1： 0214H D V π = 式中符号所代表含义见上图所示，下同。椭圆形封头的容积V 2： )6 1(4642222D h D h D h D V b a b +=+=π π π 公称容积是指罐圆柱部分和底封头容积之和，其值为整数，一般不计入上封头的容积。其计算公式如下： )6 140221D h H D V V V b ++= +=（公π 罐的全容积V 0： )]6 1(2[4202210D h H D V V V b ++=+=π 如果填料高度为圆柱高度的η倍，那么液柱高度为： b a L h h H H ++=η0 装料容积V ： )6 1(40221D h H D V V V b ++= +=ηπη 装料系数η：

标准椭圆形封头参数【标准椭圆封头】

标准椭圆形封头参数【标准椭圆封头】标准椭圆封头EHADN 标准椭圆封头EHA DN*1.21+2倍直边+厚度+加工余量（1.211*(公称直径+壁厚)+2*直边高度）碟形封头代号DH 标准JB/T4729-94参数：R＝0.904Dg r＝0.173Dg H＝0.225Dg 下料尺寸：＝1.167Dg+2h 浅碟形封头下料公式：Dp＝1.12（Dg+S）+2h+20 h＝0.19Dg（曲面高度）球形封头展开尺寸：1.42Di（内直径）+2δn（名义厚度）+80 1) 椭圆封头下料公式：（冲压）D展=1.19（Di+2S）+2h +20 或D展=1.2Di+2h +20 （旋压）D展=1.15（Di+2S）+2h +20 R= 0.833 Di Di: 内径H: 拱高 r = 0.256 Di S : 壁厚 h = 0.25 Di h :直边高 2) 浅碟封头下料公式： Di1500-3300 D展= 1.12Di+2h +S Di3400-6500 D展= 1.15Di+2h +S R = Di r = 0.1Di H = 0.193Di 3) 平顶封头下料公式： D展= (Di –2R) +π (R + 1/2S) + 2h + 20 锥形封头（不计直边部分）看成是一个等腰梯形，延伸两个斜边得一个等腰三角形，运用勾股定理可以计算出斜边长度，既为展开料

的半径R，再加上直边高度H，封头展开园料半径最终为（R+H）。然后计算出封头中径（公称直径加壁厚）的周长C。再计算出展开园料的周长C1=2πR。最后用C/C1得出一个小于1的数值，用这个数值乘以360°，即为（扇形）封头展开料的夹角。以上的方法没有计算收口使用的边料重合部分的面积。这点一定要计算上去，可以按封头扇形的面积计算，上面的方法是可行的。不过实际上只需要用锥体放样就好了。标准椭圆封头下料尺寸表封头下料尺寸表曲面直边高度25落料尺寸内径Dg 高度壁厚3～8毫米壁厚10～16毫米直边高度40落料尺寸 Dg 高3 4 5 6 8 10 12 910 950 ***** 1310 1440 910 950 ***** 910 950 1020 1130 1310 920 992 ***** 920 992 ***** 1400 920 992 ***** 1400 920 992 ***** 1250 1280 1400 930 ***** 1310 1440

外压圆筒计算

《外压圆筒计算》原始数据及计算结果表～～～～～～～～～～～～～～设计单位:武汉纽威制药机械有限公司日期:2011.8 共2页第1页 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━序号名称单位符号数值━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 设计外压力(输入正值)....................................................... MPa P 0.1 * 2 圆筒内直径.............................................................................. mm Di 1400 * 3 设计温度................................................................................... ℃t 120 * 4 计算外压力见3.4.4说明(同设计外压力输入0).............. MPa Pc 0 * 5 名义厚度(自动计算输入0)............................................... mm δn 0 * 6 筒体厚度腐蚀裕量.................................................................. mm C 0 * 7 筒体长度(不计封头).............................................................. mm L1 1800 * 8 凸形封头曲面深度(标准椭圆形输入0)............................ mm hi 0 * 9 凸形封头直边高度(自动计算输入0)................................ mm H0 0 * 10 筒体上有无加强圈代号：1..无加强圈；2..有加强圈；选择1~2，A12，1(无加强圈) * 11 筒体厚度负偏差(自动查询输入0)..................................... mm C 0 * 12 筒体计算长度(图6-1的L 两端封头相同输入0).............. mm L 1297 * 13 请选择筒体查系数B 的曲线图代号1~~8 (代码).... CH 8(图6-10) * 14 筒体材料................................................................... *(钢板)00Cr17Ni14Mo2 GB 4237 15 设计温度下筒体材料的许用应力(60mm；120℃)................. MPa 117.64 16 设计温度下筒体材料的屈限(60mm；120℃)..................... MPa σ 139.6 17 筒体材料类型代号(1为钢板；2为钢管) ................................. LX1 . 1 18 确定的计算压力........................................................................ MPa Pc .1 19 采用的封头曲面深度 ................................................................ mm hi 350 20 采用的封头直边高度JB/T 4746-2002 ..................................... mm H0 25 21 无加强圈时筒体的计算长度(输入的) .................................... mm L 1297 22 自动计算的初始厚度 ................................................................ mm δo 3.5 23 重算时的筒体厚度.................................................................... mm δo 5 24 设计温度下筒体材料的许用应力(5mm；120℃)...................... MPa 117.64 25 设计温度下筒体材料的屈限(5mm；120℃).......................... MPa σ 139.6 26 查询负偏差按GB 709-88 ......................................................... mm FP .4 27 采用的筒体厚度负偏差............................................................. mm C .4 28 筒体厚度附加量C=C +C ................................................ mm C .4 29 筒体外径.................................................................................... mm Do 1410 30 筒体的有效厚度...................................................................... mm δe 4.6 31 GB 150-1998 P30图6-2纵轴值L/Do ..................................... MM .9198582 32 GB 150-1998 P30图6-2曲线值Do/δe ................................... NN 306.5217 33 依MM、NN查GB 150-1998 P30图6-2求得的系数A ........ . A 2.737663E-04 34 设计温度下筒体材料的弹性模量(按图6-3~6-10) ................... MPa E 187468.6 35 查GB 150-1998 曲线图6-10 计算的系数B .......................... MPa B 34.18927 36 许用外压力(Do/δe>=20)GB 150-1998 P29式6-1 ................... MPa P .1115395 37 自动计算的设计厚度含附加量............................................... mm δn2 4.875

锥形封头计算

立式搅拌容器校核计算单位筒体设计条件内筒设计压力p MPa0.82设计温度 t︒ C235内径D i mm1300名义厚度δn mm 16材料名称16Mn 许用应力[σ]178 [σ]t MPa140.9 压力试验温度下的屈服点σt s 305 钢材厚度负偏差C1mm 0 腐蚀裕量C2mm 3 厚度附加量C＝C1＋C2mm 3 焊接接头系数φ1 压力试验类型液压试验压力p T MPa 1.13 筒体长度 Lw mm191 内筒外压计算长度 L mm 封头设计条件筒体上封头筒体下封头夹套封头封头形式大端有折边锥形名义厚度δn mm 16 材料名称Q345R 设计温度下的许用应力[σ]t MPa 171.8 钢材厚度负偏差C1mm 0.3 腐蚀裕量C2mm 3 厚度附加量C＝C1＋C2mm 3.3 焊接接头系数φ0.85 主要计算结果内圆筒体内筒上封头内筒下封头校核结果校核合格校核合格质量m kg 99.18 250.82 搅拌轴计算轴径mm 备注

内筒体内压计算计算单位计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 P c 0.82 MPa 设计温度 t 235.00 ︒ C 内径 D i 1300.00 mm 材料 16Mn ( 锻材 ) 试验温度许用应力 [σ] 178.00 MPa 设计温度许用应力 [σ]t 140.90 MPa 试验温度下屈服点 σs 305.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.00 mm 腐蚀裕量 C 2 3.00 mm 焊接接头系数 φ 1.00 厚度及重量计算计算厚度 δ = P D P c i t c 2[]σφ- = 3.79 mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 13.00 mm 名义厚度 δn = 16.00 mm 重量 99.18 Kg 压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][] σσt = 1.1300 (或由用户输入) MPa 压力试验允许通过的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 274.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 57.06 MPa 校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφ δe t i e []()D += 2.79010 MPa 设计温度下计算应力 σt = P D c i e e () +δδ2= 41.41 MPa [σ]t φ 140.90 MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论合格

化工容器管件尺寸的设计计算

化工容器关键尺寸的计算 1.工艺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（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。 1.1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V 工艺。对于用于物料停留的中间储罐的容积，可按照下式计算： =V G τ⨯工艺 τ——物料在容器中的停留时间，s （原料罐及成品罐的周转时间一般为20天，中间储罐或缓冲罐为20min ）（1）球形容器的直径 i D η——充装系数，一般为0.85~0.95 （2）上下均采用平板封头的圆柱形容器假设长径比为β，经验数据采用2~4 i D i h （3）上下均采用标准形椭圆封头的圆柱形容器假设容器长径比h/D=β，则h=βD i （此h 已包括了封头的直边高度），封头的长轴和筒体直径相同，封头的短轴为长轴的一半。则整个容器的计算体积为：33=12C i V D ππβ+ i D

i h （4）上下均采用半球形封头的圆柱形容器假设容器长径比h/D=β，则h=βD i （此h 不包括封头的高度），封头的直径和筒体直径相同，封头的高度为筒体直径的一半。则整个容器的计算体积为：323=12C i V D ππβ+ i D i h 1.2接管大小的计算及位置的确定（1）如果是有法兰连接的，一般需要100-150mm 以上的接管长度，以便与法兰上的螺栓安装连接；（2）如果是螺纹连接，则其长度可以稍短；（3）一般管内为液体的适宜流速应小于3m/s ，气体的适宜流速应小于100m/s 。（4）安装位置的确定应根据物料进出的方便、设备安装的方便、物料最后排空的方便等诸多因素确定。如物料的进料管一般在容器的上方，出料管一般在容器的下方，最后的排空管应在容器的最底部。 1.3人孔大小及位置的确定人孔应根据具体设备的需要设定，尽量选用标准件，应在服从设备强度要求的前提下，方便安装和人员进出。 2有关强度尺寸的计算 2.1内压容器容器在各种因素如容器中物料产生的静压、物料表面的气压（指存储液体的容器）、物料气体的压力、温差引起的应力等混合作用下，在不同的方向，产生不同的应力，对于内压薄壁容器的回转壳体一般产生3个主要应力，通常第一主应力为周向应力（σθ），第二主应力为径向应力σϕ，第三个主应力是周向应力σZ ，由于σZ 与σθ和σϕ相比可忽略不计，按σZ ≈0计。

化工设备的计算

般化工和设备的设计及其计算编辑：

00四年＋月＋八日

1、 ------------------------- 目录 2、筒体和封头设计的参数选择 ---------------------------------------------------- 3 （一） ---------------------------------- 、设计压力 P 3 （二） ---------------------------------- 、设计温度T 3 （三） ----------------------------------------- 、许用应力［（7 ］和安全系数n ----------------------- 4 （四） -------------------------------------- 、焊接接头系数V 6 （五） ------------------------------------- 、壁厚附加量C 7 （六） -------------------------------------- 、直径系列与钢板厚度 7 （七） ---------------------------------- 、最小壁厚 8 3、筒体与封头的设计及计算 --------------------- 9 （一） ----------------------------------------- 、受内压薄壁园筒的计算公式 -------------------------------------- 9 （二） -------------------------------------------- 、半球形封头的计算公式（凹面受压） -------------------------------- 11 （三） ------------------- 、椭圆形封头的壁厚计算 11 （四） --------------------- 、锥形封头的壁厚计算 13 （五） --------------------- 、平板封头的壁厚计算 13 4、化工计算公式及举例 ---------------------- 16 （一） ---------------------------------- 、热位移和热 16 （二） --------------------------------------- 、热应力产生的轴向推力 16 （三） ----------------------- 、流体管径的计算 17 （四） ----------------------- 、流体管子壁厚计算 18 （五） -------------------------------------- 、泵的功率和效率计算 19 5、 -------------------------- 传热学的有关公式及举例 ----------------------------------- 21 （一）录 ---- 2 ------- 50 --- 54 64