化工机械课程设计
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：
专业班级：
学生姓名：
指导教师：
成绩：
2014年6月30 日
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 (3)
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........................................................................................................................ 错误！未定义书签。
6.接管................................................................................................................................ 错误！未定义书签。
（1）进料管................................................................................................................. 错误！未定义书签。
（2）出料管................................................................................................................. 错误！未定义书签。
（3）排污管................................................................................................................. 错误！未定义书签。
（4）放空管接管......................................................................................................... 错误！未定义书签。
7.安全阀的选择................................................................................................................ 错误！未定义书签。
8.设备总装制图见附图.................................................................................................... 错误！未定义书签。
一、设计要求
设计一卧式储罐，材质为Q245R ，罐体长度（不包括封头）L ＝1420mm ，要求安装安全阀或防暴膜。具体参数：P w ＝0.6MP a D i ＝700 mm
二、容器设计
⒈罐体壁厚的设计
（1）罐体壁厚的设计
壁厚δ计算：
2[]C i t C
P D P δσφ=- 取Pc=1.1Pw=1.1×0.6=0.66MP a ,设计温度为20℃，D i ＝700 mm ，148]σ[=t MP a ，
245σ=s MP a ，φ＝1.0（双面焊对接接头，100％无损检测）
。 取C 2＝2mm ，
所以：
mm 56.1－0.66
1.0×148×2700×66.0δ==
δd =δ+C 2=1.56+2=3.56mm
取C 1＝0.3 mm ，则
δn=δd +C 1=3.86mm ，圆整后得4 mm
确定选用δn=4mm 厚的Q245R 钢板制作罐体。
（2）校核罐体水压试验强度
s e
e i T T D P φσδδσ9.02)(≤+= （式中P T ＝1.25P ＝1.25×0.66＝0.825MP a ，δe ＝δn －C ＝4－2.3＝1.7 mm ，σs ＝245MP a )
则σt=0.825×(700+1.7)/(2×1.7)=170.27MP a
而MPa s 220.52450.19.09.0=??=φσMP a
因为 s T φσσ9.0≤
所以水压试验强度足够。
⒉封头厚度设计
采用标准椭圆形封头:
封头厚度δ计算：
C
t i C P D P 5.0][2-=φσδ δ=0.66×700/(2×148×1.0-0.5×0.66)=1.56 mm
C ＝C 1＋C 2＝0.3+2＝2.3 mm
δn=δ+C ＝1.56+2.3＝3.86mm
圆整厚取δn =4mm
选用δn =4mm 厚的Q245R 钢板制作封头
所以筒体和封头厚度均取4mm
⒊鞍座
（1）鞍座负荷粗略计算：
储罐总质量m ＝m 1＋m 2＋m 3＋m 4
（式中m 1——罐体质量，m 2——封头质量，m 3——物料质量，m 4——附件质量）
（2）罐体质量
Q245R 钢的密度为78503
/m kg m 1=3.14DL δn ρ=3.14×0.7×1.42×0.006×7850=147.01kg
（3）封头质量
DN ＝700mm ，δn ＝4mm ，曲面高度175mm ，直边高度25 mm 的标准椭圆形封头，
其质量='2
m 18.5kg （查 《钢制压力容器设计》7页，JB1154－73，D i ＝700mm ） 则：37kg 18.5×22'22===m m
（4）物料质量
m 3＝?V ρ
其中装填系数取0.52，V 封＝0.0545 m 3 (查 《钢制压力容器设计》7页，JB1154－
《化工设备机械基础》习题解答
第一章化工设备材料及其选择二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 Ａ组 B组：
第二章容器设计的基本知识一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围
第三章 内压薄壁容器的应力分析 四、计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力 σσ θ 和m 。 MP S PD m 6384100824=??==σ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 634== σ θ 2. 圆锥壳上之A 点和B 点，已知：p=，D=1010mm ，S=10mm ，a=30o 。 α cos 2,:21D A R R = ∞=点
MP S PD m 58.14866 .01041010 5.0cos 4=???== ασ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 16.29866 .01021010 5.0cos 2=???== ασ θ 0,:21=∞=R R B 点 0==σ σθ m 3. 椭球壳上之A ，B ，C 点，已知：p=1Mpa ，a=1010mm ，b=505mm ，S=20mm 。B 点处坐标x=600mm 。 25051010==b a 标准椭圆形封头 b b b y x A a R a R 2 2 21,:),0== ==点（ MP S Pa m 5.5020 10101=?== =θσσ MPa sb P B b a x a m 3.43)(2 2 2 2 4 =--= σ点： MPa b a x a a sb P b a x a 7.27)(2)(2 222442 22 4 =?? ????-----= θσ :)0,(==y a x C 点 MPa S Pa m 25.25202101012=??== σ MPa S Pa 5.5020 10101-=?-=-=σ θ 五、 工程应用题 1. 某厂生产的锅炉汽包，其工作压力为，汽包圆筒的平均直径为816 mm ，壁厚为16 mm ，试求汽包圆筒壁被的薄膜应力σσθ 和m 。 【解】 P= D=816mm S=16mm
化工机械课程设计说明书
前言 化工反应釜的设计是《化工设备机械基础》的主要设计之一，通过化工反应釜的设计来掌握《化工设备机械基础》的基本理论和选用机械标准件的基本知识。同时在教师的指导下，通过课程设计，培养学生独立运用所学到的基本理论并结合生产实际综合的分析和解决生产实际问题，最终达到具有典型化工压力容器的设计能力。 为了能达到熟练掌握化工容器的设计能力，在化工容器设计中要着重培养以下能力： ⑴能够熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定的能力。 ⑵能够在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施的能力。 ⑶能够准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型的能力。 ⑷能够用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果的能力。 化工反应釜的课程设计是《化工设备机械基础》课程中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性的重要途径。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己选择方案、自己做出决策，不但要自己查取数据、进行过程和设备的设计计算，同时也要求对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 化工容器设计是一项很繁琐的设计工作，在设计中除了要考虑各种设计要求因素外，还要考虑诸多的政策、法规和经济环保等因素，因此在课程设计中除了注重多学科、多专业的综合因素的相互协调，更要有耐心，并保持严谨的科学态度，最终做出完美的科技作品。
化工设备机械基础试卷及答案
化工设备机械基础期末考试A卷（） 工艺1215 成绩 一、选择题（2＊10） 1.填料塔里由于容易产生壁流现象，所以需要（）将液体重新分 布。 A、喷淋装置 B、液体再分布器 C、栅板 D、支撑装置 2.根据塔设备内件的不同可将其分为板式塔和填料塔，下列零部件板 式塔和填料塔都有的是（） A、泡罩 B、裙座 C、栅板 D、液体分布器 3.工业生产上最早出现的典型板式塔，其结构复杂，造价较高，安装 维修麻烦，气相压力降较大而逐渐被其他新的塔形取代的是（）。 A 泡罩塔 B 浮阀塔 C 筛板塔 D 填料塔 4.填料塔中传质与传热的主要场所是（） A 、填料 B 、喷淋装置 C、栅板 D、人孔 5.轴与轴上零件的主要连接方式是（） A、法兰连接 B、承插连接 C、焊接 D、键连接 6.利用阀前后介质的压力差而自动启闭，控制介质单向流动的阀门是 （） A、蝶阀 B、节流阀 C、止回阀 D、旋塞阀 7.将管子连接成管路的零件我们称为管件，下列管件可用于封闭管道 的是（）。 A、等径四通 B、等径三通 C、堵头 D、弯头 8.在常用阀门中，用于防止超压保护设备的阀门是（） A.节流阀 B.截止阀 C.安全阀 D.旋塞阀 9.管式加热炉中（）是进行热交换的主要场所，其热负荷约占全 炉的70%-80%的，也是全炉最重要的部位。 A.、辐射室 B.、对流室 C.、余热回收系统 D.、通风系统 10.（）是一种将液体或固体悬浮物，从一处输送到另一处或从低 压腔体输送到高压腔体的机器。 A、泵 B、压缩机 C、离心机 D、风机 二、填空题（1＊40 ） 1、列管式换热器不存在温差应力的有、、 和。 2、常见填料的种类有、、、
化工机械的设备管理基础知识
化工机械的设备管理基础知识 一、化工生产装置的特点 化工生产是典型的过程工业，所生产的产品为流程性材料产品。所谓流程性材料是指以流体（气、液、粉、粒体等）形态为主的材料。 化工生产装置是组成过程工业的工作母机群。它通常是由一系列的机器和设备按一定的流程方式用管道，阀门等连接起来的一个独立的密闭系统，再配以必要的控制仪表和设备，即能平稳连续地把以流体为主的各种流程材料，在装置内部经历必要的物理化学过程，制造出人们需要的新的流程性材料产品。 二、化工机械设备的分类 化工机械设备总体可分为两大类，即静设备和动设备。 1、静设备 （1）塔设备：包括蒸馏塔（精溜塔）、干燥塔、洗涤塔、冷却塔、造粒塔。 （2）反应设备：包括反应器、反应釜、焚烧炉等。 （3）贮存设备:包括金属和非金属贮罐各种容器等。 （4）换热设备：包括列管式换热器、碟片式换热器、石墨冷凝器、U型管式换热器等。 （5）炉类设备：包括蒸汽锅炉、热载体炉（导热油炉）等。 2、动设备 （1）化工机械类：包括离心机、真空过滤机、板框压滤机（箱式压滤机）、切片机、混拼机、震筛机、螺旋输送机等。 （2）通用机械类： ①泵类：包括离心泵、旋涡泵、齿轮泵、水环式真空泵、水喷射式真空 泵、水环罗茨式真空机组、比例泵、螺杆泵等。 ②压缩机类：包括活塞式压缩机、螺杆式压缩机等。 ③风机类：包括离心式鼓风机、离心式引风机、轴流式引风机、罗茨鼓风 机等。 ④制冷机类:包括活塞式冷冻机组、螺杆式冷冻机组等。 3、其它机械类：包括起重和运输机械、加工维修机械（如电焊机、钻床、
无齿锯等）。 三、设备管理的基础资料 设备管理的基础资料对设备综合管理工作非常重要。其主要内容是收集资料积累数据，亦称为数据管理。 1设备卡片 设备卡片是用于记录设备使用状况的文件。 2设备台帐 设备台帐是用于记录设备信息的文件，其内容包括设备投入使用时间、固定资产编号、规格型号、安装部位等。 3 设备档案 设备技术档案包括的内容主要有以下几个方面：设备生产厂提供的使用说明书和图纸，设备的详细信息如规格型号、生产厂家、技术数据等。 设备技术档案是设备从进厂到报废为止，各种事件记录和有关维修的记载，应该齐全、准确，反应出该设备的真实情况，并用于指导实际工作。 4设备润滑记录 设备润滑记录是设备使用部门日常所使用设备的润滑情况记载。应根据设备的技术要求正确添加润滑剂，并准确记录，以便指导日常的维护保养。 5设备大修理计划 设备要定期进行大修，其目的是延长设备的使用时间、提高设备的运转率、消灭安全隐患、保障生产的正常进行。 6压力容器档案 压力容器是作为特种设备进行管理的。生产厂出厂时应提供有当地压力容器检验部门出具的检验证明原件以及相关图纸文件，使用单位到当地管理部门登记备案，按照相关规定按时进行检验。避免生产中出现安全事故。 7特种设备档案 特种设备一般指起重机械，要有完整的档案，并报当地特种设备管理部门备案并发放使用许可证后方可投入使用，并按要求进行定期检验。使用过程中发生损坏由有资质的维修单位进行维修。使用人员应有允许操作的证书，不可无证操作。
化工机械基础课程设计
内蒙古科技大学化工设备机械基础课程设计说明书 题目：带液氨储罐 学生姓名：张辉 专业：化学工程与工艺 班级：化工-2班 指导教师：兰大为
设计任务书 一、课题： 液氨贮罐的机械设计 设计内容：根据给定工艺参数设计一台液氨储罐 二、已知工艺参数： 最高使用温度：T=50℃ 公称直径：DN=2600mm 筒体长度（不含封头）：L0=3900mm 三、具体内容包括： 1.筒体材料的选择 2.罐的结构尺寸 3.罐的制造施工 4.零部件型号及位置、接口 5.相关校核计算 6.绘制装备图（A2图纸） 设计人：张辉 学号： 前言 化工专业课程设计室掌握化工原理和化工设备机械基础相关内容后进 行的一门课程设计，也是培养学生具备基本化工设计技能的实践性教学环节。此课程设计所进行的是化工单元设备或主要辅助设备的工艺设计及选型，其性质属于技术设计范畴。 课程设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。 本设计是设计-卧式液氨储罐。液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储 存容器。为了解决容器设计中的各类问题，本设计针对这方面相关问题做了阐述。综合考虑环境条件，液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计，
设备结构设计，设备强度计算，分别对储罐的筒体，封头，鞍座，人孔，接管进行设计，然后用强度校核标准，最终形成合理的设计方案。 通过本次课程设计得到了化工设计基本技能的训练，为毕业设计及今后从事化工技术工作奠定了基础。此次设计主要原理来自<<化工过程设备机械基础>>一书及其他参考资料。 目录
化工机械设备课程设计精馏塔
目录 第1章绪论 (3) 1.1 课程设计的目的 (3) 1.2 课程设计的要求 (3) 1.3 课程设计的内容 (3) 1.4 课程设计的步骤 (3) 第2章塔体的机械计算 (5) 2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 2.1.1 塔体厚度的计算 (5) 2.1.2 封头厚度计算 (5) 2.2 塔设备质量载荷计算 (5) 2.2.1 筒体圆筒,封头,裙座质量 (5) 2.2.2 塔内构件质量 (6) 2.2.3 保温层质量 (6) 2.2.4 平台,扶梯质量 (6) 2.2.5 操作时物料质量 (6) 2.2.6 附件质量 (7) 2.2.7 充水质量 (7) 2.2.8 各种质量载荷汇总 (7) 2.3 风载荷与风弯矩计算 (8) 2.3.1自振周期计算 (8) 2.3.2 风载荷计算 (8) 2.3.3 各段风载荷计算结果汇总 (8) 2.3.4风弯矩的计算 (8) 2.4 地震弯矩计算 (9) 2.5 偏心弯矩的计算 (10) 2.6 各种载荷引起的轴向应力 (10) 2.6.1计算压力引起的轴向应力 (10) 2.6.2 操作质量引起的轴向压应力δ2 (10) 2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力δ3 (10) 2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (10)
2.7.1 塔体的最大组合轴向拉应力校核 (10) 2.7.2 塔体与裙座的稳定校核 (11) 2.7.3 各危险截面强度与稳定性校核 (11) 2.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (14) 2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (14) 2.8.2 水压试验时应力校核 (14) 2.9 基础环设计 (15) 2.9.1 基础环尺寸 (15) 2.9.2 基础环的应力校核 (15) 2.9.3 基础环的厚度 (15) 2.10 地脚螺栓计算 (16) 2.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 (16) 2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径 (16) 第3章塔结构设计 (18) 3.1 塔体 (18) 3.2 板式塔及塔盘 (18) 3.3 塔设备附件 (18) 3.3.1 接管 (18) 3.3.2 除沫装置 (18) 3.3.3 吊柱 (18) 3.3.4 裙式支座 (19) 3.3.4 保温层 (19) 参考文献 (20) 课设结果与自我总结 (21) 附录A 主要符号说明 (22) 附录B塔设备的装配图 (24)
化工机械与设备课程设计
化工机械与设备课 程设计 1
化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号 1140 417 指导老师杨泽慧 日期 6月10日 成绩
化学工程学院 - （2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张
三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。 4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其它数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。
《化工设备机械基础》习题解答
《化工设备机械基础》习题解答 第三章 内压薄壁容器的应力分析 一、名词解释 A 组： ⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。 ⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。 ⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。 ⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。 ⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。 ⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。 ⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。 ⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。 ⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。 二、判断题（对者画√，错着画╳） A 组： 1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？ （1） 横截面为正六角形的柱壳。（×） （2） 横截面为圆的轴对称柱壳。（√） （3） 横截面为椭圆的柱壳。 （×） （4） 横截面为圆的椭球壳。 （√） （5） 横截面为半圆的柱壳。 （×） （6） 横截面为圆的锥形壳。 （√） 2. 在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。（×） 3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m 。 （√） 4. 因为内压薄壁圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。（×） 5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（√） B 组： 1. 卧式圆筒形容器，其内介质压力，只充满液体，因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。（√） 2. 由于圆锥形容器锥顶部分应力最小，所以开空宜在锥顶部分。（√） 3. 凡薄壁壳体，只要其几何形状和所受载荷对称于旋转轴，则壳体上任何一点用薄膜理论应力公式求解的应力都是真实的。（×） 4. 椭球壳的长，短轴之比a/b 越小，其形状越接近球壳，其应力分布也就越趋于均匀。（√） 5. 因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以不论在任何情况下，都必须首先考虑采用半球形封头。（×） 三、指出和计算下列回转壳体上诸点的第一和第二曲率半径 A 组：
化工机械设备基础 期末试题
（2008 至2009 学年第1学期） 化工设备机械基础B 评分标准 命题教师：周敏 适用班级：材料061、062、063、064，高分061 考试(闭卷) 一、判断题：(每题1分，共计10分，正确的填“T”，错误的填“F”) 二、选择题：(每题1.5分，共计15分) 三、填空题(每空0.5分，共计20分) 1、低碳，钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母，屈服点的数值，钢材质量等级 2、1.68~1.76，1.68~1.76， 2.1~2.2 3、 δ2pD ，δ 4pD ，压，无 4、熔焊金属，焊缝结构， 施焊质量，焊接接头的型式， 无损检测的长度比率 5、板式塔， 填料塔， 整块式， 分块式 6、钢制压力容器，核心，正文，标准的附录，标准释义 7、联接件，被联接件，密封元件，垫片渗漏，压紧面泄漏 8、2，2 9、浆式， 推进式， 框式， 锚式， 螺带式 10、鞍座， 圈座， 支腿 四、问答题：(共计25分) 1、写出无力矩理论的两个方程，并说明式中字母的含义及两个方程的应用条件。（7分） 答题要点 （1）薄膜应力的两个方程…………………………3分 微体平衡方程式 δ σσθ p R R m = + 2 1
区域平衡方程式δ σ22 pR m = σ—经向应力，MPa θσ—环向应力，MPa R —壳体中曲面在所求应力点的第一曲率半径，mm; R —壳体中曲面在所求应力点的第二曲率半径，mm; δ—厚度，mm; P —气体压力，MPa （2）应用条件…………………………………………………………4分 1) 回转壳体曲面在几何上是轴对称,壳体厚度无突变；曲率半径是连续变化的， 材料是各向同性的，且物理性能（主要是E 和μ）应当是相同的； 2) 载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的； 3) 壳体边界的固定形式应该是自由支承的； 4) 壳体的边界力应当在壳体曲面的切平面内，要求在边界上无横剪力和弯矩。 5) δ/D i ≤0.1 2、法兰的公称压力是如何定义的？一台设备法兰的操作温度为2700C ，工作压力为 0.8MPa ，当材料为Q235-B 和15MnVR 时应分别按何种公称压力级别确定法兰几何尺寸。（5分） 答：以16MnR 在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。（1分） Q235-B 应按公称压力1.6MPa 级别确定法兰的几何尺寸。（2分） 15MnVR 应按公称压力1.0MPa 级别确定法兰的几何尺寸。（2分） 3、一台受内压的塔设备，最大组合轴向压应力和最大组合轴向拉应力各出现在什么工 况下？给出简单计算公式。（5分） 答：最大组合轴向压应力出现在停车情况； 公式：σ =- σ +- σ （2分） 最大组合轴向拉应力出现在正常操作情况； 公式：σ =σ-- σ +- σ （2分） 式中：σ—计算压力在塔体中引起的轴向应力； - σ—操作或非操作时重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力； - σ —弯矩在塔体中引起的轴向应力。（1分）
(完整word版)化工机械与设备课程设计
化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号11402010417 指导老师杨泽慧 日期2014年6月10日 成绩
化学工程学院2013-2014（2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张 三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。
4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其他数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。 5.根据设计说明书、图纸、平时表现综合评分。 六、说明书的内容 任务书 1.符号说明 2.前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3.材料选择 （1）选择材料的原则； （2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）换热器装配图； （2）确定支座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示； （3）标注形位尺寸；
化工设备机械基础习题(含答案)
1. 图示结构，AB 杆为5号槽钢，许用应力 [] MPa 1601 =σ，BC 杆为2=b h 的矩形截面长杆， 截面尺寸mm h 100=，许用应力[]MPa 82=σ 已知：承受的载荷KN P 128=。 （1）校核结构的强度。 （2）若要求两杆的应力都达到各自的许用应力， 两杆的截面尺寸应取多大？
2. 圆孔拉刀的柄用销板和拉床拉头联接，最大拉销力P=136KN，尺寸：d=50㎜，t=12㎜，a=20㎜，b=60㎜。销板的许用剪应力[τ]=120Mpa，许用挤压应力[σjy]=260Mpa， 试校核销板的强度。
3. 图示一起重机及行车梁，梁由两根工字钢组成，起重机自重KN G 50=，起重量KN P 10=，若 []M P a 160=σ，[]MPa 100=τ，试选定工字钢的型号。 4.已知等截面轴输入与输出的功率如图所示，转速rmp n 15=。[],40MPa =τ[]GPa G m 80,3.0== φ， 试设计轴的直径。
1.解：（1）求两杆的轴力 030 60=+ Cos S Cos S BC AB 代入数值得 KN S AB 85.110= 03060=--P Sin S Sin S BC BC KN S BC 64-=（与假设方向相反） （2）校核强度 AB 杆：[]1 2 3 16010 93.61085.110σ σ ==??= = MPa A S AB AB AB AB 杆即可选用5号槽钢 BC 杆：[]2 3 8.1250 10010 64σ σ>=??= = MPa A S BC BC BC 强度不够 重新选截面： [] 2 3 2 280008 10 64mm S A BC =?=≥ σ 8000 2=?b b mm b 25.63= mm h 5.126= 尺寸为2 7.124.6cm h b ?=? 2.解：（1）剪切强度 M P a bt P A Q 4.9412 602101362 3 =???===τ＜[]τ （2）挤压强度
化工机械设备对化工企业生产的重要性
石油化工 一、化工机械设备状态诊断与分析的作用 设备诊断基本技术主要包括检测 技术、信号处理技术、识别技术、预测技术等。设备诊断不仅是对故障的识别和鉴定，也是对设备定量测定的各种 信息，数据的科学分析和预测，必须与设备寿命周期联系起来，否则就很难做出确切的诊断。根据设备综合管理的理论，要把诊断技术用于设备一生，并把过去收集的数据储存起来，以利于搞好设备一生各个环节的管理工作。根据运行设备的独有特征信号，进行故障内容的确定，并确定故障部位、形成程度和未来的发展趋势，进行深入的状态分析后作出决策。 通过化工机械设备状态诊断与分析，能够评定化工设备的动态性能和前期的设备維修质量，对化工机械设备先前发生的设备故障进行及时、准确的 状态检测，然后确定发生的原因，在分析的基础上，快速决定进一步维修的措施。设备的在线监测为了开展设备状态监测和故障诊断工作，要积极开发设备在线监测软件和新的状态监测项目，以适应现代化大生产管理的需要。 二、化工设备的管理 １．化工企业生产特点（１）设备种类繁多，规格复杂。化工生产工艺复杂多样，生产条件苛刻，化工生产大部分是在高温、高压及密封系统中进行。必须由各种各样的设备来适应。（２）石油化工装置的介质复杂。石油化工生产接触到的介质具有易燃、易爆、有毒有害、腐蚀性强等特点。（３）石油化工行业属技术密集型生产企业。需要多学科合作，集中多种专业技术人员；生产工艺复杂，技术含量高；工业更多的利用催化、高温、高压等技术。（４）化工企业投资巨大。化工企业的设备和基础设施的投入巨大。 ２．石油化工设备运行可靠性的重要性化工企业复杂而又苛刻的生产工艺条件对设备有很高的要求，设备是一个企业生产运行的基础，设备运行的可靠性直接影响化学反应过程的连续稳性及设备运行的稳定性。如果由于设备的缺陷造成直接或者间接的事故会给企业带来 巨大的经济损失，另外由于设备缺陷造 成装置停工，也会影响企业正常生产， 带来的经济损失也是巨大的。所以，从 整个设备管理过程来看，设备选型可靠 性和维修可靠性在设备整个寿命周期中 是相当重要的。可靠性的提高可以大大 减少这两部分带来的费用投入。 三、化工设备的维修与保养 研究设备维修的可行性：由于化 工生产的生产工序的连续性，以及介质 的高温、高压、毒性，因此在设备检修 前，应组织有关部门进行设备维修的综 合评价，综合评价设备的维修价值有多 大，同时考虑在维修过程可能出现的不 安全因素，拿出安全可行的施工方案。 由于化工企业设备内检修的复杂性及不 安全性，需要检修单位做好检修的准备 工作。首先要弄清楚设备内介质的化 学、物理特性，从而确定可行的置换方 案，通过置换达到检修的基本条件，这 是保证作业人员人身安全最基本的条 件。要把进出设备的物料管道、阀门关 闭，并按照要求安装盲板，从而达到把 检修设备与其他设备彻底断开的目的。 明确设备内检修人员的职责：检修 人员进入设备内检修人员在检修前必须 经过安全教育，使检修人员明确在检修 过程 可能出现的危险因素及应对方法。 进入设备内检修人员必须身体健康且无 高血压、心脏病等疾病；进入设备前必须 穿戴好必要的防护用品。在工作过程中 身体感觉不适要及时通知监护人员且要 及时离开现场，负责检修的有关部门要 进一步分析研究出现此状况的原因，重 新制定安全可靠的施工方案，确保职工 的人身安全。 设备内作业随着工艺的改进及设备 新材料的应用会有所变化，这就需要生 产的管理人员要有与时俱进的精神，在 生产过程中不断的总结经验来指导生 产，为保证职工的人身健康及为企业正 常的生产秩序做好服务。 四、石油化工企业维修策略研究 １．实施以利用率为中心的维修是把 设备利用率放到第一位来制定维修策略 的维修方式。（１）定期维修。通常也 称计划维修，是按照一定周期进行维修 的传统体制。这种维修体制的优点是可 以有计划地利用生产 空隙离线操作，人 力、备件均有充分的准备。对于故障特 征随时间变化的设备，这种维修方式仍 不失为一种可利用的方式。但对于复杂 成套、故障无时间规律的设备，这种维 修方式就不适合。（２）视情维修。通 常也称状态维修，是根据状态检测出的 故障模式决定维修策略。（３）事后维 修。是无需任何计划的维修。但必须在 人力、备件、工具上有一定的准备和保 障。成本较低，可以当作最后考虑的一 种维修策略。 ２．采用先进的维修技术，提高企业 设备维修的现代化水平 随着改革开放 的不断深化，国内外先进的维修技术， 诸如氩弧焊、等离子焊、电刷镀、热喷 涂、镶嵌、粘接等修复技术已在石油化 工企业得到应用；各种先进的机械化、自 动化维修机具，诸如各种液压吊装、高 压清洗，机械抽芯等维修施工机具广泛 得到应用，既提高了效率又减轻了劳动 强度，保证了维修施工质量。另外，Ｘ 射线、γ射线、超声波、磁粉、涡流、 表面着色渗透等探伤及金属光谱鉴别和 现场快速分析等手段也在设备维修施工 中广泛应用。 五、结束语 化工机械设备在生产中，有着举足 轻重的地位。深入了解、掌握化工机械 的基本知识，良好的运用这些知识保证 正常的生产。提高化工企业机械设备维 修及管理的现代化水平。 参考文献： [1] 王波.化工机械设备管理及维修保养技术[J].科 学与技术，2018.12. [2]刘致壮.浅谈化工生产技术管理与化工安全生 产的关系[J].化工管理，2017（09）. 化工机械设备对化工企业生产的重要性 张 吉 中国石油吉林吉化建修有限公司 【摘 要】化工企业是国家的支柱产业，在国民经济的发展过程中起着至关重要的作 用，其生产特点和应用设备特性，决定了设备可靠性及重要性。本文首先阐述了石油化工企业生产的特点，分析了设备安全运行的重要性，然后对石油化工企业设备运行可靠性管理进行了探讨，以供同行商榷。 【关键词】化工生产；设备安全；工业安全；设备保养 23
化工机械课程设计4
课程设计说明书 设计题目：卧式贮罐的设计 学院、系：化工学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2014年 7月 1日
目录 一、设计题目 (3) 二、设计要求 (3) 三、设计参数 (3) 1、设计参数 (3) 2、设计要求 (3) 四、液氨储罐的工艺设计计算 (3) ⒈罐体壁厚的设计 (3) ⒉封头厚度设计 (4) ⒊鞍座 (4) ⒋手孔选择 (6) 5.手孔补强 (7) 6.接管 (8) 6.1进出料接管的选择 (8) 6.4安全阀的选择 (9) 6.5排污管的选择 (9) 五、参考资料 (9) 附、设计结果一览表1 (9) 设计结果一览表2 (10)
设计说明书 一、设计题目 卧式贮罐的设计 二、设计要求 设计一卧式容器，准备盛装 3210kg /m3ρ
化工设备机械基础课程设计-《化工设备机械基础课程设计》
化工设备机械基础课程设计-《化工设备机械基 础课程设计》 1.1课程设计的目的 (1) 综合运用《化工设备机械基础》及其有关课程的理论知识，巩固和强化有关机械课程的差不多理论和差不多知识。 (2)培养学生对化工工程设计的技能以及独立分析咨询题、解决咨询题的能力。树立明确的设计思想，把握化工单元设备设计的差不多方法初步骤，为今后制造性地设计化工设备及机械打下一定的基础。 (3)培养学生熟悉、查咨询并综合运用各种有关的设计手册、规范、标难、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计讲明书等差不多技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设汁能力的差不多训练。 1.2课程设计的要求 (1)树立正确的设计思想。在设计中要本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、有用性、安全可靠性和先进性，严肃认真地进行设计，高质量地完成设计任务。 (2)具有主动主动的学习态度和进取精神。在课程设计中遇到咨询题不敷衍，通过查阅资 料和复习有关教科书，主动摸索，提出个人见解，主动解决咨询题，注重能力培养。 (3)学会正确使用标准和规范，使没汁有法可依、有章可循。 (4)学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓要紧矛盾。 1.3 课程设计的内容 按照教学大纲要求，完成一种典型设备的机械设计，工作量应包括：设备总装图1张，设计运算书1份。 课程设计的步骤
1.4.1预备时期 (1)设计前应预先预备好设计资料、手册、图册、运算和绘图工具、图纸及报告纸等； (2)认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计 内容 1.4.2 机械设计时期 化工设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。按照设备的工艺条件(包括工作压力、温度、介质特性、结构形式和尺寸、管口方位、标高等)，围绕着设备内、外附件的选型进行机械结构设计、围绕着确定厚度大小进行强度、刚度和稳固性的设计和校核运算。这一步往往通过“边算、边选、边画、边改”的做法来进行。一样步骤如下。 (1)全面考虑按压力大小、温度高低和腐蚀性大小等因素来选材。通常先按压力因素来选材；当温度高于200℃或低于一40℃时，温度确实是选材的要紧因素；在腐蚀强烈或对反应物及物料污染有特定要求的，腐蚀因素又成了选材的依据。在综合考虑以上几方面同时，还要考虑材料的加工性能、焊接性能及材料的来源和经济性。 (2)选用零部件。设备内部附件结构类型，如塔板、搅拌器型式，常由工艺设计而定；外部附件结构形式，如法兰、支座、加大圈、开孔附件等，在满足工艺要求条件下，由受力条件、制造、安装等因素决定。 (3)运算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等，常用列表法、分项统计的方法来进行。 (4)强度、刚度、稳固性设计相校核运算。按照结构形式、受力条件和材料的力学性能、耐腐蚀性能等进行强度、刚度和稳固性运算，最后确定出合理的结构尺寸。因大多数工况下强度是要紧矛盾，因此有的设备设计常不作后两项运算。 (5)绘制设备总装图。对初学者，常采纳“边算、边选、边画、边改”的作法，初步计
化工机械基础化工设备课程设计液氨储罐机械设计详解
目录 第一章、绪论-----------------------------------------------------2 1.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------5 2.设计任务----------------------------------------------------- 3.设计思路----------------------------------------------------- 4. 2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------5 3.设计温度和设计压力的确定--------------------------------------- 第二章、材料及结构的选择与论证-----------------------------------6 1.材料选择与论证-------------------------------------------------6 2.结构选择与论证-------------------------------------------------7 第三章工艺尺寸的确定-------------------------------------------8 第四章设计计算-------------------------------------------------9 1.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------9 2.计算封头的壁厚------------------------------------------------10 3.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------10 4.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------11 5.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------13 6.选择液位计----------------------------------------------------14 7.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15 参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………
化工设备课程设计计算书(板式塔)
《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名：学号： 所在学院： 专业： 设计题目： 指导教师： 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2)
二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。
设计题目： 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。 例：精馏塔（DN1800）设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 （1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)； （2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)； （3）根据介质的不同，拟定管口方位； （4）结构设计，确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 （1）确定塔体、封头的强度计算。 （2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。 （3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。 （4）裙式支座的设计验算。 （5）水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 （1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 （2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料： [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]． [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]． [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]． 4、文献查阅要求
化工机械设备第一章 物体受力分析和静力平衡方程
思考题 1. 怎样理解“力”这个概念？ 2. 哪些因素完全决定了力的作用效果？怎样用图来表示力？ 3. 什么是刚体？静力学为什么要引进刚体这个概念？ 4. 静力学所研究的是什么问题？ 5. 如果作用在物体上的两个力分别作用在两点，怎样求它们的合力？ 6. 什么情况下合力的大小就等于分力大小的代数和？合力是否必须大于每个分力？ 7. 什么是自由体、非自由体、约束？ 8. 什么是载荷？约束反力？ 9. 确定约束反力方向的基本原则是什么？怎样使用这个原则将实际约束看成典型约束？ 10. 工程上常见的约束有哪些类型？它们的约束反力各沿什么方向？ 11. 怎样的杆件是二力杆件？它所受的力沿什么方向？ 12. 什么是受力图？画受力图适应注意哪些问题？ 13. 什么是力矩、力臂、力矩是说明什么问题的物理量？ 14. 能不能选择这样的一点，使力对这一点的力矩等于零？ 15. 合力对某点的力矩与分力对该点的力矩有什么关系？ 16. 杠杆平衡的条件是什么？怎样理解它的意义？ 17. 什么是力偶？力偶是不是平衡力系？力偶有没有合力？力偶能不能被一个单独的力平衡？ 18. 力偶中的两个力在坐标轴上投影的代数和是多少？ 19. 力偶中的两个力大小相等，方向相反，这与二力平衡定律和作用与反作用定律有什么不同？ 20. 力偶对物体的转动作用与矩心的位置有何关系？ 21. 力矩与力偶矩有什么相同、什么不同？ 22. 怎样的一些力偶是等效力偶？等效力偶是否必须力偶的力和力偶臂都相等？ 23. 为什么力偶可以在作用平面内任意移动和转动？能不能移到与原作用平面平行的另一个平面内？ 24. 在什么条件下可以改变力偶中力的大小和力偶臂的大小而不改变力偶对物体的作用？ 25. 平面力偶系合成的结果是什么？它与各分力偶的力偶矩有什么关系？ 26. 平面力偶系的平衡条件是什么？作用平面相互平行的几个力偶能不能平衡？ 27. 怎样将一力平行移动到作用线外的一点而不改变它对物体的作用效果？ 28. 平面任意力系的平衡条件是什么？为什么？ 29. 写出平面任意力系的平衡方程，并说明它的意义。 30. 说明平面汇交力系平衡和平面平行力系平衡是平面任意力系平衡的特殊情况。 31. 怎样选择矩心的位置，可使平衡方程的求解简化？ 32. 什么是固定端约束？固定端约束限制物体什么运动？它有什么样的约束反作用？方向或转向怎样确定？