空气储罐设计
空气储罐设备设计课程设计
空气储罐设备设计课程设计1. 引言空气储罐是一种用于存储和调节空气或气体的设备。
其设计需要考虑安全性、可靠性和效率等因素。
本文档将介绍一个关于空气储罐设备设计的课程设计方案。
2. 设计目标本课程设计的设计目标是开发一个高效、安全、可靠的空气储罐设备。
具体目标包括：•设计一个合适的储气罐容量，以满足预定的储气需求；•优化储气罐的结构，以降低材料成本和加工难度；•保证储气罐的运行安全，防止漏气和爆炸等危险；•提高储气罐装卸和维护的便利性。
3. 设计步骤3.1 确定储气需求首先，需要明确储气罐的使用场景和储气需求。
根据实际应用中对气体的使用量、稳定性要求等因素，确定储气容量。
3.2 选择合适的材料储气罐的材料选择对其性能和成本都有很大影响。
需要综合考虑材料的强度、耐腐蚀性、成本等因素，选择合适的材料。
3.3 设计储气罐的结构根据储气需求和材料特性，设计储气罐的结构。
包括确定储气罐的形状、壁厚、支撑结构等。
3.4 确定防爆与安全装置储气罐设备设计中，防爆与安全装置是必不可少的。
根据使用场景和储气罐的性能特点，选择合适的安全装置，如安全阀、压力传感器等。
3.5 优化结构设计通过模拟分析和实验验证，对储气罐的结构进行优化。
优化的目标包括降低材料成本、提高强度和稳定性等。
3.6 设计装卸与维护手段对于储气罐的装卸和维护，需要提供相应的手段。
设计方案应考虑便利性、安全性和可持续性等因素。
4. 预期结果经过本课程设计，预期实现以下结果：•设计出一个满足储气需求的储气罐；•选用适合的材料，降低成本和加工难度；•确保储气罐的安全性和可靠性；•提供便利的装卸和维护手段。
5. 时间计划本课程设计计划分为以下几个阶段：•阶段一（1周）：确定储气需求和选择材料；•阶段二（2周）：设计储气罐的结构和防爆安全装置；•阶段三（1周）：优化结构设计和验证；•阶段四（1周）：设计装卸与维护手段；•阶段五（1周）：整理文档和准备演示。
6. 结论本文档介绍了一个关于空气储罐设备设计的课程设计方案。
空气储罐课程设计
空气储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握空气储罐的基本结构、工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能够描述空气储罐的主要组成部分，包括罐体、阀门、压力表等，并解释其功能。
3. 学生能够运用物理知识，分析空气储罐在压力变化下的行为规律。
技能目标：1. 学生能够运用数学计算，解决与空气储罐相关的简单压力、体积问题。
2. 学生通过小组合作，设计并制作一个简单的空气储罐模型，培养动手操作能力。
3. 学生能够运用科学探究方法，对空气储罐的压力、容量等进行实验探究。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习空气储罐的相关知识，增强对科学技术的兴趣和好奇心。
2. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，学会尊重和倾听他人的意见。
3. 学生能够认识到科学技术在工业发展中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程属于科学探究类课程，注重理论联系实际，强调学生的动手操作能力和科学思维能力的培养。
学生特点：六年级学生对科学知识有一定的基础，好奇心强，喜欢动手操作，但需引导培养团队合作精神和科学探究方法。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新意识和实践能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程目标的分解，使教学设计和评估更具针对性。
二、教学内容1. 空气储罐的基本概念与结构- 引导学生认识空气储罐的定义及用途。
- 介绍空气储罐的组成部分，如罐体、阀门、压力表等。
2. 空气储罐的工作原理- 讲解空气储罐在储存气体时的压力变化规律。
- 分析空气储罐在工业生产中的应用。
3. 空气储罐的数学计算- 指导学生运用理想气体方程，计算空气储罐的压力、体积等参数。
- 通过实际案例，让学生了解计算在实际工程中的应用。
4. 空气储罐模型的制作- 分组进行讨论和设计，制定空气储罐模型制作方案。
- 引导学生动手制作模型，培养实际操作能力。
5. 空气储罐的实验探究- 设计实验，观察不同条件下空气储罐的压力变化。
空气储罐课程设计
空气储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握空气储罐的基本概念、结构和原理；2. 学生能够描述空气储罐在工业和生活中的应用；3. 学生了解空气储罐的相关安全知识。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决空气储罐在设计、使用过程中遇到的问题；2. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简单的空气储罐模型；3. 学生能够运用科学方法，对空气储罐的气压、容量等参数进行计算。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 学生意识到团队合作的重要性，培养团队协作能力；3. 学生关注环境保护，认识到节能减排的重要性。
课程性质：本课程属于科学课，旨在让学生了解空气储罐的基本知识，提高学生的实践操作能力和科学素养。
学生特点：六年级学生具备一定的科学知识基础，对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手操作能力。
教学要求：结合学生的年龄特点和知识水平，注重理论联系实际，通过实践操作和小组合作，提高学生的科学素养和综合能力。
课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 空气储罐基本概念：介绍空气储罐的定义、分类和用途；教材章节：第二章第一节《压容器及其应用》。
2. 空气储罐结构与原理：分析空气储罐的构造、工作原理和关键部件；教材章节：第二章第二节《压容器结构与原理》。
3. 空气储罐的应用：展示空气储罐在工业、生活中的实例；教材章节：第二章第三节《压容器应用实例》。
4. 空气储罐安全知识：讲解空气储罐使用过程中的安全注意事项；教材章节：第二章第四节《压容器安全与防护》。
5. 空气储罐设计制作：指导学生运用所学知识，设计并制作空气储罐模型；教材章节：第二章第五节《压容器设计与制作》。
6. 空气储罐参数计算：教授学生如何计算空气储罐的气压、容量等参数；教材章节：第二章第六节《压容器参数计算》。
教学内容安排与进度：第一课时：空气储罐基本概念、分类和用途；第二课时：空气储罐结构与原理；第三课时：空气储罐的应用及安全知识；第四课时：空气储罐设计制作（实践操作）；第五课时：空气储罐参数计算（实践操作）。
空气储罐的设计研究
５８ ｍ。第二 ， ．ｍ 在设计温度下 圆筒 的设计 厚 度 ：储存介 质 为空气 ，腐蚀 裕量不 小于 ｌ ｍ，取值 为 ｌ ｍ。 ｍ ｍ ６ ６＋ ＝ ． １ ６８ ｍ。根据材料标准规格 的厚度 ， ＝ ｌ ５８ ＝ ．ｍ ＋ 圆筒 的名
ｒ －．０＝ ０８ ｒ ｌ０１２ １ ．９ ｍ，【ｗ 面［ Ｏ５ ｎ Ｐ】 ２ａ］ ｔ
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于 设计厚 度加上材 料厚度 负偏差后 向上 圆整 至材料标准 规格 的厚度 。 第一， 在设计温度下 圆筒 的计算厚度为 ： ￣ ３ － 【 Ｑ２ ５Ｂ在 口】 设 计 温 度 ５ 。 Ｃ 时 的许 用 应 力 在 钢 板 厚 度 ３ １ｍｍ 时 为 ０ ～ ６
概 述
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压力容 器是最 高工作压力 Ｐ ． ａ 容积 ｖ ２ Ｌ 用于 ０１ ， ＭＰ ５， ｏ】 此设计不合格 ， 需重新计算 。采 用同样方法， 名 将 储存或盛装 气体、 体、 液 液化 气体等介质。它广泛地用于化 工、 口 ＞［ ， 义厚度取 为 ｌ ｍ 时 ， Ｏｍ 圆筒 的计算应力 为 Ｉ７ ａ仍不合 格 。 １Ｍｐ ， 炼 油 、 械 、 力 、 工 、 金 及 运 输 等 工 业 部 门 。随着 石 油 化 工 机 动 轻 冶 修改材料 的名义厚度 ， 将材料 圆整 和原子能等 工业的迅猛发展 ， 压力容器制造技术也有 了很大 的 在 满足设计条 件的要求 下，
１３ ａ １ＭＰ 。公 式 适 用 范 围为 Ｐ Ｏ 【 ］ ， 接 接 头 系 数 中 因 ．ｏ 焊 ４
萼 １ Ｐ （ 头 数 算标 椭 封 ｝ ． ａ３ 参 计 。准 圆 ６ 。） Ｍ 封
机电工程学院空气储罐设计
机电工程学院空气储罐设计1. 简介空气储罐是一种用于存储和输送压缩空气的设备，被广泛应用于机械、化工、制药等领域。
机电工程学院准备设计一种新型的空气储罐，以满足特定需求和提高效率。
本文档将详细介绍机电工程学院空气储罐的设计方案、工作原理、材料选择和结构设计。
2. 设计方案2.1 工作原理机电工程学院空气储罐采用压缩空气作为动力源，通过将空气储存于罐内来实现压力的稳定和供应。
当压缩空气从压缩机进入储罐时，首先经过过滤除水和杂质，然后进入储罐进行储存。
在使用时，通过控制阀门可以将储罐内的空气输送到需要的设备或系统。
2.2 结构设计机电工程学院空气储罐采用圆柱体结构，通过优化计算确定合适的直径和高度。
为了增加储罐的稳定性和强度，储罐壁采用高强度钢材制造，并在内部进行防腐处理，以防止腐蚀和氧化。
此外，储罐的顶部设有进气口和出气口，并配备安全阀、压力表等设备，以确保储罐的安全使用。
3. 材料选择机电工程学院空气储罐的材料选择是设计中的重要考虑因素。
主要考虑以下几个方面：1.强度：材料必须具有足够的强度和刚度，能够承受储罐内部压力和外部负荷。
2.耐腐蚀性：由于储罐长期接触储存的空气，材料需要具有良好的耐腐蚀性，以防止腐蚀和氧化。
3.可焊性：材料必须能够良好的焊接，以确保储罐的密封性。
综合考虑以上因素，机电工程学院选择了高强度不锈钢作为储罐的主要材料。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性和可焊性，同时具有足够的强度来承受储罐内部的压力。
4. 结论本文档详细介绍了机电工程学院空气储罐的设计方案、工作原理、材料选择和结构设计。
该设计方案旨在满足机电工程学院的特定需求，提高整体效率和安全性。
通过采用高强度不锈钢，储罐具有良好的耐腐蚀性和可焊性，同时保证了储罐的强度和稳定性。
机电工程学院空气储罐的设计方案可以为其他类似项目提供参考，同时也为机电工程学院的相关研究和实践工作提供了指导和基础。
机电工程学院空气储罐设计
齐齐哈尔大学设备设计课程设计题目名称：空气储罐设计学院：机电工程学院专业班级：过控102学生姓名：王国涛指导教师：刘岩完成日期： 2013-12-20目录摘要 (3)绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第一章压缩空气的特性 (5)第二章设计参数的选择 (6)第三章容器的结构设计 (7)3.1圆筒厚度的设计 (7)3.2封头厚度的计算 (7)3.3筒体和封头的结构设计 (8)3.4人孔的选择 (9)3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9)3.6鞍座选型和结构设计 (12)第四章开孔补强设计 (15)4.1补强设计方法判不 (15)4.2有效补强范围 (15)4.3有效补强面积 (16)4.4补强面积 (17)第五章强度计算 (18)5.1水压试验应力校核 (18)5.2圆筒轴向弯矩计算 (18)5.3圆筒轴向应力计算及校核 (20)5.4切向剪应力的计算及校核 (22)5.5圆筒周向应力的计算和校核 (23)5.6鞍座应力计算及校核 (25)第六章总结 (28)参考文献 (29)摘要本讲明书为《3.0m3空气储罐设计讲明书》。
扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。
本文采纳分析设计方法，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、设备强度计算的设计顺序，分不对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采纳1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。
关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强绪论1.1 设计任务：针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并便携设计讲明书。
1.2设计思想：综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
压缩空气储罐设计
说明书。
压缩空气储罐的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍
了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确
参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，
4.2有效补强范围.....................................................................................................13
4.3有效补强面积.....................................................................................................14
第四章开孔补强设计..........................................................................14
4.1补强设计方法判别.............................................................................................13
3.3筒体和封头的结构设计.......................................................................................6
3.4人孔的选择...........................................................................................................7
空气储罐设计手册-...[1]
![空气储罐设计手册-...[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/904511cd19e8b8f67c1cb9ef.png)
空气储罐设计手册1.设计参数设计常温空气储罐，23m，P=0.9MPa。
设计压力：取1.1倍的最高压力，为0.99MPa<1.6MPa属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为2.5，确定长L=2500mm,D=1000mm 设计温度：取50℃材料选择：因空气属于无毒无害气体，材料取Q235B设计参数表设计压力MPa 0.99 设计温度 ℃ 50 最高工作压力MPa 0.9工作温度 ℃常温介质名称 空气 设备主要材质 Q235B 介质性质无毒无害设备容积3m22.结构设计2.1 容器类别设计压力MPa p c 99.0=，设计温度t=50℃，介质性质无毒无害。
压力MPa p 6.11.0<≤的容器为低压容器，本储罐为低压容器，属于Ⅰ类压力容器。
2.2 筒体设计筒体材料选择Q235B ，许用应力为113MPa 。
选择用钢板卷焊的圆筒，焊缝为双面焊局部无损探伤，85.0=ϕ。
取钢板负偏差 C1=0.3mm ，腐蚀裕量C2=1mm 。
筒体壁厚： []mm 2.515.585.01132100099.02ti ≈=⨯⨯⨯==φσδD p c ，取mm7n =δ，则 mm 7.5-C -mm 2.612.521n e 2d ===+=+=C C δδδδ筒体总体尺寸：筒体公称直径D=1000mm ，长度L=2500mm ， 壁厚δ=7mm ， 质量G=435Kg 。
2.3 封头设计选择标准椭圆形封头，材料选择Q235B ，选择双面焊全部无损伤，即φ=1.0曲面深度h=250mm ，封头的直边高度25mmh 0=封头壁厚：[]mm 4.40.11132100099.02ti =⨯⨯⨯==φσδD p c 设计壁厚mm C t t d 4.514.42=+=+=mm C C t 7.53.014.421=++=++取圆整后名义厚度为mm t n 6=有效厚度mm C C t t n e 7.413.0621=--=--=封头壁厚选择6mm ，两个封头质量G=108Kg 。
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设计要求
1、设计题目：空气储罐的机械设计
2、最高工作压力：0.8
MP
a
3、工作温度：常温
4、工作介质：空气
5、全容积：163m
设计参数的选择：
设计压力：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为 3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm
设计温度取50
因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！
封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。
直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模
具，是目前中低压容器应用较多的封头。
因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
选材和筒体一致Q345R
接管设计3.4
接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。
优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。
由于接管要求焊接性能好且塑性好。
故选择20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管
3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。
平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。
由于Q345R 为碳素钢，设计温度50℃<300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即SO 型法兰。
储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。
对于压力不高的场合，常用突台形压紧面。
突面结构简单，加工方便，装卸容易，且便于进行防腐衬里。
储罐由于设计压力为0.88MPa，空气无毒无害，可选择突面（RF）压紧面。
由于法兰钢件的质量较大，需要承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也较高，所以不用铸钢件，可以采用锻钢件。
接管材料为20 号钢，法兰材料选用20Ⅱ锻钢。
3.6接管与法兰分配
3.6.6 N1、N2空气进、出口公称尺寸DN250，接管尺寸 273 x6 。
接管采用无缝钢管，材料为20 号钢。
伸出长度为150mm 。
选取0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用20Ⅱ，法兰标记为：SO300-2.5 RF3.6.2 N3排污口；
公称尺寸DN40，接管采用45 x3.5 无缝钢管，材料为20 号钢，外伸长度为150mm。
选取0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用20Ⅱ，法兰标记为：SO40-1.6 RF
3.6.3 N4安全阀口公称尺寸DN80，接管采用 89 x4 无缝钢管，材料为20 号钢，外伸长度为150mm。
根据GB12459-99，选用90°弯头；弯头上方仍有一定外伸量。
选取0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用20Ⅱ，法兰标记为：SO80-1.6RF
3.6.4 N5压力表口公称尺寸DN25，接管采用 32 x3.5 无缝钢管，材料为20 号钢，外伸长度为150mm。
根据GB12459-99，选用90°弯头；弯头上方仍有一定外伸量。
选取0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用20Ⅱ，法兰标记为：SO25-1.6 RF
3.6.5 N6（备用口）公称尺寸DN80，接管采用 89 x4 无缝钢管，材料为20 号钢，外伸长度为150mm。
需进行补强计算。
选取0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用20Ⅱ，法兰标记为：SO80-1.6 RF
3.7弯头设计
N4 为安全阀口，安全阀在容器中起安全保护作用。
当容器压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。
由于冲出压力较大，阀口不可直接对人，因此需90°安装，用弯头过渡。
标记为：弯头DN80 90°
N5 为压力表口。
为方便读数，压力表需竖直安装于管口，因此接管要通过90°弯头过渡至竖直面，再安装压力表。
标记为：弯头DN25 90°
3.8 人孔设计在化工设备中，开设人孔是为了便于内部附件的安装，修理和衬里，防腐以及对设备内部进行检查、清洗。
对于压力容器，为了便于移动沉重的人孔盖，盖子通常做成回转形式。
本储罐由于尺寸较大，人孔直径也较大，可使用回转盖人孔。
3.8.1 人孔接管及法兰设计公称尺寸为500mm。
接管采用530 10 无缝钢管，材料为20 号钢，外伸长度为150mm。
选用回转盖带颈平焊法兰人孔。
法兰采用带颈平焊突面法兰，材料为20Ⅱ锻钢，法
兰标记为500-1.6 RF。
法兰盖设计
法兰盖根据配套选择，采用A 型盖轴耳，材料与接管同，钢20 标记为：BL500-1.6RF。
紧固件选用
与法兰盖之间必须加垫片密封。
在采用标准法兰的情况下，选择恰当的垫片可以提高密封效果。
根据储罐的设计温度和设计压力，可选用石棉橡胶板（XB350）作为垫片材料。
该材料应用广泛，使用温度可达450℃，压力小于6MPa 的场合。
垫片型号标记为：RF 500-1.6法兰盖与法兰连接的螺柱可选用M24 的螺杆。
3.9 支座选择
化工容器设备大都通过支座加以固定。
支承式支座结构简单轻便，不需要专门的框架、钢梁来支承设备，可直接把设备载荷传到较低的基础上。
此外，它能比其他型式的支座提供较大的操作、安装和维修空间。
由于支承式支座对所在设备封头产生的局部应力相对较大，故在采用这种支座时，需增设垫板。
根据公称直径，本储罐选用 B 型第4组支承性支座。
支座标记为：支座4B 图3-4 支承型支座
3.10 吊耳选择
由于本储罐高度较高，为方便起吊、移动设备，在筒体顶部加设
综上所述m0=m/4=5589.34kg
则每个鞍座承受的质量为5589.34kg，即为55.90KN<350KN ,满足要求。
鞍座的安装位置如图3-3所示：
图5-1（a）筒体受剪力图图5-1（b）筒体受弯矩图
10mm ，满足要求。
4.2.3 封头的直边段高度椭圆封头的直边段高度以内径为准。
当Di 2000mm 时，直边段高度h25mm 图41 封头极其直边段4.3 补强计算及补强圈选用根据GB150 规定，接管必要时必须进行补强设计。
对管N1、N2、N6、N7 进行补强，采用等面积补强法法进行接管补强。
据前筒体与封头计算，其计算壁厚T 8.34mm ，名义厚度为Tn 10mm4.3.1N1N2空气进、出口管：公称尺寸DN250接管尺寸273 616m 3 空气储罐设计12内径 d i 273 2 6 261mm 49以20 号钢为管材，查GB150 得设计温度下20 钢许用应力t 130MPa焊接接头系数 1 .。