目录
1 方案确定 (3)
1.1确定筒体型式 (3)
1.2确定封头型式 (4)
1.3确定支承型式 (5)
1.4选择主要材料 (5)
2 工艺设计 (7)
2.1确定容器的公称直径、筒体长度 (7)
2.2确定各工艺接管 (7)
3 结构设计 (8)
3.1接管位置确定 (8)
3.2选择人孔 (9)
3.3选择安全阀 (9)
4 强度设计 (11)
4.1确定设计参数 (11)
4.2确定筒体壁厚 (11)
4.3确定封头壁厚 (13)
4.4压力试验及强度效核 (14)
4.5开孔补强计算 (15)
4.6支座选型及校核 (17)
6 结论 (20)
7 总结与体会 (21)
8 谢辞 (22)
9 参考文献 (23)
前言
随着我国经济与社会的迅速发展，人民对环境治理的迫切需求及传统能源的枯竭，国家对清洁环保型能源越来越重视。化工产业接触的几乎都是危险品，因此对这些危险品的管控与贮存相当重要。以氢气为例，它是目前人类发现的清洁能源之一，但其不易生产与贮存而且是易燃物质，贮存的时候也要确保安全。因此对于氢气储罐的设计有一定要求。
氢气的密度低，比容大，只有高压储运才能有效。氢气性质稳定，不容易跟其他物质发生化学反应，因此氢气的腐蚀性较小。但氢气极易发生爆炸燃烧等现象，因此在储运时对环境条件要格外小心的控制。
本设计完成了10m3卧式氢气储罐的设计，并对氢气储罐在设计、制造、安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。设计的氢气储罐公称直径为1400mm，壁厚为6mm，筒体与封头满足水压试验强度校核，选择了500mm的人孔并对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为6mm，选择了支座类型为轻型鞍式支座。
本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB 150-2011《钢制压力容器》，JB/T 4736-2002《补强圈》，GB 9112-2010-T《钢制管法兰类型与参数》，JB/T 4712-2007《容器支座》，HG/T 21514-21535-2005《钢制人孔和手孔》等。
本次设计流程为：首先进行设计参数的确定，之后结构设计，确定为卧式筒体储罐；然后进行材料选择，为Q345R；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的选型与校核。
1、方案的确定
1.1确定筒体型式
根据承载压力方式分类：压力容器分为内压容器和外压容器两类，当压力容器内部介质压力大于外部压力是称为内压容器，反之称为外压容器。其中内部压力小于一个绝对大气压（0.1MPa）的外压容器，又叫真空容器。
内压容器按其设计压力p的大小，又可分为四种。
低压容器（代号L）0.1MPA≤P<1.6MPA
中压容器（代号M） 1.6MPA≤P<10MPA
高压容器（代号H）10MPA≤P<100MPA
超高压容器（代号U） P≥100MPA
本次设计中，V=10m3储存氢气的压力容器，由于氢气压力大于大气压，且设计压力Pc=0.88MPa(Pc=1.1Pw)，所以为低压容器，按照生产过程中所起的作用可选储存压力容器。
（1）球形压力容器由数块弓形板拼装焊接而成，具有很好的承压性能，但其在制造中焊接工艺要求严格，制造工艺复杂，安装内件不便，因此一般多用作储罐。
（2）方形和矩形容器由平板焊成，制造简单，但承压性能差，只能用作常压或者低压小型储罐。
（3）圆筒形容器由圆柱形筒体和各种回转形成形封头（半球形，椭球形，蝶形，圆锥形）或平板形封头所组成。作为容器主体的的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好。这类容器应用最广。
综上所述，结合贮存条件，制作难度与成本考虑，我们此次设计的氢气储罐采用圆筒形容器。
1.2确定封头型式
容器封头又称端盖，是容器的重要组成部分，按其形状分可为三类：凸形封头、锥形封头和平板形封头。其中凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、蝶形封头，球冠形封头四种。
（1）半球封头：半球形封头是半个球壳组成的，直径不大和厚度较小时，半球形封头通常采用整体冲压成型；直径较大（D
i
>2500mm）时，半球形封头则采用先分瓣冲压成型后拼装焊接的方法制作。由于半球封头的深度较大，故冲压成型较椭圆形封头和蝶形封头困难，多用于大型高压容器和压力较高的储罐上。
（2）椭圆形封头：是有半个椭圆壳和高度为h
的短圆筒（常称为直边段）组成。直边段的作用是为了使封头和筒体的连接环焊缝不出现在经向曲面半径突变处，以改善焊缝的受力情况，其高度一般为25mm或者40mm。由于封头曲面深
度h
i 比半球形封头浅（半球形封头：h
i
/D
i
=5.0；标注椭球形封头：h
i
/D
i
=0.25），
故冲压成型较为方便，是目前中低压容器中最常用的一种封头形式。
（3）蝶式封头：由三部分组成：第一部分是以R
i ≥D
i
的球面部分，第二部分
是r≥10%D
i 且r≥3δ
nk
的固定环壳部分，第三部分是高度为h
=25mm或者40mm
短圆筒。对于蝶形封头，R
i =0.9D
i
,r=0.17D
i
。由于蝶形封头在相同直径和深度的
条件下的应力分布不如椭球圆形封头均匀，因此，仅在加工椭球形封头有困难或者直径较大、压力较低的情况下才选用蝶形封头。
（4）除了上面三种封头之外，还有球冠形封头（连接处的封头和筒体上都存在着相当大的不连续应力，其应力分布很不合理。一般只用于低压和直径不大的压力容器上。）、锥形封头（锥形封头制作较为方便，但受压稍大时，其大小端可能需要局部加强，其结构就较为复杂了。就其强度而言，其与锥形封头和半球形封头、椭球形封头等封头相比较较差，但高于平盖。）、平盖（厚度要求最大，常
用于常需要拆卸的入孔和手孔的盖板、某些换热设备的端盖等地方）。从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。
1.3确定支承型式
支座用来支撑容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。卧式圆筒形容器的支座分为A型（轻型）B型（重型）。根据《JB4712-2007容器支座》选择，由于设备总质量约为G≈1.183×105N。两个鞍座，平均每个鞍座需要承受5.92×104N的力，公称直径DN=1400mm时，轻型（A型）鞍式支座允许载荷Q=160KN符合每个鞍座所要承受的质量。
1.4选择主要材料
低合金钢和高合金钢三大类。由于压力容器作为过程工业生产中重要的过程设备，虽然在实际生产过程中的安全运行与很多因素相关，但其中材料性能是最重要的因素之一，为了确保压力容器的使用安全，压力容器在制造技术要求上非常严格，其承压元件应采用压力容器专用钢板。这类钢板要求质地均匀，对硫，磷等有害元素的控制更加严格，且需要进行某些力学性能方面特殊项目的检验。
压力容器专用钢板有：Q245R,Q345R,Q370R,10MnMoNbR,13MnNiMoR,15CrMoR,
14Cr1MoR,12Cr2Mo1R，12Cr1MoVR。纯氢气腐蚀性很小，可以考虑Q345R这种钢种，Q345R是制造压力容器专用的低合金高强度钢板，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性，其力学性能见表1-1。Q345R钢板是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板，主要用于制造-20℃～400℃的中低压压力容器，多层高压容器及其承压结构件。所以在此选择Q345R钢板作
为制造筒体和封头材料。
表1-1 Q345R的力学性能及冷弯性能（摘自GB713）
2、 工艺设计
2.1确定容器的公称直径、筒体长度
本次实验设计的氢气储罐容积为10m 3，因为筒体过于细长与容器过分的粗短，不利于有效利用有限的空间，占用过多空间会导致建厂时土地成本迅速升高，最终反映到产品的价格上，所以筒体的长径比要选在3~9之间，且考虑到容器在实际生产过程中不可能装料到100%，保持一定的空间能防止容器的破坏与原料的泄露，因此装料系数也要求在0.80~0.95之间。基于以上要求且根据容器推荐的圆筒公称直径选择DN=1200、1400两种，两种筒体的性质列在表2-1.
表2-1 容器的选择
2.2确定各工艺接管
进出料管的选择
容器接管一般采用无缝钢管，所以进料口接管材料可选用无缝钢管标准。 结构：接管伸进设备内切成45°，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。
接管的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接系数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。接管材料可选Q345R 。
3、结构设计
3.1 接管位置确定
接管的焊接会导致壳体的应力下降，从而使得壳体更容易破坏，因此需要补强圈进行补强，但也有些情况是可以不需要补强的。
不需要另行补强的条件：当壳体的开孔满足下述全部要求时，可不另行补强。
I、设计压力PMa
≤；
5.2
II、两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和；对于三个或三个以上的开孔，任意两孔中心的间距应不小于两孔直径之和的2.5倍；
III、接管外直径mm
≤；
89
IV、接管厚度满足表2-3的要求。
φ，钢管的理论重量为19.48kg/m。取由此，设计进出料接管的尺寸为5
57?
接管伸出长度为100mm。
表2-3 接管最小厚度要求单位：mm 接管外直径253238454857657689
最小厚度≥3.5≥4.0≥5.0≥6.0
注：①钢材料标准抗拉强度下限值时，接管与壳体的连接宜采用全焊透的结构形式。
②表中接管的腐蚀裕量为1mm，需要加大腐蚀裕量时，应相应增加厚度。
3.2 选择人孔
为便于检查和清洗设备，一般在设备内径为900mm以上，应至少开设1个人孔。此设计的内径为1400mm，所以该设计选择开设一个人孔。
直径较小、压力较高的内压设备，一般可选用DN450mm人孔。室外露天放置的设备，考虑清洗、检修方便，一般可选用DN500mm人孔。寒冷地区的常压大型容器如有薄衬层，或有较大内件需要经常更换取出时，选用DN500、DN600人孔。本设计中，考虑到放置的环境、氢气的性质与人的肩宽方面，选用DN500mm人孔。根据标准《HG/T21514-21535-2005 钢制人孔和手孔》，本设计综合考虑选择回转盖带颈平焊法兰人孔，公称压力PN=1.0MPa，公称直径DN=500mm，突面法兰封头（RF）。
表3-1 回转盖带颈平焊法兰人孔标准尺寸
3.3 安全阀的选择
安装安全阀，其主要作用是保证压力容器或管道的安全。可靠地正常运行。
安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的压力，通过阀瓣的开启来排出额定数量的流动，以防止设备内的压力超过允许值。当压力恢复正常后，阀门自动关闭以阻止介质继续排出。
安全阀已广泛地用于多种类型的压力容器。安全阀的特点是：仅仅泄放出容器内高于规定的压力，一旦压力达到或低于容器可允许的压力时，阀瓣即自行闭合，容器仍能维持正常操作。
安全阀主要由密封机构（阀座和阀瓣）和加载机构组成。弹簧作为加载机构紧压在阀瓣上形成密封比压力。
该设计中，可在氢气储罐装一安全阀。安全阀的公称压力由操作压力决定，使用温度范围由操作温度决定。安全阀公称通径D
取20mm。，材料为Q345R，安
N
全阀和接管连接的法兰选择突面板式带颈平焊管法兰GB/T9113整体法兰突面
φ，（RF）公称压力2.5MPa Q345R。与壳体连接的接管为无缝钢管，尺寸为4
45?
钢管的理论重量为19.48kg/m。
4、 强度设计 4.1确定设计参数 4.1.1设计压力P
设计压力是指在相应的设计温度下用以确定容器壳体厚度及元件尺寸的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，其值不得小于最大工作压力。当容器上装有安全阀时，取1.05－1.1倍的最高工作压力(P=1.05~1.1Pw)作为设计压力，本次设计给定的氢气储罐的工作压力Pw=0.8MPa ，因此设计压力
a 88.08.01.11.1MP Pw P =?==。
4.1.2设计温度
设计温度是指容器正常工作时，在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度，其值不得小于元件可能达到的最高温度，在此设计中，设计温度t=150℃。
4.2确定筒体壁厚
（1）、各种厚度的定义
a 、设计厚度δ 容器受压元件满足强度，刚度及稳定性要求所需的厚度；
b 、设计厚度d δ 计算厚度与腐蚀裕量之和，即；d δ=δ+2C ；
c 、名义厚度n δ 设计后厚度加上刚才厚度负偏差后，向上圆整至钢材标准规格的厚度，即图样上标注的厚度；
d 、有效厚度
e δ 名义厚度减去厚度附加量，即e δ=n δ-1C -2C 。
（2）、厚度附加量
厚度附加量C 有钢板或者钢管的厚度负偏差和腐蚀裕量两部分组成，即
C =1C +2C 。
1C 按GB713《锅炉和压力容器用钢板》和GB3531《低温压力容器用低合金钢
板》中指出，该设计用材Q345R 的厚度负偏差1C =0.03mm 。
为了防止压力容器受压元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，对与腐蚀介质直接接触的筒体、封头接管等受压元件，都应该考虑腐蚀裕量，具体规定如下：
a 、对有腐蚀裕量或磨损的元件，应根据预期的容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率（及磨蚀速率）确定腐蚀裕量；
b 、容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采取不同的腐蚀裕量；
c 、介质为压力缩空气、水蒸气或者水的碳素结构钢或低合金制容器、腐蚀裕量不小于1mm 。
本次设计中，介质为氢气，材料为低合金钢，此时可取=1.0mm 。 （3）压力容器的最小厚度
压力容器设计中，对于压力较低的容器，按强度计算公式得到的厚度很小，往往不能满足制造、运输和安装时的刚度要求，因此，对于壳体元件规定了加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度。GB 150-2011《压力容器》中对压力容器壳体的最小厚度的规定为：
a.对碳素钢、低合金钢，不小于3mm ；
b.对于高合金钢制容器，一般不小于2mm
计算过程：
已知设计的储罐容积为3m 10 L D m V ?=
=234
10π
（筒体体积计算公式）
D ——容器的公称直径； L ——容器筒体长度。 （1）、厚度计算
设D =1400mm ，求得L =7000mm 。焊缝采用双面焊，全部探伤，因此焊缝系数0.1=φ。
筒体采用圆筒形，材料为Q345R ，圆筒的计算厚度： mm P PD t i 27.388
.00.118921400
88.0][2≈-???=-=
φσδ
mm 57.413.027.321d =++=++=C C δδ
设计厚度经过圆整mm 6n =δ。
由于Q345R 材料，钢板厚度负偏差=0.30mm ，所以根据钢板规格可以选用名义厚度为=6mm （3mm ≤6mm ≤16mm ）的钢板。
4.3确定封头壁厚
选择标准椭圆封头 计算过程：
mm P PD t
27.388
.05.00.118921400
88.05.0][2i ≈?-???=-=
φσδ mm C C 57.40.13.027.321d =++=++=δδ
圆整后mm n 6=δ。
4.4水压试验及强度效核
容器在制成以后或检修后投入生产之前，要进行压力试验，其目的在于检验容器的宏观强度和有无渗漏现象，以确保设备的安全与正常运行。
液压试验压力，按下式确定：
t
T P
P ][]
[25.1σσ= T P ——试验压力，MPa,立式容器卧置作液压试验时，试验压力应为立置
时的试验压力T P 加液体静压力；
P ——设计压力，容器铭牌规定有最大允许工作压力时，公式中应用最大允许工作压力代替设计压力P ，MPa ；
][σ——试验温度下材料的许用应力，MPa ；
t ][σ——设计温度下材料的许用应力，MPa 。
由公式得：a 1.1189
189
88.025.1][][25.1MP P
P t T =??==σσ ()()MPa D P e T T 38.1647
.427.414001.12e ≈?+?=+=
δδσ MPa 5.3103450.19.09.0s =??=φσ
当s 9.0φσσ≤T 时，合格。显然164.38MPa ＜310.5MPa ，因此水压试验合格。
4.5开孔补强计算
化工容器不可避免的要开孔并往往接有管子或凸缘，容器开孔接管后在应力分布与强度方面将带来如下影响：开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中，较大的局部压力，再加上作用于接管上的各种载荷所产生的应力，温度差造成的温差压力，以及容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用，接管处往往会成为容器的破坏源，特别是在有交变应力及腐蚀的情况下更为严重，远高于容器中的薄膜应力，造成容器的破坏。因此容器开孔接管后，必须考虑其补强问题。由于其他接口都可以满足不必开口补强的情况，仅人孔需要计算是否需要补强。
有效宽度B 按式?????=?+?+=++=?==m m d m m
d B nt n op
op 524626250022100050022δδ计算，取两者
中较大值。
式中n δ——壳体开孔的名义厚度，n δ=6mm ； nt δ——接管的名义厚度，nt δ=6mm 。
?????≈?==mm
mm
d nt op 2508.546500h 1接管外伸长度δ
取式中较小值mm 8.54h 1=为外伸接管补强高度
?????≈?==mm mm nt op 08.546500d h 2接管内伸长度
δ
取式中较小值2h =0mm 为内伸接管有效补强高度。
()()()()()()21mm 7150-27.3-7.4500-100012==-----=r e et e op f d B A δδδδδ
()()()2
221235400.117.14.48.54222mm f C h f h A r
et r t et ≈+?-??=-+-=δδδ ()()2
54.1641027.350212mm f C d A r nt =+?=--+=δδδ
22336662
12212mm A nt =???=?=δ
23214mm 54.5363635471554.1641=---=---=A A A A A 因为04>A ,所以需要补强，补强所需面积为536.54mm 2。
通过查阅标准《JB/T4736-2002补强圈》且坡口采用A 型，得到：外径
mm
D 8402=，内径
()mm
d D 53555305~301=+=+=，厚度
mm D D A S 76.1535
84054
.5364≈-=-=
内外，
因为n S δ<，所以厚度采用壳体厚度，即6mm ，材料取Q345R 。
补
强
圈
可
提供补强面积：
25222
1225mm 1029.35354
8404
D 4
4
?≈?-
?=
-
=
π
π
π
π
D A
显然，补强圈所能提供的补强面积大于补强所需面积，因此，补强圈选择合理。
4.6支座选择及校核
支座的选择
储罐的总质量：4321m m m m m +++= 式中：1m ——储罐筒体的质量；
2m ——两个封头的质量； 3m ——所储备的氢气质量； 4m ——附加质量； 筒体和封头的总质量为：kg m m 332
1106568.11045.129.102?=?+?=+
充液质量：kg V 43100.15656.111000865.0m ?=??==水αρ
附加质量：由开孔材料及型号，和一些外在因素，可取附加质量kg m 5004=。 则
有
：
kg m m m m m 44343211021568.1500100.1106568.1?=+?+?=+++=
则每个支座的符合：KN mg F 6.592
8
.91021568.124≈??== 查询《JB4712-2007容器支座》得：选择公称直径DN=1400mm 时，轻型（A 型）鞍式支座允许载荷Q=160KN 符合每个鞍座所要承受的质量，因此可以取。得到支撑式支座尺寸如下表3-2
表3-2支承式支座尺寸单位：mm
图4-1 轻型鞍座DN1000~2000mm,120°包角轻型带垫板鞍式支座结构和尺寸图
6、结论
经过几天的计算，最终选定了公称直径为1400mm的圆筒形容器作为氢气储罐，其余设计结果如下表所示：
设计结果一览表
目录 第一章工艺流程简介 1.1工艺流程文字叙述…………………………………………………4. 1.2工艺流程图 (4) 第二章调节阀设计计算 2.1调节阀流量系数计算 (4) 2.2调节阀原理图和外型结构图 (5) 第三章控制回路设计 3.1 比值控制回路设计 (5) 3.2 均匀控制回路设计 (6) 3.3 前馈反馈控制回路设计 (7) 3.4 串级控制回路设计 (8) 第四章按工程标准符号绘制的带控制点的工艺流程图 (10) 第五章蒸汽贮罐设计 (11) 第六章结语 (17) 参考文献
过程装备综合课程设计任务书3—控制设计部分 说明：此表一式3份，学生、指导教师、系部各一份。 2013年12月20日 学 号 101610041162 学生姓名 陈妃墨 专业（班级） 10过程装2班 设计题目 控制系统与调节阀设计 设 计 技 术 参 数 调节阀设计参数： 调节阀类型：直通单座阀 调节阀流量： 控制系统类型： （其它具体参数见附表） 设 计 要 求 1设计说明书要求计算准确，文字工整。 用CAD 绘制的调节阀的结沟图要与设计计算的结构尺寸一致。 用CAD 绘出带控制点的工艺流程图要求清晰准确，符合工程图纸要求。 从工程实际出发分析当负载波动时调节器与调节阀的工作过程。 工 作 量 1 按给出的参数要求进行调节阀的设计计算,绘出CAD 图纸. （A4纸） (资料中的参考数据均可采用.) 2 用 CAD 绘出参考的工艺流程图和流程文字说明. （A4纸） 3 根据给出的工艺流程进行4-5个复杂控制回路设计,(每人必有1--2个可监控的控制回路)要求绘出控制原理图,方框图;设计中可以添加相关设备,并逐个分析你所设计的控制回路在载荷波动时如何满足控制要求. (注明调节器和调节阀 的正 、反作用) 4 按工程标准符号要求绘出含控制点的工艺流程图（A3纸） 5 设计完成时要求上交用A4和A3纸打印的3张图纸,设计计算的文字材料（每个控制回路的控制原理图,方框图加文字说明用一页纸）总计3000字以上。 工 作 计 划 查阅检索资料及设计计算2-3天 绘图、写说明书、准备答辩3-4天 参 考 资 料 [1] 王毅. 过程装备控制技术[M].北京：化学工业出版社，2001. [2] 林锦国 过程控制系统仪表装置[M]南京：东南大学出版社，2006. [3] 陆培文.调节阀实用技术[M].北京：机械工业出版社，2006. [4] 翁维勤 .过程控制系统 [M].北京：化学工业出版社，2004. [5] 胡国祯.化工仿真[M].北京：化学工业出版社，2004. 指导教师签字 郭 奇 基层教学单位主任签 字
1压力容器主要由哪几部分组成分别起什么作用 压力容器由筒体，封头密封装置，开孔接管，支座，安全附件六大部件组成。筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。密封装置的作用：保证承压容器不泄漏开孔接管的作用：满足工艺要求和检验需要支座的作用：支撑并把压力容器固定在基础上安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量，控制工作介质的参数 2固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类： 压力容器所蓄能量与其内部介质压力和介质体积密切相关：体积越大，压力越高，则储存的能量越大，发生爆破是产生的危害也就越大。而《固定式压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时是依据整体危害水平进行分类的，所以要这样划分. 3压力容器用钢的基本要求 较好的强度，良好的塑性，韧性，制造性能和与介质的相容性 4为什么要控制压力容器用钢的硫磷含量 硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低，磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性，将硫磷等有害元素控制在较低的水平，就能大大提高钢材的纯净度，可以提高钢材的韧性，抗辐射脆化能力，改善抗应变时效性能，抗回火脆性和耐腐蚀性能 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照哪些原则确定试说明理由。 答：根据JB473规定，取A小于等于，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。因为当A=时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，使两个截面保持等强度。考虑到除弯矩以外的载荷，所以常区外圆筒的弯矩较小。所以取A小于等于。 当A满足小于等于时，最好使A小于等于。这是因为支座靠近封头可充分利用封头对支座处圆筒的加强作用。
南京工业大学过程装备成套技术课程设计-过热器
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前言 氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。 依据原料及工艺路线的不同，目前氢气主要由以下几种方法获得：①电解水法；②氯碱工业中电解食盐水副产氢气；③烃类水蒸气转化法；④烃类部分氧化法；⑤煤气化和煤水蒸气转化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢；等等。其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。甲醇蒸气转化制氢具有以下特点： 3)与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。 4)与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。 5)所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。 6)可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。 对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。本设计采用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺，增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也可以方便的得到高纯度的二氧化碳。
装备设计课程设计说明书 2013. 12 题 目：车床主轴变速箱设计 学生姓名： 学 院：工学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 指导教师：
某卧式车床主轴最低转速Nmin=40r/min,转速级数 Z=10,公比ψ=1.41，电动机的转速N电=1450r/min,N=5.5(kw) 1 运动设计 一．确定极限转速 主轴极限转速Nmax=900r/min Nmin=40r/min 二．确定公比ψ=1.41 三．主轴转速级数Z=10 四．确定结构网或结构式 结构式：10=3（1）*2（3）*2（4）-2 五．绘制转速图 （一）选择电动机 一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机，具有高效率，性能高，噪声低，振动小等优点，故选择Y系列的电动机。
查手册P30 由于N=5.5kw, N 电=1450r/min 故选择 Y132S-4型号的电动机 （二）公配总降速传动比 U Ⅱ= 3 222412 .11 *412.11*412.11*412.1114505.37min ==nd n （三）确定传动轴的轴数 传动轴数=变速组数+定比传动副数+1 （四）绘制转速图
六．转速计算 （1）主轴的转速计算 Nj=minψz/3-1=40*1.41 10/3-1=89.17r/min n4=112r/min (2)各传动轴的计算转速 各变速组内一般只计算组内最小的，也就是强度最薄弱的齿轮，故也只需要确定最小齿轮的计算转速 n3=[40,112]max=112r/min n2=[315,224]max=315r/min n1=630r/min
课程设计案例 一．推荐理由 本课程设计实践环节建立在《机械原理》、《过程原理及设备》和《机械设计》等课程的基础上进行，涉及面广。在强调基本原理的基础上，注重学生对具体问题的解决能力。 这是本专业学生第一次尝试独立设计，是第一次将课程中所学的知识应用于实际设备设计工作的实践活动，对学生的今后专业有较深的影响。 二．案例详细说明 1．概述 本案例，要求学生进行一台换热器的设计和计算。在这一过程中，学生通过应用《过程原理及设备》中知识，对换热器的热工进行计算，确定工艺参数。在此基础了，应用《机械设计》等相关知识，对换热器的结构和强度进行分析计算和设计。采用CAD制图，进行全面掌握材料、机械加工、机械设计等方面的知识。为今后从事本专业工作打下基础。 2．教学的目标和能力要求 教学的目标：是为了进一步巩固和加深课程阶段所学的理论知识、培养独立分析问题和解决问题的能力，使学生对过程装备的设计有一完整、系统的认识，提高学生的科学计算、绘图和使用技术资料的能力，让学生在设计过程中得到系统的训练，培养综合设计的能力。 能力要求：要求学生从某一功能与原理出发，拟定所要设计的设备方案，能进行相关的设计计算，绘设备总图及部分零件图，编写相关计算说明书。能应用CAD进行机械制图。 3．设计任务 （1）设计题目：用水冷却煤油产品的U型管式换热器的设计（四） （2）设计任务及条件 ?使煤油从150℃冷却到40℃，压力0.1MPa； ?冷却剂为水，水压力为0.3MPa。 ?处理量为24t/h。 （3）设计内容 ?合理的参数选择和结构设计： ?传热面积；管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳体直径； 结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口 管传热计算和压降计算，
湖南铁道职业技术学院工艺装备课程设计 设计题目 __工艺装备课程设计 《工艺装备设计》课程设计 评阅书 机械制造与自动化专业__073__班，第__3__小组的课程设计《旋转套钻床夹具》、《液压缸体车床夹具》、《液压缸体铣或镗床夹具》已完成，组成文件如下： 1.说明书共 32 份 2.工艺文件共_ _份 3.图纸共 9 张 其中_ A3_号图纸 6 张 A4 号图纸 3 张 _ _号图纸张 指导老师签定___________ 《工艺装备设计》课程设计任务书 一、设计课题名称： 二、指导老师： 三、设计要求 小组合作完成零件的工艺分析、夹具结构设计与相关计算；完成夹具总装配图、设计说明书各一份（每个小组完成钻、车、铣或镗夹具各一套，装订成一册）。 四、设计依据 1、零件图 2、设备参数
3、生产钢领 五、参考资料 1、肖继德主编《机床夹具设计》机械工业出版社 2、浦林祥主编《金属切削机床夹具设计手册》机械工业出版社 3、孟宪林主编《机床夹具图册》机械工业出版社 六、设计内容及工作量 （一）设计内容 1、分析产品零件的工艺性，画出产品零件图、工序图。 2、分析产品零件的装夹，确定定位与夹紧等工艺方案 3、计算定位误差 4、工件在夹具上加工的精度分析 5、设计整套夹具的结构方案，绘制夹具装配图及夹具零件图，（装配图应电脑绘图） 6、非标零件图的绘制 7、撰写课程设计的说明书。（应阐述整个设计内容，有关文字说明的计算，图文并茂，文字通畅） （二）工作量 1、夹具装配图一份 2、夹具零件图一套 3、课程设计说明书一份 （三）设计进度 1、熟悉图纸查阅资料 0.5天
目录 前言 (3) 1 方案确定 (4) 1.1选择容器类型式 (4) 1.1.1 压力容器分类 (4) 1.1.2、封头形式的确定 (5) 1.2 材料的确定 (6) 2 设计计算 (8) 2．1 确定设计参数 (8) 2.1.1 工作压力、设计压力、计算压力 (8) 2.1.2 设计温度 (9) 2.1.3 厚度计算 (9) 2.1.4设计温度下的需用应力 (10) 2.1.5 焊接接头系数 (10) 2.2 容器相关量的确定 (11) 2.2.1 计算过程 (11) 2.2.2 筒体尺寸确定 (12) 2.3 容器强度校核 (13) 2.4 确定各工艺接管的公称通径及位置 (14) 3 结构设计 (17) 3．1 人孔选择 (17) 3.2人孔补强 (17) 3.3 支座的选择及校核 (20) 3.3.1支座的设计要求 (20) 3.3.2支座的选择及校核 (20) 4 总结与体会 (24)
5 谢辞 (25) 6 参考文献 (26)
前言 随着我国石油化工业的迅速发展，国家对清洁环保型能源越发的重视。化工业接触的都是危险品，因此对这些危险品的控制相当重要。以氢气为例，它就是易燃物质，储存的时候也要确保安全。因此对于氢气储罐有一定的设计要求。 氢气密度低，比容大，只有高压储运才能有效。氢气性质稳定，不容易跟其他物质发生化学反应，所以氢气的腐蚀性较小。但氢气在点燃加热等情况下易发生爆炸燃烧等现象，所以在储运的时候要格外小心对环境条件的控制。 本设计完成了6m3立式氢气储罐的设计，并对氢气储罐在设计、制造安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。设计的氢气公称直径为1400mm，壁厚为6mm，对筒体与封头做了水压试验强度校核；对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为6mm ；选择了支座类型为A2型耳式支座。 本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-98《钢制压力容器》，《压力容器安全技术监察规程》，JB/T 4736-2002《补强圈》，HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T 4725-1992《耳式支座》，HG 21520-1995《垂直吊盖带颈平焊法兰人孔》等。 本次设计流程为：首先进行结构设计，确定为立式筒体储罐；然后进行材料选择，为Q345R；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的选型与校核。 1 方案确定
《过程装备设计》课程设计 基本要求：按照课程设计指导书的有关要求进行。 题目： 1．某企业用冷却水冷却从反应器中出来的循环使用的有机液，要求从有机液中取出4×105kJ/h的热量，其操作条件和物性参数如表所示，设有两个单程列管式换热器可用，其尺寸如下：换热器内径D=270mm，内装48根Φ25×2.5mm，长3m的钢管，试通过计算分析如下问题并设计该换热器： （1）这两个换热器能否移走4×105kJ/h的热量？ （2）这两个换热器用并联的方式安装，是否最好？ 2．某炼油厂用175℃的柴油将原油从70℃预热到110℃，已知柴油的处理量为34000kg/h，柴油的密度为715kg/m3，比热为 2.48kJ/kg·K，导热系数为0.133W/m·K，粘度为0.64×10-3N·s/m2，原油处理量为44000kg/h，密度为815kg/m3，比热为2.2kJ/kg·K，导热系数为0.128W/m·K，粘度为3×10-3N·s/m2，传热管两侧污垢热阻取为0.000172m2·K/W，两侧的阻力损失都不应超过0.3105N/m2，试确定一适当的列管式换热器。 3．某炼油厂用海水冷却常压塔产出的柴油馏分，冷却器为Φ114×8钢管组成的排管，水平浸没于一很大的海水槽中，海水由下部引入，上部溢出，海水通过槽内时的流速很小。已知计算时测得海水的平均温度为42.5℃，钢管外壁温度为56℃，试确定该冷却器的基本结构参数。 4．以一精馏塔用于分离乙苯—苯乙烯混合物，其中塔的进料量为3100kg/h，混合物中乙苯的质量分率为0.6，要求塔顶和塔底产品中的乙苯质量分率应达到0.95和0.25，试通过计算确定该塔型和其基本结构。 5．以一常压连续精馏塔用于分离含苯40%（质量分数）的苯—甲苯混合液，要求塔顶和塔底产品中的苯质量分数应达到97%以上和2%以下，采用的回流比R=3.5，若精馏塔内的塔板结构为筛板，已知苯和甲苯在塔顶和塔底的平均温度
容器设计过程装备课程设计书 第一章 设计思路 （1）设计特点 综合运用所学的过程设备设计的知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性、实用性和安全可 靠性。各项设计参数都正确考虑了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并且考虑到了结构方面的要求，合理进行设计。 （2）设计特点 容器的设计一般由筒体、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气罐的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 第二章 主要材料、焊缝结构和探伤 （1）材料的选择 容器介质为空气，为无腐蚀介质，储罐选用碳素结构钢，且设计压力为MPa 6.0在MPa P MPa 6.11.0≤≤围，属于低压容器。所以选择235Q 系列的钢材可以满足要求。B Q -235钢板的适用围：
容器设计压力MPa P 6.1≤ 钢板使用温度为C ?350~0 用于壳体时，厚度不大于mm 20 所以B Q -235满足设计要求，则选择B Q -235钢板。查表知B Q -235的许用应力为[][]MPa t 113==σσ （2）焊缝及探伤 焊接接头采用V 型坡口双面焊接，由于工作介质特性为无毒性、低腐蚀性，此处采用局部无损探伤，其焊接接头系数由焊接接头系数表（查教材过程装备设计表34-）查得由教材过程设备设计表24-取mm C 8.01=,由于介质特性为低腐蚀性，无毒，所以去平面腐蚀裕mm C 12=。 （3）焊接制造 （a ）焊接接头结构 所有焊接接头均要求全熔透。A,B 类对接接头：采用（HG 20583-1998）DU8，D 类焊接接头，接管不伸时采用G6 （b ）焊条选择 根据GB/T5117-1995《碳钢焊条的成分及性能要求》标准，碳钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流接管B 、D 与筒体，筒体与封头，人孔接管与筒体间焊条型号E4303，
目录 一、课程设计任务书---------------------------------------------3 1、题目-----------------------------------------------------------------3 2、设计参数及要求--------------------------------------------------3 3、设计任务-----------------------------------------------------------4 二、夹套好氧发酵罐的结构------------------------------------------4 1、夹套好氧发酵罐的功能和用途--------------------------------4 2、发酵罐的反应条件-----------------------------------------------4 三、计算及说明----------------------------------------------------4 1、罐体和夹套的设计-----------------------------------------------4 （1）罐体和夹套的设计结构-----------------------------------4 （2）罐体几何尺寸计算-----------------------------------------5 （3）夹套几何尺寸计算-----------------------------------------5 （4）罐体及夹套的强度计算及稳定性校核-----------------6 （5）水压试验校核-----------------------------------------------8 2、搅拌器的设计-----------------------------------------------------8 （1）搅拌器的类型及应用场合--------------------------------9 （2）搅拌器的计算-----------------------------------------------9 3、发酵罐的传动装置----------------------------------------------10 （1）电机的选取-------------------------------------------------11 （2）减速机选择-------------------------------------------------11 （3）选择凸缘法兰----------------------------------------------11
《化工容器设计》课程设计说明书 题目： 学号： 专业： 姓名： I 目录 1 设计 (1) 1.1工艺参数的设定 (1) 1.1.1设计压力 (1) 1.1.2筒体的选材及结构 (1) 1.1.3封头的结构及选材 (2) 1.2 设计计算 (2) 1.2.1 筒体壁厚计算 (2) 1.2.2 封头壁厚计算 (3)
1.3压力实验 (4) 1.3.1水压试验 (4) 1.3.2水压试验的应力校核： (4) 1.4附件选择 (4) 1.4.1 人孔选择及人孔补强 (4) 2.4.3 进出料接管的选择 (6) 1.4.4 液面计的设计 (8) 1.4.5 安全阀的选择 (8) 1.4.6 排污管的选择 (8) 1.4.7 鞍座的选择 (8) 1.4.8鞍座选取标准 (9) 1.4.9鞍座强度校核 (10) 1.4.10容器部分的焊接 (11) 1.5 筒体和封头的校核计算 (11) 1.5.1 筒体轴向应力校核 (11) 1.5.2 筒体和封头切向应力校核 (13) 2 液氨储罐的泄漏及处理方法............................................................. 错误!未定义书签。 2.1 液氨泄漏的危害 .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 泄漏的危害 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 .1 生产运行过程中危险性分析······································错误!未定义书签。 2.2.2 设备、设施危险性分析 ············································错误!未定义书签。 2.3液氨储罐泄漏事故的应急处置措施 .............................................. 错误!未定义书签。
25吨过热蒸汽燃煤锅炉控制系统设计 （燃烧系统自控工程设计） 摘要 本文是对锅炉燃烧控制系统的设计。锅炉是热电厂最基本也是最重要的设备，使用锅炉就是为了利用其输出的蒸汽，这也是它主要的输出变量之一。在控制算法上，本论文综合运用了比值控制、串级控制、单回路控制等控制方式，实现了引风量控制炉膛负压、燃料量控制调节蒸汽压力、送风量控制调节烟气含氧量，并且有效地克服了彼此的扰动，使整个系统稳定运行。 关键词：燃烧控制；串级控制；烟气氧含量 一，锅炉燃烧控制系统的组成 锅炉燃烧控制系统分为炉膛负压控制系统和主蒸汽压力控制系统。主蒸汽压力控制系统又分为送风控制系统和燃料控制系统。在炉膛负压控制系统中，送风量对炉膛压力的影响很小，炉膛压力主要是靠引风机来调节的，所以有时它也被称作引风控制系统。在整个锅炉燃烧控制系统中，蒸汽压力的变化表示负荷的耗气量与锅炉蒸汽的产生量不相适应，因此需要相应地改变燃料的供应量，从而改变蒸汽的产生量。当燃料量改变时，需要相应地改变送风量，使燃料和空气的量相适应，提高燃烧的经济性。同时，当送风量改变的时侯，也应该相应地改变引风量，这样才能使得炉膛压力保持恒定。 二，燃烧控制系统基本控制方案 锅炉的燃烧控制对于锅炉的安全、高效运行和节能降耗都具有重要意义，其控制和管理随之要求也越来越高。燃料控制的任务在于进入锅炉的燃料量随时与蒸汽压力要求相适应。因为蒸汽压力是衡量锅炉热量平衡的标志，燃料又是影响蒸汽压力的主要因素，因此蒸汽压力可以作为燃料控制系统的被调量。 锅炉蒸汽压力是燃烧过程调节对象的主要被控量，引起蒸汽压力变化的因素有很多，如燃料量、送风量、给水量、蒸汽流量以及各种使燃烧工况发生变化的原因。它受到的主要扰动分为内扰(燃料的变化)和外扰(蒸汽流量的改变)。由于每个系统的输入输出之间都一定的系统延迟，即当输入变化的时候系统输出不能够马上反应其变化从而是系统的控制不及时。 三，控制方案的选择 （1）基本控制方案一：串级控制 以蒸汽压力为被调节量，以燃料量为调节量的串级控制系统设计如图所示。
氢气安全技术说明书 危险性类别：第2．1易燃气体 侵入途径：吸入 健康危害：本品在生理上是惰性气体，仅在高度浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。 环境危害：该物质对环境无害 爆炸危险：1.与空气混合能形成爆炸性混和物，遇热或明火即会发生爆炸。 2.氢气比空气轻得多，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。 3.氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应 第三部分急救措施 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止立即进行人工呼吸。就医。 第四部分消防措施 危险特性：氢气极易燃烧，燃烧时，其火焰无颜色，肉眼无法看见。与空气或氧气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。氢气瓶或氢气储罐内存在压力，当温度升高时，气瓶或储罐内的压力也随着升高，它们在火灾中存在爆裂的可能性。 灭火剂：雾状水：泡沫、二氧化碳、磷酸铵干粉 氢气储罐/氢气瓶出现火灾时的消防措施：在确保人身安全的情况下，切断气源。疏散人员远离火灾区，并往上风处撤离。对着火区进行隔离，防止人员入内。可能的话，将那些处在火灾区附近、未受火直接影响的氢气瓶转移到安全地段。如氢气无法切断的话，可让气体燃烧，直到气瓶、储罐内的氢气烧完为止。 注意：这种处理方法是假设火势可以控制的前提下采用的，而且，氢气燃烧过程中，应持续用水对气瓶、储罐进行冷却，直到氢气完全烧尽为止，避免气瓶、储罐因过热而发生爆炸事故。如有可能，站在安全位置上进行灭火。并用水对着火的气瓶/储罐、以及着火区附近的所有压力容器进行冷却，直到它们完全冷却为止。不得设法搬动或靠近被火烘热的气瓶/储罐。如果火势很大或者失去控制，应立即向消防队报告，告知对方着火的详细地点以及着火的原因。火灾解除后，不得使用遭受过火灾的氢气瓶，应将它们退还给林德气体公司！禁止使用受到火灾影响的储罐。 第五部分泄漏应急处理 应急处理：首先切断所有的火源，勿使其燃烧，同时关闭阀门等措施，制止泄漏。并用雾状水保护关闭阀门的人员。 第六部分操作处置与储存 操作处置瓶装氢气时应注意的安全事项: a)必须保证工作场所具备良好的通风条件、空气中的氢气含量必须低于1。 b)应妥善保护氢气瓶和附件，防止
CHE-5000氢气发生器（原料氢气再生） 操作使用手册 编制：-------------- 校核：--------------- 审批：--------------- 扬州中电制氢设备有限公司 2010.04.12
1、简述 1.1、氢气的性质和用途： 氢是自然界分布最广的元素之一，它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低，仅有约1ppm（体积比）。氢是最轻的气体。它的粘度最小，导热系数很高，化学活性、渗透性和扩散性强（扩散系数为0.63cm2/s，约为甲烷的三倍），它是一种强的还原剂，可同许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。 氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的主要特性。氢含量范围在4-75%（空气环境）、4.65-93.9%（氧气环境）时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。 压力水电解制出的氢气具有压力高（1.6或3.2MPa）便于输送，纯度高（99.8%以上）可直接用于一般场合，还可以通过纯化（纯度提高到99.999%）和干燥（露点提高到-40～-90℃）的后续加工，可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。 1.2、水电解制氢原理： 利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。 任何物质在电解过程中，在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出：电解时，在电极上析出物质的数量，与通过溶液的电流强度和通电时间成正比；用相同的电量通过不同的电解质溶液时，各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比，而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑（26.8安培小时）的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律，即在标准状态下，阴极析出1克分子的氢气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气（副产品0.5m3氧气）所需电量2390Ah，原料水消耗0.9kg。
化工单元过程及设备课程设计-- 精馏
化工单元过程及设备课程设计 目录 前言 (2) 第一章任务书 (3) 第二章精馏过程工艺及设备概述 (4) 第三章精馏塔工艺设计 (6) 第四章再沸器的设计 (18) 第五章辅助设备的设计 (26) 第六章管路设计 (32) 第七章塔计算结果表 (33) 第八章控制方案 (33) 总结 (34) 参考资料 (35)
前言 本课程设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。 说明书中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了说明。 鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。 感谢老师的指导和参阅！
第一章概述 精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。 1．1精馏塔 精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。 简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。 本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。但易漏液，易堵塞。然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。 1．2再沸器 作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。 本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。 立式热虹吸特点： 1.循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
第一章塔内件的选型 (2) 1.2 液体分布器的选型 (3) 1.3 液体再分布器 --—升气管式液体再分布器 (5) 1.4 填料支承装置 --- 驼峰支撑 (6) 1.6气体和液体的进出口装置设计........................................................................ 1.6.1 气体和液体的进出口直径的计算........................................................ 1.7 接管法兰尺寸................................................................................................... 1.8塔体人孔设置及选型........................................................................................ 1.9裙座的选择........................................................................................................ 1.11 开孔补强......................................................................................................... 1.11.1接管补强............................................................................................... 1.11.2人孔补强............................................................................................... 第二章填料塔的机械设计............................................................................................ 2.1 填料塔机械设计简介....................................................................................... 2.2塔机械性能设计基本参数................................................................................ 2.2.1 塔设计地区状况.................................................................................... 2.2.2 塔的设计参数...................................................................................... 2.2.3 塔的危险截面的确定............................................................................ 2.3按设计压力计算塔体和封头的壁厚................................................................ 2.4设备质量载荷的计算........................................................................................ m ....................................................................... 2.4.1 塔壳体和裙座质量01 m ............................................................................. 2.4.2 塔内填料的质量02 2.4.3 平台扶梯的质量 m ............................................................................. 03 2.3.4 操作时物料的质量 m ......................................................................... 04 2.4.4 塔附件的质量........................................................................................ 2.4.5 塔设备各种质量.................................................................................... 2.5风载荷与风弯矩的计算.................................................................................... 2.4.1 塔设备的分段........................................................................................ 2.4.2 各段的风载荷........................................................................................
南昌大学 课程设计说明书 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制093班 姓名：曹文炜 学号：5901109097 题目：机械制造装备设计课程设计
目录 一、设计目的 (1) 二、设计步骤 (1) 1.运动设计 (1) 1.1已知条件 (1) 1.2结构分析式 (1) 1.3 绘制转速图 (2) 1.4 绘制传动系统图 (5) 2.动力设计 (5) 2.1 确定各轴转速 (5) 2.2 带传动设计 (6) 2.3 各传动组齿轮模数的确定和校核 (7) 3. 齿轮强度校核 (9) 3.1校核a传动组齿轮 (9) 3.2 校核b传动组齿轮 (10) 3.3校核c传动组齿轮 (11) 4. 主轴挠度的校核 (13) 4.1 确定各轴最小直径 (13) 4.2轴的校核 (13) 5. 主轴最佳跨距的确定 (14) 5.1 选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (14)
5.2 求轴承刚度 (14) 6. 各传动轴支承处轴承的选择 (15) 7. 主轴刚度的校核 (15) 7.1 主轴图 (15) 7.2 计算跨距 (16) 三、总结 (17) 四、参考文献 (18)
一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤 1.运动设计 1.1已知条件 (1)确定转速范围：主轴最小转速min /5.31min r n =。 (2)确定公比：41.1=? (3)转速级数：12=z 1.2结构分析式 ⑴ 22312??= ⑵ 32212??= [3] 23212??= 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取32212??=方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比4 1min ≥ i ；在升速时为防止产生过大的噪音和震动常 限制最大转速比2m a x ≤i 。在主传动链任一传动组的最大变速范围 ()10 ~8min max max ≤=i i R 。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小， 根据中间传动轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下：
目录 任务书 (2) 第一章空气储罐产品概要 (3) 第二章空气储罐材料的选择 (4) 第三章空气储罐的结构设计 (4) 3.1圆筒厚度的设计 (5) 3.2封头厚度的计算 (5) 3.3接管的设计 (5) 3.4支座的设计 (6) 3.4.1支座选型 (6) 3.4.2鞍座定位 (6) 第四章强度计算 (6) 5.1水压试验应力校核 (6) 5.2工作应力计算及校核 (7) 5.2.1圆筒轴向应力计算及校核 (7) 5.2.3周向应力计算及校核 (8) 第五章空气储罐的制造工艺 (10) 5.1空气储罐的制造工艺流程 (10) 5.2空气储罐的焊接工艺 (11) 5.2.1接管焊接 (11) 5.2.2纵缝和环缝焊接 (12)
5.3空气储罐的焊接检验 (13) 5.3.1无损检测 (14) 5.3.2耐压试验 (14) 第六章课程设计心得体会 (15) 参考文献 (16) 任务书 2m3空气储罐的焊接工艺设计 设计参数 序号名称指标 1 设计压力P c（MPa） 1.0 2 设计温度（℃）100 3 最高工作压力（MPa）0.95 4 最高工作温度（℃）95 5 工作介质压缩空气 6 主要受压元件的材料Q235-B 7 焊接接头系数Φ0.9 8 腐蚀裕度C2（mm） 1.2 9 厚度负偏差（C1）0.8 9 全容积（） 2.0 10 容器类别第一类 设计要求 （1）更具给定的条件来选定容积的几何尺寸，即确定筒体的内径、长度、封
头类型等，然后确定有关的参数，如容器材料、需用应力、壁厚附加量、焊缝系数等。 （2）设计筒体和封头壁厚；进行强度计算；焊接接头设计；附件设计等。 （3）撰写设计说明书：能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点、设计方案的优劣以及设计数据的合理性；按照设计步骤、进程，科学地编排设计说明书的格式与内容叙述简明。 第一章空气储罐概要 空气储罐的特点 空气储罐主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐内的压力直接受温度影响，且介质往往易燃、易爆或有毒。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。 压力容器的外壳由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。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
机械制造及其自动化专业（本科） 课程设计 课程设计题目：普通车床C6132数控化改造 学生姓名： 学生学号： 1 分校（教学点）： 指导教师姓名： 课程设计开始时间：2015 年9 月 课程设计提交日期： 2015 年 10 月 20日
电大开放教育2011级（春）专业（本科） 课程设计成绩评定表 说明：1.答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名（盖章）。答辩小组不应少于3人。 2.此表附于封面之后。 3.此表由分校、工作站自行复制。
目录 一、绪论 (1) 二、设计任务与总体方案确定 (1) 1、设计任务 (1) 2、总体设计方案确定 (1) 3、CA6140车床数控改造 (2) 三、数控系统的硬件设计 (4) 1、用户加工程序存储器、串口电路的设计 (4) 2、键盘/显示子系统的设计 (4) 3、I/O接口的设计 (5) 4、电动刀架控制接口 (6) 5、限位保护控制接口 (6) 6、可编程序控制器 (6) 四、数控系统的软件设计 (7) 1、数控系统监控程序的设计 (7) 2、步进电机的速度控制和升/降速控制 (7) 五、结束语 (10) 参考文献 (11)
摘要 机械产品的性能和质量不断提高，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，耐用、灵活、通用，还能迅速适应加工零件的变换。为了节约资金，充分利用现有设备，普通机床的数控化改造十分必要,经改造后的车床不仅提高了加工精度而且提高了工作效率，为机械加工制造创造了有利的条件。本文将普通机床改造为数控机床的技术从设计任务与总体方案确定、数控系统的硬件设计、数控系统的软件设计三个方面进行了阐述。从设计理念到设计思想，从设计方案到设计图，从理论数据到具体数据，从理论到实践，从硬件设计到软件设计，都进行了反复的推理论证，在实验过程来看，基本上达到了设计改造的要求。不仅提高了加工精度，而且操作方便，大大将低了工人的劳动强度。为普通车床在再利用找到了途径。 关键词：车床；数控化；改造；设计