机械基础化工设备课程设计液氨储罐机械设计

化工设备机械基础课程设计题目液氨储罐的设计系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一一年六月七日设计任务书一、设计时间安排从2011年05月16 日至2011年06月06日二、设计内容安排1.液氨储罐的结构设计2. 筒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）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。

3. 编写设计计算书一份三、设计条件表1接管表表2设计参数目录符号说明 (4)前言 (6)液氨储罐设计 (7)第一章设计参数的选择 (7)1.1、设计题目 (7)1.2、设计数据 (7)1.3、设计压力 (7)1.4、设计温度 (8)1.5、主要元件材料的选择 (8)1.5.1 筒体材料的选择 (8)1.5.2 鞍座材料的选择 (8)第二章设备的结构设计 (8)2.1、圆筒厚度的设计 (8)2.2、封头厚度的设计 (9)2.3、筒体和封头的结构设计 (10)2.3.1 封头的结构尺寸 (10)2.3.2 筒体的长度计算 (10)2.4、鞍座选型和结构设计 (10)第三章：容器强度的校核 (12)3.1水压试验应力校核 (12)3.2.筒体轴向弯矩计算 (12)3.3筒体轴向应力计算与校核 (13)3.3.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.3筒体轴向应力校核 (14)3.4.筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 ....................................................................... 14 3.5.无加强圈筒体的周向应力计算与校核 ........................................................................... 15 3.6鞍座应力计算与校核 . (15)3.6.1.腹板水平应力及强度校核 .................................................................................... 15 3.6.2 鞍座有效断面应力校核 (14)第四章 开孔补强设计 (16)4.1 补强设计方法判别 .......................................................................................................... 16 4.2有效补强范围 . (17)4.2.1有效宽度B 的确定 ............................................................................................... 17 4.2.2有效高度的确定 .................................................................................................... 17 4.3 有效补强面积 (17)4.3.1 筒体多余面积 ....................................................................................................... 18 4.3.2接管的多余面积 .................................................................................................... 18 4.3.3焊缝金属截面积 .................................................................................................... 18 4.4.补强面积 (18)结束语 ........................................................................................................................................ 19 主要参考资料 (19)符号说明：A----鞍座底板中心线至封头切线的距离，2mm ；B----设计温度下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；o B ----常温下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；i D ----筒体内直径，mm ； oD ----筒体外直径，mm ；F ----每个支座的反力，N ；19K K -----系数，查表71,79:；L ----封头切线间的距离；1M ----圆筒中间处的轴向弯矩，m N ⋅；2----支座处圆筒的轴向弯矩，；m N ⋅a R ----圆筒的平均半径，,2na i R R mmδ=+；iR ----圆筒的内半径，mm ；b----支座的轴向宽度，mm ；1b ----加强圈的宽度，mm ；2b -----圆筒的有效厚度，取2b b mm=+；4b -----支座垫板宽度；g -----重力加速度；ih ----封头曲面深度；k ----系数。

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。

目录第一章液氨储罐设计参数的确定罐体和封头的材料的选择纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR.这两种钢种。

如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板，16MnR 钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。

化工设备课程设计50m液氨储罐设计——3学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：진숙화时间：2013.09.06目录第一章前言 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计依据 (4)1.3设计结构 (5)第二章材料的选择 (5)2.1筒体和封头材料 (5)2.2各零、部件材料 (5)2.3焊接材料 (5)第三章工艺设计 (6)3.1壁厚设计 (6)3.1.1 筒体壁厚设计 (6)3.1.2 封头壁厚设计 (7)3.1.3 筒体及封头的水压强度校核 (7)3.2 人孔的设计 (8)3.2.1人孔的选择 (8)3.2.2 人孔的补强 (8)3.3 接口管的设计 (10)3.3.1 接口管的选用 (10)1、液氨进料管 (10)3.3.2 接口管汇总表 (11)3.4 鞍座的设计 (11)3.4.1 鞍座的选取 (11)3.4.2 鞍座的计算 (11)3.5 SW6校核 (12)第四章自我评价 (18)符号说明 (18)参考文献 (18)化工设备课程设计任务书一、设计题目液氨储罐设计姓名：王亮二、设计参数及要求介质：液氨设计使用年限：15年建议使用材料：2、设计要求1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及说明应清楚；3.所有标准件均要写明标记或代号；4.设计计算书目录要有序号、内容、页码；5.设计计算书中与装配图中的数据一致。

如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更；6.书写工整，字迹清晰，层次分明；7.设计计算书要有封面和封底，均采用B5纸，横向装订成册；8.完成ppt汇报。

三、设计内容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.绘制装配图（1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图；（2）确定支座、接管、人孔及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。

目录第一章、绪论-----------------------------------------------------21.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------52.设计任务-----------------------------------------------------3.设计思路-----------------------------------------------------4.2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------53.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-----------------------------------61.材料选择与论证-------------------------------------------------62.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-------------------------------------------------91.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------92.计算封头的壁厚------------------------------------------------103.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------104.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------115.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------136.选择液位计----------------------------------------------------147.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………第一章、绪论1、液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。

《化工设备机械基础》课程设计设计题目: 液氨贮罐设计2011年12月制附：设计任务书一、设计题目10.0m3液氨贮罐的设计二、设计参数及要求一、设计参数液氨压力:16Kg/cm²;温度：40℃；公称容积：10.0m³操作容积：9.0m³介质: 液氨设计利用年限:10年建议利用材料:16MnR二、设计要求按照设计参数, 对液氨贮罐的主要元件(筒体、封头)进行正确的强度、刚度和稳定性计算和结构设计；对贮罐的附件进行选型；熟悉贮罐质量的查验方式；绘制出贮罐的装配图；三、设计内容一、概述二、罐体的设计(1)罐体的PN、DN肯定(2)筒体壁厚的设计(3)封头壁厚的设计(4)筒体长度的设计3、罐体的压力实验(1)罐体的水压实验(2)罐体的气压实验4、罐体附件的选型及尺寸设计(1)工艺接管的设计(2)支座的设计(3)人孔的设计(4)液面计的设计五、罐体的开孔及补强的计算(1)允许开孔的范围(2)开孔补强的设计计算(3)补强圈的设计5、设计结果汇总6、10.0m3液氨贮罐装配图7、设计评述四、图纸要求10.0m3液氨贮罐装配图，A1号图纸五、参考资料[1] 汤善甫、朱思明等编.化工设备机械基础[M] . 上海：华东理工大学出版社.[2] 化工设备设计手册.材料与零部件（上）. 上海科学技术出版社.1981[3] 广西大学《实用机械零部件手册》编写组. 实用机械零件手册.广西科学技术出版社附：目录一、液氨储罐的工艺设计计算 (1)1、罐体的设计 (1)、罐体的PN、DN肯定 (1)1.1.1、罐体DN的肯定 (1)1.1.2、釜体PN的肯定 (1)、筒体壁厚的设计 (1)1.2.1、设计参数的肯定 (1)1.2.2、筒体壁厚的设计 (1)1.2.3、刚度条件设计筒体的最小壁厚 (1)、罐体封头壁厚的设计 (2)2.3.1、设计参数的肯定 (2)2.3.2、封头的壁厚设计 (2)2.3.3、封头的直边、体积及重量的肯定 (2)、筒体的长度设计及重量的肯定 (2)、贮罐的压力实验 (3)、罐体的水压实验 (3)1.6.1、液压实验压力的肯定 (3)1.6.2、液压实验的强度校核 (3)1.6.3、压力表的量程、水温的要求 (3)1.6.4、液压实验的操作进程 (3)、罐体的气压实验 (3)1.7.1、气压实验压力的肯定 (3)1.7.2、气压实验的强度校核 (3)1.7.3、压力表的量程、气温的要求 (4)1.7.4、气压实验的操作进程 (4)2、罐体的开孔与补强 (4)、开孔补强的设计准则 (4)、开孔补强的计算 (4)2.2.1、开孔补强的有关计算参数 (4)2.2.2、补强圈的设计 (5)3、罐体附件的选型及尺寸设计 (5)、工艺接管的设计 (5)3.1.1、液氨进料管 (5)3.1.2、液氨出料管 (5)3.1.3、排污管 (5)3.1.4、安全阀接口管 (6)3.1.5、压力表接口管 (6)、支座的设计 (6)、鞍座的计算 (6)、安装位置 (7)、人孔的设计 (7)、液面计的设计 (7)二、设计结果一览表 (8)三、课程设计总结 (9)四、参考资料 (10)一、液氨储罐的工艺设计计算1、罐体的设计、罐体的PN、DN肯定1.1.1、罐体DN的肯定液氨贮罐的长径比L/D i一般取3～，本设计取L/D i＝，由V＝(πDi2/4) L＝10和L/D i ＝，得：D i==1569mm。

课程设计任务书课程名称：化工设备机械基础课程设计设计题目：14.0 m3液氨贮罐的设计（一）、教学要求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等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（二）、设计资料及参数本设计任务为设计一14.0 m3液氨贮罐的设计。

设计条件如下：1、最高工作温度为40度，氨的饱和蒸汽压 1.55 兆帕；32、液氨的储量为14.0 m3 试根据上述设计条件完成液氨贮罐的设计。

（三）、设计要求及成果1. 确定容器材质；2. 确定罐体形状及名义厚度；3. 确定封头形状及名义厚度；4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图 1 张（A2）。

二设计步骤1. 储罐材质的选取根据储罐设计的温度、压力要求集体积介质的综合考虑《化工设备机械基础》P114表6—7，GB150规定使用的低合金结构钢，选取钢号为16MnR的低合金钢。

2. 罐体的长度、公称直径（内径）设计根据液氨的储量14.0m3，有D i L 14即D i2L 17.832i取L=3.7m，D i =2.2m。

由所选数据可得：液氨的储量为D i L 3.14 2.2 3.7 14.06m322满足要求。

3．罐体壁厚设计1）设计压力P容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。

应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力般是指容此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力P W的 1.05-1.1 倍，取设计压力P=1.1PW(已知P W=1.45MPa表压)所以P=1.1PW=1.6MPa2)罐体的焊接系数φ查《化工机械设备基础》的表14-5 ，对此罐体采用双面全焊头对接焊缝，进行100%全部无损检查，则焊接系数φ =1.03 )储罐钢材的最大许用应力[σ]t40o4) 腐蚀余量由于储存液体为液氨溶液 , 所以介质对材质的腐蚀为轻度腐 蚀, 腐蚀速率在 0.05-0.13mm/a ，同时储罐为单面腐蚀，则取腐 蚀余量 C 2=1.0mm 。

液氨贮罐的机械设计YEAN CHUGUAN DE JIXIE SHEJI──《化工设备机械基础》课程设计指导过程机械系编淮海工学院机械工程学院2010.12§1 目的和要求一、课程设计的目的化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要教学环节。

在老师指导下，通过课程设计，培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。

因此，完成本课程设计应达到以下目的：1.通过课程设计，把化工设备机械基础课程和有关先修课所学知识，在设计中综合地加以运用，从而得到巩固、深化和提高。

2.培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。

3.使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关设计标准、规范、手册、图集等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力，以完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的基本训练。

二、化工设备机械基础课程设计的要求1.树立正确的设计思想结合生产实际综合地考虑经济、实用、可靠、安全和先进等方面的要求，严肃认真地进行设计。

2.要有积极主动的学习态度在课程设计中遇到的问题，要随时复习有关教科书，可查阅资料，通过积极思考，提出个人的见解主动解决，不要简单地向指导老师索取答案。

3.正确处理好几个关系（1）继承和发展的关系强调独立思考，并不等于设计者凭空设想，不依靠设计资料和继承前人经验。

学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是培养设计能力的重要方面。

（2）正确使用标准规范化工设备的设计非常强调标准规范，但标准规范的使用并不排斥创新的发展，因此在遇到与设计要求矛盾时，通过严密的论证可以放弃标准而服从设计要求。

（3）统筹兼顾，抓主要矛盾①计算结果要服从结构设计的要求当理论计算的结果在结构上无法实现时，应对计算结果进行修正。

因为计算结果对零件尺寸的确定只能提供某一方面的依据。

②正确处理计算与画图的关系设计中要求算、画、选、改同时进行，但零件的尺寸应以最后图样确定的为准。

XX学院本科课程设计题目: 液氨储蓄罐的机械设计专业: 应用化学学院: 化学XX 学院班级: XX级XX 班姓名: XXX 学号: XXX指导教师: XXX目录一、设计条件 (3)二、设计内容 (3)1.选择符合要求的材料 (3)2.确定设计参数 (3)3.罐体壁厚设计 (4)4.封头壁厚设计 (5)5.校核水压实验强度 (5)6.应力的计算 (6)7.鞍座的设计 (8)8.人孔的设计 (9)9.人孔的补强 (10)10.接口管的设计 (11)五、课程设计收获 (12)六、设计符号说明 (12)七、参考资料 (13)液氨储罐的机械设计一、设计时间2016年10月25日-2016年12月25日二、设计条件1.工艺条件；温度40℃, 氨的饱和蒸汽压1.55MPa2.贮罐筒体为圆柱形, 封头为标准椭圆封头3.贮罐容积V（单位m3）: 204.使用地点：XX三、设计内容1.选择符合要求的材料因为液氨的腐蚀性小, 贮罐可选用一般钢材, 但由于液氨贮罐属于带压容器, 可以考虑20R和16MnR这两种钢种。

而16MnR在中温（475℃以下）及低温（-40℃以上）的机械性能优于20R, 是使用十分成熟的钢种, 质量稳定, 可使用在-40-475℃场合, 故在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。

2.确定设计参数(1)设计温度题目中给出设计温度取40℃。

(2)设计压力在夏季液氨储罐经太阳暴晒, 随着气温的变化, 储罐的操作压力也在不断变化。

通过查阅资料可知包头最高气温为40℃, 通过查表可知, 在40℃时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为 1.55MPa, 密度为580kg/m3, 而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。

一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件, 其值不低于工作压力。

此液氨储罐采用安全法, 依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力/的/倍, 取设计压力/（已知/表压）所以 /。

设计任务书课题：液氨贮罐的机械设计设计内容：根据给定的工艺参数设计一个液氨贮罐相关工艺参数：最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2800mm筒体长度（不含封头）：L0=4500mm 设计操作步骤：1.筒体材料的选择2.罐的结构及尺寸3.罐的制造施工4.零部件型号及位置、接口5.相关校核计算设计人: XXX学号：080801XXXX下达时间：2011年11月25日完成时间：2011年12月26日目录前言 (1)1设计方案 (2)1.1设计原则 (2)1.2材料的选择 (2)1.3结构的选择 (2)2设计参数 (4)3设计计算 (5)3.1壁厚的计算 (5)3.1.1筒体壁厚 (5)3.1.2封头壁厚 (5)3.2鞍座承载能力计算 (7)3.2.1罐体质量m1 (7)3.2.2 封头质量m2 (7)3.2.3液氨质量m3 (7)3.2.4附件质量m4 (7)3.3人孔补强计算 (8)4附件选择 (11)4.1人孔选择 (11)4.2接口管的选择 (11)4.2.1液氨进料管 (11)4.2.2液氨出料管 (11)4.2.3液面计接口管 (11)4.2.4安全阀接口管 (11)4.2.5放空阀接口管 (11)4.2.6排污管 (11)5参数校核 (12)5.1筒体轴向应力校核 (12)5.1.1筒体轴向弯矩计算 (12)5.1.2筒体轴向应力计算 (12)5.2筒体和封头切向应力校核 (14)5.2.1筒体切向应力计算 (14)5.2.2 封头切向应力计算 (14)5.3筒体环向应力校核 (14)5.3.1环向应力计算 (14)5.3.2环向应力校核 (15)5.4鞍座有效断面平均压力 (15)6设计汇总 (17)7小结 (21)参考文献 (22)前言本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。

液氨作为一种重要的化工原料，在工业上应用广泛。

化工机械设备基础课程设计---13m3液氨贮罐的设计设计任务书一、设计题目13m3液氨贮罐的设计二、设计任务设计一个容积为13m3液氨贮罐三、设计条件1.最高温度40℃，氨的饱和蒸汽压为1.55Mpa2.液氨的储量为13m3四、设计步骤1.确定容器的材质根据液氨贮罐的工作压力、工作温度和介质的性质可知该设备为一中压常温设备，介质对碳钢的腐蚀作用很小。

故选材料时，主要考虑的强度指标（指σs和σb）和塑性指标适合的材料有：A3R、20g、16MnR、15MnVR。

为了节省金属，高压设备应优先选取普通低合金钢、中强度。

凡属强度计算为主要的中压设备亦以采用普通低合金钢为宜。

因为屈服强度分别为343MPa 和392MPa的普通低合金钢，其材料价格与碳素钢差不多，但强度比碳素钢约高30%-60%，采用该类钢材制造压力容器，可以有效地减少设备质量，降低成本，给设备的制造、运输、安装带来很大的方便。

其中16MnR的机械加工性能、强度和塑性指标都比较好，综合金属的强度、刚度、温度、抗腐蚀能力等方面考虑选用16MnR制作罐体和封头。

2. 确定罐体的形状及内径（1）由于此容器为液氨贮存性容器，所以此容器选用罐身为圆筒形，两端均用标准椭圆形封头的卧式容器。

（2）内径的确定根据《化工设备机械与基础》中的表8-1压力容器的公称直径，由于V=13m3液氨贮罐，试选用Di=1600mm,设罐身的长度为L，则2×V1+V2× L= 26m3V1——标准椭圆形封头的容积查表为0.586 m3V2——筒体每米的容积查表为2.017 m3求得L=2.40m.由L/Di=1.5 符合L/Di=2-9所以次容器的罐身的长度L=2400mm，公称直径Di=1600mm3.罐体壁厚设计设计壁厚δd根据公式计算：40o C温度时，16MnR钢材的许用应力表钢材厚度δn (mm)许用应力[σ]t(MPa) 屈服极限σs(MPa)＜16 1734516∽36 16332536∽60 157305负偏差查表：钢材厚度δn(mm)6-7 8-25 26-30 32-34式中 P-设计压力。

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：张辉学号：10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=3900mm筒体长度（不含封头）：L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：10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。

目录第一章液氨储罐设计参数的确定 (6)罐体和封头的材料的选择 (6)设计温度与设计压力的确定 (6)其他设计参数 (6)第二章工艺计算 (8)壁厚的设计 (8)筒体壁厚的计算 (8)封头壁厚的计算 (9)筒体与封头水压强度的校核 (9)鞍座的设计 (11) (11)罐体质量W1 (11)液氨质量W2其他附件质量W (11)3设备总质量W (11)鞍座的选择 (12)选择人孔并核算开孔补强 (13)人孔选择 (13)开孔补强的计算. (13)选配工艺接管 (16)液氨进料管 (16)液氨出料管 (16)排污管 (16)安全阀接口 (16)液面计接口管 (16)放空管接管口 (17)第三章参数校核 (18)筒体轴向应力校核 (18)筒体轴向弯矩计算 (18)筒体轴向应力计算 (19)筒体和封头切向应力校核 (21)筒体切向应力计算 (21)封头切向应力计算 (21)筒体环向应力的计算和校核 (21)环向应力的计算 (21)环向应力的校核 (22)鞍座有效断面平均压力 (23)第四章设计汇总 (24)符号汇总 (24)公式汇总 (25)第五章小结 (27)第六章参考文献 (28)第七章附录 (29)第一章液氨储罐设计参数的确定罐体和封头的材料的选择纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR.这两种钢种。

湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书课程设计题目: 液氨储罐设计姓名邹晓双学号专业年级12级化工2班指导教师鲁德平日期目录一、设计任务书 (1)二、液氨储罐设计参数的确定 (2)1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2)2、确定设计温度与设计压力 (2)3、其他设计参数 (2)三、筒体和封头壁厚的计算 (2)1.1设计参数的确定 (3)1.2筒体壁厚的设计 (3)1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3)2、罐体封头壁厚的计算 (3)3、罐体的水压试验 (3)3.1液压试验压力的确定 (3)3.2液压试验的强度校核 . (3)3.3压力表的量程、水温的要求 (3)3.4液压试验的操作过程 (3)4、罐体的气压试验 (4)4.1气压试验压力的确定 (4)4.2气压试验的强度校核 (4)4.4、气压试验的操作过程 (4)四、罐体的开孔与补强 (4)1、开孔补强的设计准则 (4)2、开孔补强的计算 (4)2.1、开孔补强的有关计算参数 .......................5 2.2、补强圈的设计 (5)五、选择鞍座并核算承载能力 (5)1、支座的设计 (5)3、安装位置 (6)4、人孔的设计 (6)5、液面计的设计 (7)六、选配工艺接管 (7)1、液氨进料管 (7)2、液氨出料管 (7)3、排污管 (7)4、安全阀接口管 (7)5、压力表接口管 (8)七、设计结果一览表 (9)八、液氨储罐装配图（见附图）...............................一、设计任务书试设计一液氨储罐，其公称容积、储罐内径、罐体（不包括封头）长度见下表。

使用地点：家乡--湖北省十堰市竹溪县。

技术特性表二、液氨储罐设计参数的确定1、根据要求选择罐体和封头的材料纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR.这两种钢种。

如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR钢板的价格虽比20R 贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。

设计任务书一、设计题目13m3液氨贮罐的设计二、设计任务设计一个容积为13m3液氨贮罐三、设计条件1.最高温度40℃，氨的饱和蒸汽压为1.55Mpa2.液氨的储量为13m3四、设计步骤1.确定容器的材质根据液氨贮罐的工作压力、工作温度和介质的性质可知该设备为一中压常温设备，介质对碳钢的腐蚀作用很小。

故选材料时，主要考虑的强度指标（指σs和σb）和塑性指标适合的材料有：A3R、20g、16MnR、15MnVR。

为了节省金属，高压设备应优先选取普通低合金钢、中强度。

凡属强度计算为主要的中压设备亦以采用普通低合金钢为宜。

因为屈服强度分别为343MPa 和392MPa的普通低合金钢，其材料价格与碳素钢差不多，但强度比碳素钢约高30%-60%，采用该类钢材制造压力容器，可以有效地减少设备质量，降低成本，给设备的制造、运输、安装带来很大的方便。

其中16MnR的机械加工性能、强度和塑性指标都比较好，综合金属的强度、刚度、温度、抗腐蚀能力等方面考虑选用16MnR制作罐体和封头。

2. 确定罐体的形状及内径（1）由于此容器为液氨贮存性容器，所以此容器选用罐身为圆筒形，两端均用标准椭圆形封头的卧式容器。

（2）内径的确定根据《化工设备机械与基础》中的表8-1压力容器的公称直径，由于V=13m3液氨贮罐，试选用Di=1600mm,设罐身的长度为L，则2×V1+V2× L= 26m3V1——标准椭圆形封头的容积查表为0.586 m3V2——筒体每米的容积查表为2.017 m3求得L=2.40m.由L/Di=1.5 符合L/Di=2-9所以次容器的罐身的长度L=2400mm，公称直径Di=1600mm3.罐体壁厚设计设计壁厚δd 根据公式计算：40o C温度时，16MnR钢材的许用应力表负偏差查表：式中 P-设计压力。

本贮罐在夏季最高温度可达40℃，这时氨的饱和蒸气压为1.55MPa（绝对压力)，故取p=1.1×1.45=1.6 MPa (表压)；Di=1600mm；[σ]t ＝170MPa(表8-7)；φ＝1.O(双面对接焊缝，100％探伤，表8-10)；C2=1mm 于是：δd =[]ppD-⨯⨯φσ2+C2=6.10.1170216006.1-⨯⨯⨯+1=8.6mm取C1＝0.8mm （见表8-11），圆整后取δ＝12mm 厚的16MnR 钢板制作罐体。

目录第一章绪论 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计思路 (2)1.3 设计特点 (2)1.4 主要设计参数的确定及说明 (3)第二章材料及结构的选择与论证 (4)2.1 材料的选择与论证 (4)2.2 结构的选择与论证 (4)第三章设计计算 (7)3.1 公称直径DN的确定 (7)3.2 计算筒体的壁厚 (7)3.3 计算封头的壁厚 (8)3.4 水压实验及其强度校核 (8)3.5 选择人孔并核算开孔补强 (9)3.6 选择鞍座并核算承载能力 (9)3.7 选择液位计 (14)3.8 选配工艺接管 (14)第四章设计小节 (15)第一章绪论1.1设计任务设计题目：液氨储罐机械设计公称容积（）：50工作压力（MPa）：3.2工作温度（℃）：40材料：16MnR设计任务主要分两个阶段：（1）准备阶段A、准备好设计资料、手册、图纸、说明书的报告纸B、认真研究、分析设计任务及有关设计数据，明确设计要求及设计内容C、认真复习有关教科书内容，熟悉有关资料及步骤D、结合有关图纸，了解设备结构及作用（2）机械设计阶段A、根据设计参数，论证选材、论证物料的腐蚀性及对环境的污染情况B、根据计算有关壳体的尺寸，根据压力计算壳体壁厚，校核壳体的强度，确定合理尺寸C、选用零部件，查标准及手册，确定尺寸和结构D、计算设备重量，列表有关附件的重量E、绘制设备总装图，进行缩小或放大绘图比例F、提出技术要求，对设备制造、检验、安装提出技术地求，并在总图上标注清楚G、编写设计说明书1.2设计思路各种石油化工设备，虽然大小不一、形状不同，但都有一个受到内压或外压作用的称之为压力容器的外壳。

压力容器是化工生产所用的各种各样化工设备外部壳体的总称。

所以，容器设计是所有化工设备设计的基础。

综合运用所学的机械基础课程知识，考虑结构方面的要求，合理地进行设计，研究出最佳方案。

1.3设计特点对化工压力容器的基本要求：（1）安全可靠性的要求要求所使用的设备具有足够的强度、韧性和刚度，以及良好的密封性和腐蚀性。