《卧式容器设计》PPT课件

目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，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，并编写设计说明书。

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。

在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。

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，合理地进行设计。

1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。

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。

目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，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，并编写设计说明书。

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。

在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。

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，合理地进行设计。

1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。

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。

1.1设计数据的1.05-1.1倍，本次设计选取 1.1，故设计压力为0.4x1.1=0.44MPa。

一、计算筒体和圭寸头壁厚：1、筒体壁厚：已知：D=3000mm , p gh 1000 9.8 3 10压力小于5%设计压力，所以液柱压力可以忽略。

查表得t 189MPa选标准椭圆封头，则其形状系数K=1 1KP c D i 1 0.44 30004.46 mmh t2 0. 5P c 2 148 1 0. 5 0.44nh ( h C1 C2) [4.46 0. 3 1. 5]mm 7mm封头壁厚: 2、0. 0294MPa，可知液柱P c D 0.44 3000P c 2 148 1 0.444.46 mmG=0.3mm C2=1.5mmC1 C2) (4.46 0. 3 1. 5) 7mm (G C2) [7 (0. 3 1. 5)] mm 5.2 mmeh nh (G C2) [7 (0.3 1.5)] mm 5.2mm 由此可得:公称直径DN/mm 总深度H/mm 容积Vf/m 33000 790 3.817注：图中Hi表示封头的曲面深度，Di为筒体的内径即：公称直径DN , n为封头名义厚度。

封头名义厚度为nh 7mm,封头深度为H 790mm，直边高h为40mm1、设备总重Q：Q mr ax g 78780 10N 787800N2、作用于每个支座上的反力：三、筒体轴向应力验算：1、轴向弯矩计算：已知：L=(8000+80)mm=8080mm , A=750mm , H=790mm , i&1500mm(1)鞍座截面处的弯矩:235000N ? m(2)跨中截面处的弯矩:计算容器重量载荷和支座反力:787800N 393900NRmRi5 2(1500 )mm 1503mmM a FA1A R2H2L 2AL )1 4H)393900 750 (13L,750 150027900218080 2 750 8080)N ? mmd4 790 ?1 3 8080图1-1 :椭圆圭寸头示意图2、轴向应力计算：由上面的计算结果可知跨中截面弯矩远大于鞍座截面处的弯矩，要计算跨中截面处的弯矩在筒体跨中截面的轴向应力:则满足强度及稳定性的要求 四、鞍座处的切向剪应力校核： A 350 因 △.芟00.496 0.5，即• A 0.5R m ,可认为鞍座靠近封头，封头对R m 705鞍座处筒体有加强作用。

卧式容器第一节 概述卧式容器的设计，除按常规计算圆筒、封头外，还应验算支座处的局部应力。

此局部应力的计算取决于支座的结构型式。

卧室容器的支座型式有鞍式支座、圈座和支腿式支座。

一般对于大直径的薄壁容器和真空操作的卧式容器或支承点多于两个时可采用圈座。

支腿式支座结构虽简单，但由于支承反力集中于局部壳体上，故只适用于较轻的小型卧式容器。

对于较重的大设备，通常采用鞍式支座。

目前应用的鞍式支座，大多是双鞍座式。

从受力情况来分析，支座越多其容器内产生的应力越小，但由于地基不均匀的沉陷、基础水平度的误差或筒体不直、不圆等因素造成支座反力分布不均，反而使局部应力增大，因此一般都采用双支座。

对于此类卧式容器，其受力分析和强度设计都以齐克（L.P.Zick ）提出的理论为基础，即将卧式容器当作受均布载荷的双支点的外伸简支梁来分析的，但这种近似分析所求得的各项应力与通过实验测定的各应力值并不完全相同，所以在应力计算式中进行了修正，并按应力的性质对各应力值进行了控制。

我国及其他不少国家都以此理论为依据制订卧式容器的设计规范。

第二节 卧式容器计算一、设计规范1、GB150《钢制压力容器》——国家标准 适用范围：（1）鞍式支座（或圈座）支承的薄壁容器； （2）几何形状对称、载荷均布的容器； （3）承受非交变性载荷作用的容器；（4）两支座，且鞍座形心到封头切线之间的距离A ≤0.2L ； （5）鞍座包角θ在120°≤θ≤150°范围内。

2、HGJ16《钢制化工容器强度计算规定》——化工部标准 适用范围：三鞍座卧式容器的设计和计算。

二、受力分析1、受力分析图、弯矩图和剪力图（见图1）2、外载荷（1） 设计压力p （内压或外压） （2）（2）均布载荷q容器的质量作用于假想的简支梁（即卧式容器）上，容器质量包括容器自身质量、充满水或所容介质的质量、所有附件及保温层等质量。

简支梁的长度为筒体L 加上两个封头的折算长度，封头折算长度2/3h i ；得单位长度载荷q 。