容器设计举例(17)
容器设计的基本知识
p≥100
2 容器的分类
按容器壁温分类 常温容器： -20＜壁温≤200℃ 高温容器：壁温达到材料蠕变温度 碳素钢或低合金钢容器＞ 420℃ 合金钢＞ 450℃ 奥氏体不锈钢＞ 550℃ 中温容器：在常温和高温之间 低温容器：壁温≤ -20℃,
-20℃ ～-40℃为浅冷容器 5 壁温≤-40℃ 为深冷容器。
8.技术经济指标合理 经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费 用和生产总成本。
19
化工容器设计
容器设计的基本知识
1
1 容器的结构
容器——化工生产所用各种设备外部壳体的总称。 容器的结构
化工设备通 用零部件
2
2 容器的分类
按用途分类（从工艺的角度）
盛装或储存——储罐、计量槽、压力缓冲器；
实现化学反应——合成塔、反应釜、变换炉等；
实现传热——加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、 废热锅炉、水洗塔等； 实现传质、分离——分馏塔、吸收塔、干燥塔、 过滤器、分离器等。
3
2 容器的分类
按承压性质分类（从安全的角度）
内压：内部介质压力大于外界压力 外压：内部介质压力小于外界压力 真空：内部压力小于一个绝对大气压力（0.1MPa)的外压容器
容器分类 低压容器 中压容器 高压容器 超高压容器
设计压力（表压）p （MPa） 0.1≤p＜1.6 1.6≤p＜10 10≤p＜100
11
（板卷） 筒体 无缝管
封头 接管
3 容器的零部件标准化
公称压力：容器及管道的操作压力经标准化以后的 标准压力称为公称压力，PN表示。 压力容器法兰与管法兰的公称压力（MPa）
压力容器法兰 0.25 管法兰 0.25 0.6 0.6 1.0 1.0 1.6 1.6 2.5 2.5 4.0 4.0 6.4 5.0 10 15 25
《容器设计举例》课件
案例三：智能硬件界面设计
总结词
简洁直观、交互友好
详细描述
智能硬件界面设计应简洁直观，提供清晰的操作指引，使用户能够快速上手。同时，设计应注重交互友好，提供 自然、流畅的交互体验，使用户能够轻松控制智能硬件。
案例四：游戏界面设计
总结词
个性化、沉浸式体验
详细描述
游戏界面设计应注重个性化，符合游戏主题和风格，使用户沉浸在游戏世界中。同时，设计应提供流 畅的操作体验，方便用户在游戏中进行各种操作，提高游戏体验。
详细描述
在容器设计中，应注重交互设计，考虑用户 的操作习惯和需求。例如，可以通过点击、 滑动等简单操作实现容器的打开和关闭；同 时，可以设置动画效果，增强容器的动态感 和趣味性，提高用户体验。
如何保持设计的一致性
总结词
保持设计的一致性能够提高容器的品牌形象 和用户体验。
详细描述
在容器设计中，应遵循统一的设计规范和风 格，保持设计的一致性。例如，可以制定一 套设计语言，规范颜色、字体、图标等元素 的使用；同时，要注意与其他界面的协调性
经济性
容器设计应考虑成本因素，做 到经济实用，符合市场需求。
容器设计的应用场景
01
02
03
包装设计
通过容器设计对商品进行 包装，提升商品的美观度 和附加值。
展示设计
通过容器设计展示物品， 如博物馆、展览馆等展示 场所。
家居设计
通过容器设计装饰家居环 境，提升家居的美观度和 实用性。
02 容器设计案例分析
，保持品牌形象的一致性。
04 容器设计发展趋势与展望
容器设计的发展历程
古代容器设计
以实用为主，注重材料选 择和制作工艺，如陶器、 青铜器等。
【免费下载】化工设备机械基础
由于外力形式的不同，有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。抗拉强度是 压力容器设计常用的性能指标，
(3) 蠕变极限（ n ）
蠕变现象
联合作用下
高温 （比如：碳素钢＞420℃，合金钢＞450℃）
一定应力
金属将逐渐产生塑性变形
[实例 1] （某工厂的蒸汽管，由于存在蠕变，管径随时间的延长不断增大，壁厚减薄，最 后导致破裂。） [实例 2] （汽轮机的叶片，可能因蠕变发生过大的塑性变形，以致与轮壳相碰而打碎。）
3
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
第二节 压力容器结构设计
过系数K来体现平盖周
边的支承情况，K值越 小,平盖周边越接近固支； 反之就越接近于简支。
形等。
焊接接头
一、焊接接头形式 对接接头 焊接接头形式 角接接头及 T字形接头 搭接接头
（a）对接接头； （b）角接接头； （c）搭接接头 图2-8 焊接接头的三种形式
1．对接接头
结构： 特点： 两个相互连接零件在接头处的中面处于同一平面或 同一弧面内进行焊接的接头。 受热均匀，受力对称，便于无损检测，焊接质量容 易得到保证。
之间的纵焊缝应相 互错开75°。 筒节的长度视钢板的
宽度而定，层数则随
所需的厚度而定。
一、多层包扎式(续)
图2-1 多层包扎筒节
一、多层包扎式(续)
3、优点： 制造工艺简单，不需大 型复杂加工设备； 安全可靠性高，层板间 隙具有阻止缺陷和裂纹 向厚度方向扩展的能力； 减少了脆性破坏的可能 性； 包扎预应力改善筒体的 应力分布； 对介质适应性强，可选 择合适的内筒材料。 4、缺点： 筒体制造工序多、周期长、效率 低、钢材利用率低（仅60%左 右）； 深环焊缝对制造质量和安全有显 著影响。 ①无损检测困难，环焊缝的两侧均 有层板，无法用超声检测，只能射 线检测；②焊缝部位存在很大的焊 接残余应力，且焊缝晶粒易变得粗 大而韧性下降；③环焊缝的坡口切 削工作量大，且焊接复杂。
五、锥形封头
无折边锥壳
轴对称锥壳
折边锥壳 特点：结构不连续，应力分布不理想
排放固体颗粒和悬浮或粘稠液体 应用 不同直径圆筒体的中间过渡段 中、低压 容器
（a）无折边锥壳； （b）大端折边锥壳； 图2-7 锥壳结构形式
（c）折边锥壳
平盖
理论分析： 以圆平板应力分析 为基础，分为周边 固支或简支； 几何形状： 圆形、椭圆形、长 圆形、矩形及正方 工程计算：采用圆平板理论 为基础的经验公式，通 实际上：介于 固支和简支之间；
第十三章容器支座
将角钢（A型）、钢管（B 型）和H型钢直接焊在容器 筒体的外圆柱面上，在筒体 与支腿之间可以设置加强 板，也可以不设置加强板。
角钢支柱及H型 钢支柱的材料应 为Q235A；钢管 支柱应为20号钢。
适用范围：
（ 1）公称直径DN400～1600； （2）圆筒长度L与公称直径DN之比 L/DN<5； （3）容器的总高H<8m。
（2）同DN的鞍座按其允许承受的最大载 荷分为轻型（A型）和重型（B型）。其中 重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。鞍座形式 汇总于下表中。 DN≤900mm的鞍座只有重型。 （3）鞍座大都带有垫板，但DN≤900mm 的鞍座也有不带垫板的。
（4）根据底板上的螺 栓孔形状不同,鞍座 分为F型(固定支座) 和S型(活动支座)。
3.耳式支座的标记： JB/T 4712.3－2007，耳座 × ×-×
材料（I,II,III,IV） 支座号(1~8) 型号(A、B、C)
举例：A型，3号耳式支座，支座材料为 Q235A, 垫板材料16MnR 标记为：JB/T4712.3-2007，耳座A3-I
材料：Q235A/16MnR
二、腿式支座（JB/T 4712.2-2007）
6~8
1~5 B型
6~8
C型 1~3 4~8
2. 耳式支座的选用
第一步：根据公称直径DN及估算的总重量预选一 标准支座及支座数目，计算出一个支座实际承受的 载荷Q 。 m 0g Q 10－3 kN kn 第二步：将所设定支座的允许载荷[Q]从表13－5或 表13－6中查出。比较 [Q]与 Q。 第三步：校核支座反力Q对器壁产生的外力矩M,如 果M ≤ [M],所选用的支座可用。否则，需选大一 号的支座或增加支座数目。 Q (l 2－S1 ) M kN m 3 10
圆筒形件冲压工艺设计
3.3凸、凹模工作部分的尺寸
• （1）凹模圆角半径rd
• 查表4-6，rd1取12t,即6mm。
• （2）凸模圆角半径rp
• 可取rp=rd,最后一道拉深时rp等于零件的圆角半径， 3个圆角半径分别为6mm,4.5mm,2mm。
• （3）凹、凸模间隙c
• 不用压边圈拉深时，c=(1～1.1)tmax • 取c为0.5mm。
1.冲压件特点
该冲压件为圆筒形件 尺寸不大，精度要求 较高材料较薄
2.工程应用举例
• 饭盆，脸盆，圆桶，易拉罐等筒形容器 • 液化气罐等压力容器
3.工艺计算及其模具设计
3.1工艺分析
• （1）冲压件的形状和尺寸
• 该零件为圆筒形拉深件件,材料很薄，拉深高度较 大，需多次拉深。内壁圆角半径大于料厚的5倍， 不用增加整形工序。
• （2）冲压件精度
• 查表7-10和7-11可知，圆筒件径向精度可以达到， 但高度尺寸精度相差太大，无法达到，且板料太 薄，影响拉深质量。
（3）尺寸标注
图中要求保证外壁尺寸，高度方向尺寸以底部为 基准高度尺寸容易保证。
（4）生产批量
图中没有给出要求，冲压生产宜采用大批量生产 方式，以取得经济效益。
• （4）凹、凸模尺寸及制造公差
• 凹模尺寸：
• 凸模尺寸：
• 3.4拉深力计算 • 3.5拉深功
3.6 工艺方案
• 方案一: （1）落料和首次拉深。 （2）第二次拉深。 （3）第三次拉深。
方案二：（1）落料和首次拉深。 （2）两次拉深同时进行。
经比较，选择方案二。
3.7 模具结构形式的确定
3.6 设备选择
结论：该圆筒件要进行冲压生产，需要增加 料厚，取0.5mm，多次拉深，降低高度方向 精度要求，且大批量生产才合理。
《化工设备机械基础》课程教学大纲
《化工设备机械基础》课程教学大纲制定人：吴淑晶教学团队审核人：门勇开课学院审核人：饶品华课程名称：化工设备机械基础/ Fundamental Chemical Process Equipment课程代码：040320适用层次（本/专科）：本科学时：32 学分：2 讲课学时：30 上机/实验等学时：2 考核方式：考查先修课程：高等数学、机械制图适用专业：化学工程与工艺、制药工程教材：喻健良，王立业，刁玉玮．化工设备机械基础（第七版），“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，大连：大连理工大学出版社，2013．主要参考书：1.董大勤．化工设备机械基础．北京：化学工业出版社，2003.2.喻健良．化工设备机械基础．大连：大连理工大学出版社，2009.3.潘永亮．化工设备机械基础．北京：科学出版社，2007.4.全国压力容器标准化技术委员会．GB150-1998《钢制压力容器》．北京：学苑出版社，1998.5.全国压力容器标准化技术委员会．GB151-1999《管壳式换热器》．北京：学苑出版社，1999.一、本课程在课程体系中的定位培养学生化工设备设计的初步能力。
二、教学目标1.培养学生的工程意识。
2.培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.培养学生化工设备设计的初步能力。
三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1.掌握化工设备常用材料及选材原则。
2.了解化工容器规范设计的基本知识。
3.了解压力容器使用和管理等方面的基本知识。
4.了解理论知识与工程实际的联系，培养学生的工程意识。
5.分析问题和解决问题的能力。
6.化工设备设计的初步能力。
四、教学内容与教学效果对照表五、教学内容和基本要求第1篇化工设备材料第1章化工设备材料及其选择教学内容：概述；材料的性能；金属材料的分类及牌号；碳钢与铸铁；低合金钢及化工设备用特种钢；化工设备的腐蚀及防腐措施；化工设备材料的选择。
教学要求：了解化工设备选材的重要性和复杂性；掌握材料的力学性能指标；掌握金属材料分类及牌号；掌握碳钢、低合金钢、特殊性能钢的种类；了解化工设备选材的原则；熟练运用化工设备选材原则解决选择材料问题。
化工机械第五章压力容器
即锥形壳体上环向应力是径向应力的两倍。由应力计算 公式可知，应力与α角成正比，α角增大，应力也随着增 加。两向应力随着r的增加而增加。在锥壳开口处，两向 应力有最大值，在锥顶端r=0处，两向应力为零。
第二十三页，编辑于星期六：十八点 二十五分。
第五章
压力容器
5.2.5边缘应力的概念
由应力分析及推导可知，当薄壁壳体的几何形状发生 突变，或载荷分布发生突变；或壳体厚度发生突变，材 料发生突变等，都会在突变处产生附加的局部应力，我 们称为边缘应力。这种局部应力有时会是薄膜应力的数 倍，甚至会导致容器失效，设计中应予以重视。
椭球形壳体上任一点的两向薄膜应力为：
P
2 b
a4 x2(a2 b2)
（5-4）
P
2 b
a
4
x2
(a2
b2
)[2
a
4
x
a4 2 (a2
b2
)
]
第二十一页，编辑于星期六：十八点 二十五分。
第五章
压力容器
由式（5-4）可知，椭球封头上的应力是随x的变化而变化 的。对于标准椭圆形封（a/b=2），封头顶点处的（x=0）， 两向应力有最大拉应力值，在封头边缘处（x=a），径向应 力为顶点处的1/2，环向应力为负应力，且其值与顶点处值 相等。
在工艺尺寸确定之后，为了满足安全和使用要求，还要 确定强度尺寸，零部件在机械设计时，应满足以下要求：
<1>强度———有足够的抵抗外力破坏的能力。
<2>刚度———有足够的抵抗外力变形的能力，以防 止变形过大。
<3>稳定性——有保持自身形状的能力，以防压瘪或
皱折。
第十二页，编辑于星期六：十八点 二十五分。
图形用户界面设计
中间容器（Jpanel）
1. 将组件添加到JFrame中 2. JPanel的使用
30
1、 将组件添加到JFrame中
方式之一： frame.getContentPane().add(childCom
ponent) 用getContentPane()方法获得JFrame的
内容面板，再对其加入组件，一般只使 用该方式添加组件。
Swing 是为了解决 AWT 存在的问题而 新开发的包，它以 AWT 为基础的。
10
上图列举了AWT和 Swing的关系，也可 以看出Swing是继承自AWT的。主要利 用Swing来设计图形化界面程序。
11
图形化界面设计—容器
1. Java基本类（JFC） 2. AWT和Swing的区别 3. Swing基本框架 4. 图形化设计步骤 5. 组件容器的使用
54
实例：
55
实例：
56
实例二：在中间位置中添加9个按钮
57
58
布局管理器之GRIDLAYOUT（网 格布局）
59
网格布局特点：
使容器中的各组件呈M行×N列的网格状分布。 网格每列宽度相同，等于容器的宽度除以网格
的列数。 网格每行高度相同，等于容器的高度除以网格
的行数。 各组件的排列方式为：从上到下，从左到右。 组件放入容器的次序决定了它在容器中的位置。 l容器大小改变时，组件的相对位置不变，大小
图形用户界面设计
1
Java图形化界面设计——容器 （JFrame）
2
程序是为了方便用户使用的，因此实现 图形化界面的程序编写是所有编程语言 发展的必然趋势，在命令提示符下运行 的程序可以让我们了解java程序的基本 知识体系结构，现在就进入java图形化 界面编程。
容器设计举例
容器设计举例容器设计是指在制造和设计产品时，考虑到储存和运输的需求，设计出合适的容器，以确保产品的完整性和安全性。
下面是几个精细的容器设计的例子：1.药物包装容器：药品容器设计需要考虑到产品的稳定性、保存期限和安全性。
一个精细的药物容器设计例子是盒式药瓶。
这种容器通常由塑料制成，具有密封性能，以保证药物的纯度和有效性。
盒式药瓶可提供独立包装单位，便于携带和使用。
此外，药物容器还可以设计成具有特殊标记或指示器的系统，以帮助患者准确使用药物。
2.食品储存容器：食品储存容器的设计需要考虑到保持食品新鲜和保存期限的要求。
精细的食品储存容器设计例子是真空密封塑料容器。
这些容器能够从环境中隔离食物，防止氧气和湿气进入，从而延长食物的保质期。
真空密封塑料容器通常具有弹性质地，可重复使用，并具有标记和刻度，方便用户使用。
3.化妆品包装容器：化妆品包装容器的设计需要考虑到产品配方的稳定性和外观的吸引力。
一个精细的化妆品包装容器设计例子是泵式瓶。
这种容器可以提供精确的剂量控制和方便的使用方式。
泵式瓶通常由玻璃或塑料制成，具有精致的外观设计和创新的喷嘴，以确保产品不受污染。
4.酒瓶设计：酒瓶设计需要考虑到产品的形象、品牌和保护酒的质量。
一个精细的酒瓶设计例子是香槟瓶。
这种瓶子具有独特的形状和设计，以增强产品的高贵感和独特性。
香槟瓶通常由厚重的玻璃制成，具有耐压性能，以保护酒液的气味和气泡。
5.电子产品包装容器：电子产品包装容器的设计需要考虑到产品的保护、易于携带和展示的要求。
一个精细的电子产品包装容器设计例子是透明塑料盒。
这种盒子由透明塑料制成，具有良好的抗冲击性和防水性能，可保护电子产品免受损坏。
透明塑料盒还可以通过其清晰的外观展示产品的特点和功能。
总的来说，精细的容器设计可以提高产品的价值、品质和竞争力。
无论是药物、食品、化妆品还是电子产品，都需要经过仔细的容器设计，以确保产品的安全和完整性。
这些例子只是容器设计的一小部分，还有许多其他类型的容器设计，可以根据不同产品的需求进行特殊设计。
食品机械与设备课程设计指导书
《食品机械与设备课程设计》指导书一、课程设计的目的与性质食品机械与设备课程设计是食品机械与设备课程的一个实践性、总结性和综合性的教学环节，是学生进一步学习、掌握食品机械与设备课程的重要组成部分，也是培养学生综和运用课堂所学知识分析、解决实际问题所必不可少的教学过程。
现代工业要求相关技术人员不仅应当具备工艺师或检验员的能力，还应当具备按工艺要求进行生产设备和生产线的选型配套及工程设计能力。
食品机械与设备课程设计对学生进行初步的工程设计能力的培养和训练，为后续专业课程的学习及进一步培养学生的工程意识、实践意识和创新意识打下基础。
二、课程设计的基本要求(1)在设计过程中进一步掌握和正确运用所学基本理论和基本知识，了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法，培养发现问题、分析问题和解决问题的独立工作能力。
(2)在设计中要体现兼顾技术上的先进性、可行性和经济上的合理性，注意劳动条件和环境保护，树立正确的设计思想，培养严谨、**和科学的工作作风。
(3)正确查阅文献资料和选用计算公式，准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。
(4)用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想和计算结果。
三、设计题目题目1：试设计一液氨储罐。
工艺尺寸已确定：储罐内径Di=2500mm，储罐（不包括封头）长度L=4500mm。
使用地点：。
题目2：试设计一液氨储罐。
工艺尺寸已确定：储罐内径Di=3000mm，储罐（不包括封头）长度L=5000mm。
使用地点：。
题目3：试设计一液氨储罐。
工艺尺寸已确定：储罐内径Di=3500mm，储罐（不包括封头）长度L=5500mm。
使用地点：。
题目4：试设计一液氨储罐。
工艺尺寸已确定：储罐内径Di=4000mm，储罐（不包括封头）长度L=6000mm。
使用地点：。
题目5：试设计一液氨储罐。
工艺尺寸已确定：储罐内径Di=4500mm，储罐（不包括封头）长度L=6500mm。
使用地点：。
四、课程设计的任务（内容）要求与进度1．搜集资料、阅读教材，拟定设计方案 (0.3周)2．工艺设计及计算（物料衡算、能量衡算、工艺参数选定及其计算）(0.5周)3．结构设计（设备的主要结构设计及其尺寸的确定等） (0.4周)4．绘制设备装配图（包括设备的各类尺寸、技术特性表等，用1号图纸绘制） (0.4周) 5．编写设计说明书（包括封面、目录、设计任务书、概述或引言、设计方案的说明和论证、设计计算与说明、对设计中有关问题的分析讨论、设计结果汇总、参考文献目录、总结及感想等。
化工设备罐体和夹套的设计
罐体和夹套的设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成。
罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。
夹套传热是一种最普遍的外部传热方式。
它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。
罐体合夹套的设计主要包括其结构设计，各部件几何尺寸的确定和强度的计算与校核。
罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖，筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。
顶盖在受压状态下操作选用椭圆形封头，（对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支撑搅拌器及其传动装置。
顶盖与罐底分别与筒体相连。
罐底与筒体的连接采用焊接连接。
顶盖与筒体的连接形式为可拆连接。
夹套的型式与罐体相同。
罐体几何尺寸计算确定筒体内径工艺条件给定容积V、筒体内径估算D1：D1= =1.058m=1058mm式中V——工艺条件给定容积，m3；i——长径比，i=将D1估算值圆整到公称直径1000mm确定封头尺寸椭圆封头选标准件内径与筒体内径相同曲边高度h1=250mm直边高度h2=25mm内径面积A=1.625m2封头容积 V=0.1505m3封头厚度质量确定筒体高度式中圆整后的筒体高度为1500则反应釜容积式中夹套几何尺寸计算夹套和筒体的连接常焊接成密封结构夹套的安装尺寸通常在。
夹套内径夹套下封头型式同罐体封头，其直径与夹套筒体封头相同为1100mm通常取夹套高式中夹套所包围的筒体表面积式中22——1米高内封头表面积查表为夹套反应釜的强度计算强度计算的原则及依据强度计算中各参数的选取及计算，均应符合GB150—1988《钢制压力容器》的规定。
夹套反应釜设计计算举例几何尺寸圆整筒体内径釜体封头容积圆整釜体高度夹套筒体内径装料系数，或按度积积，强度计算（按内压计算厚度），，头系数用应力度度度度度稳定性校核（按外压校核厚度）筒体计算长度系数系数许用外压力度筒体计算长度系数系数许用外压力度度A,,度水压试验校核,,力反应釜的搅拌装置推进式搅拌装置是调和低粘度均相液体混合的。
化工机械基础
《化工机械基础(第三版)》是2015年化学工业出版社出版的图书，作者是陈国桓、陈刚。
全书共分五篇。
第一篇工程力学，包括物体的受力分析及其平衡条件、直杆的拉伸和压缩、直梁的弯曲、剪切、圆轴的扭转、基本变形小结;第二篇材料与焊接，包括化工设备材料、焊接;第三篇容器设计，包括容器设计基础、容器零部件设计、容器设计举例;第四篇典型化工设备，包括塔设备、管壳式换热器;第五篇机械传动，包括带传动、齿轮传动。
书后有附录等相关内容。
本书可作为高等学校化学工程与工艺专业及相近专业(石化、生化、制药、冶金、环保、能源等)的本科生教材，也可供相关部门的科研、设计和生产单位的工程技术人员参考。
第一篇工程力学/1第1章物体的受力分析及其平衡条件/21.1力的概念和基本性质21.2力矩与力偶51.3物体的受力分析及受力图81.4平面力系的平衡方程13思考题17第2章直杆的拉伸和压缩/182.1直杆的拉伸和压缩192.2拉伸和压缩时材料的力学性能222.3拉伸和压缩的强度条件29第3章直梁的弯曲/333.1梁的弯曲实例与概念333.2梁横截面上的内力--剪力与弯矩343.3弯矩方程与弯矩图363.4弯曲时横截面上的正应力及其分布规律42 3.5梁弯曲时的强度条件453.6梁截面合理形状的选择473.7梁的弯曲变形49思考题52第4章剪切/534.1剪切变形的概念534.2剪力、切应力与剪切强度条件534.3挤压的概念和强度条件554.4剪切变形和剪切虎克定律55思考题56第5章圆轴的扭转/575.1圆轴扭转的实例与概念575.2扭转时的外力和内力585.3扭转时横截面上的应力605.4扭转的强度条件645.5圆轴的扭转变形与刚度条件65第6章基本变形小结/68第一篇习题70参考文献76第二篇材料与焊接/77第7章化工设备材料/787.1概述787.2材料的性能787.3铁碳合金817.4钢的分类867.5有色金属材料957.6非金属材料977.7化工设备的腐蚀及防腐措施99 7.8化工设备的材料选择104思考题105第8章焊接/1078.1电弧焊1078.2焊接材料1098.3焊接接头和坡口形式1128.4焊接缺陷与焊接质量检验114 思考题116参考文献116第三篇容器设计/119第9章容器设计基础/120 9.1概述1209.2内压薄壁容器设计125 9.3外压圆筒设计1349.4封头的设计144思考题153第10章容器零部件设计/154 10.1法兰连接15410.2容器支座16310.3容器的开孔与附件169 思考题173第11章容器设计举例/174 11.1罐体壁厚设计174 11.2封头壁厚设计174 11.3鞍座设计17511.4人孔设计17511.5人孔补强确定176 11.6接口管设计17611.7设备总装配图176第三篇习题178参考文献180第四篇典型化工设备/181第12章塔设备/18212.1概述18212.2板式塔结构18212.3填料塔18812.4塔体强度计算19812.5裙座的强度计算205思考题210第13章管壳式换热器/21113.1概述21113.2管壳式换热器的结构形式21213.3管壳式换热器构件21313.4管壳式换热器的强度计算22513.5管壳式换热器标准简介230参考文献231第五篇机械传动/233第14章带传动/23414.1概述23414.2带传动的工作原理及工作情况分析235 14.3V形带传动的设计计算23714.4V形带轮24114.5V形带的布置、使用和维修24314.6同步齿形带传动简介244思考题246第15章齿轮传动/24715.1概述24715.2齿廓啮合的基本定律24715.3渐开线和渐开线齿廓的啮合特性24815.4渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸25015.5一对渐开线齿轮的啮合传动25215.6齿轮的加工方法及变位齿轮25315.7齿轮轮齿的失效形式25615.8直齿圆柱齿轮传动的强度计算25715.9齿轮材料与许用应力26115.10齿轮的构造262思考题265第五篇习题266参考文献266附录/267附录1我国不锈钢与美国不锈钢牌号近似对照(摘自GB.150-2011)267附录2钢材弹性模量(摘自GB.150-2011)268附录3钢材平均线膨胀系数(摘自GB.150-2011)268附录4钢材许用应力(包括碳素结构钢钢板、压力容器用钢板、低温压力容器用钢板、高合金钢板，摘自GB.150-2011及GB.150-1998)269附录5碳素钢和低合金钢钢管许用应力(摘自GB.150-2011)272 附录6热轧工字钢规格及截面特性参数(摘自GB.706-2008)273 附录7钢制压力容器用甲型平焊法兰的结构形式和系列尺寸(摘自NB/T.47021-2012)274附录8管法兰中，突面、凹凸面、榫槽面的密封面尺寸(摘自HG/T.20592-2009)276附录9板式平焊钢制管法兰参数(摘自HG/T 20592-2009)277 附录10有关筒体和封头的数据280。
《压力容器安全》PPT课件
第三十六页，共56页。
第三十七页，共56页。
技术特性表
名称 设计压力 工作温度 物料名称
容积
指标 1.6MPa ≤40℃
液氨 30.52m3
3. 压力容器设计举例
第二十二页，共56页。
设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径Di=2600mm，贮罐(不包括封头) 长度L＝4800mm。 解：1.罐体壁厚设计
根据材料性质(xìngzhì)及价格等因素，本贮罐选用16MnR制作罐体
和封头。
设计壁厚δd根据下式计算：
第二十三页，共56页。
设计压力(yālì):夏季最高温度可达40℃，氨饱和蒸气压1.555MPa（绝
第十七页，共56页。
(三)为便于管理，将压力容器按其压力等级、介质及所起的作用等分为三类
l.第一类压力容器
2.第二类压力容器
3.第三类压力容器
符合下列情况之一的为第三类压力容器： (1)毒性程度为极度或高度危害介质的中压容器和P.V≥0.2MPa·m3低压容器； (2)易燃或毒性程度为中度危害介质且P.V≥0.2MPa·m3中压反应容器和 P.V≥10MPa·m3的中压储存容器； (3)高压、中压管壳式余热(yú rè)锅炉； (4)高压容器。 例如，氨合成塔的设计压力为32MPa，介质为氢气、氮气及氨，该合成塔属于三类高压 反应容器。 氯气分配器的设计压力0.6MPa(低压)，介质为氯气(极毒)，该容器属于三类低压分离压 力容器。
2．封头壁厚设计(shèjì) 采用(cǎiyòng)标准椭圆形封头。
椭圆形封头壁厚δd计算式：
其中，焊缝系数ф＝1.0 考虑钢板(gāngbǎn)厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取dn＝16mm厚16MnR钢
容器设计举例
Sd＝S十C2=17.3十2=19.3mm 根据Sd =19.3 mm，由表4-9查得C1=0. 25，则 Sd＋C1=19.3十0.25=19.55 mm 圆整后取Sn =20 mm 确定选用Sn= 20 mm厚的16MnR钢板制作罐体。
的水平吊盖带颈对焊法兰人孔（HG21524- 95），
人孔公称直径选定为DN=450 mm。采用榫槽面
密封面（TG型）和石棉橡胶板垫片。人孔结构如
图4-29所示，人孔各零件名称、材质及尺寸见表
4-15。
该水平吊盖带颈对焊法兰人孔的标记为：
人孔TG (A·G) 450一2.5 HG21524一95
定， 4、设备筒体的A, B类焊接接头应进行无损探伤检侧，探伤长度为100%，射
线检侧不低于JB473。一 94RT I为合格，且射线照相质量不低于AB级， 5、设备制造完毕，以2.7 MPa表压进行水压试验； 6、管口方位按图4-30
表4-16
技术特性表
(3）液氨质量m3 m3==αVρ 式中α—装量系数，取0.7;
(《压力容器安全技术监察规程》规定：介质为液化气体的固定式压力容器， 装量系数一般取0.7)
V—贮罐容积（《化工设备设计手册》第一册，化学工业出版社，331页， 328页）
V＝V封＋V筒＝2×2.51＋4.8× 5.309二5.02＋25.5＝30. 52 m3；
3、排污管
贮罐右端最底部，安设排污管一个，管子规格是Ø57 mm ×3. 5 mm，管端装有与截止阀J41W-16相配的管法兰：HG20592 法兰 PL 50-2. 5 RF 16Mn,
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2．封头壁厚设计
采用标准椭圆形封头。 采用标准椭圆形封头。 设计壁厚δ (4-12)式计算 式计算： 设计壁厚δd按(4-12)式计算：
pDi 1.6 × 2600 δd = + C2 = = 13.2mm t 2 ×170 ×1.0 − 0.5 ×1.6 2[σ ] ϕ − 0.5 p
(钢板最宽3m，直径2.6m 钢板最宽3m 2.6m， ϕ＝1.0 (钢板最宽3m，直径2.6m，封 头需焊后冲压) 头需焊后冲压)。 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量， 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆 整后取δ 16mm厚16MnR钢板制作 整后取δn＝16mm厚16MnR钢板制作
接管表
符号 连接法兰标准 密封面形式 用途 HG20592 SO15-1.6 a1-2 突面 液面计接口管 RF HG20592 SO15-1.6 b1-2 突面 液面计接口管 RF HG20592 SO450-1.6 c 突面 人孔 RF HG20592 SO32-1.6 d 突面 出料口 RF HG20592 SO50-1.6 e 突面 进料口 RF HG20592 SO25-1.6 f 突面 安全阀接口管 RF HG20592 SO25-1.6 g 突面 放空口 RF HG20592 SO50-1.6 h 突面 排污口 RF
(5)放空管接管 (5)放空管接管
用φ32×3.5mm无缝钢管， 32×3.5mm无缝钢管， 无缝钢管 法兰 法兰SO25 SO25HG20592 法兰SO25-1.6 RF 16MnR。 16MnR。
(6)安全阀接管 (6)安全阀接管
安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决 定。 本贮罐选用φ32×2.5mm的无缝钢管 的无缝钢管， 本贮罐选用φ32×2.5mm的无缝钢管， 法兰为 SO2516MnR。 HG20592 法兰 SO25-1.6 RF 16MnR。
补
D2 − D1
760 − 484
故补强圈取24mm厚 故补强圈取24mm厚。 24mm
6．接口管
(1)液氨进料管： (1)液氨进料管： 液氨进料管 57×3.5mm无缝钢管 用φ57×3.5mm无缝钢管 强度验算略) 一端切成45 45° (强度验算略)。一端切成45°。 配用具有突面密封的平焊管法兰， 配用具有突面密封的平焊管法兰， 法兰标记： 法兰标记： 法兰SO50 SO5016MnR。 HG20592 法兰SO50-1.6 RF 16MnR。 壳体名义壁厚δ 16mm>12mm， 壳体名义壁厚δn＝16mm>12mm，接 管公称直径小于80mm 不用补强。 80mm， 管公称直径小于80mm，不用补强。
7．设备总装配图
附有贮罐的总装配图，技术特性表， 附有贮罐的总装配图，技术特性表， 贮罐的总装配图 接管表，各零部件的名称、规格、 接管表，各零部件的名称、规格、 尺寸、材料等见明细表 明细表。 尺寸、材料等见明细表。
本贮罐技术要求
1．本设备按GBl50-1998《钢制压力 本设备按GBl50-1998《 GBl50 容器》进行制造、 容器》进行制造、试验和验收 焊接材料， 2．焊接材料，对接焊接接头型式及 尺寸可按GB985 80中规定 GB985- 中规定( 尺寸可按GB985-80中规定(设计焊 接接头系数ϕ 接接头系数ϕ＝1.0) 焊接采用电弧焊， 3．焊接采用电弧焊，焊条型号为 E4303
本贮罐技术要求
4．壳体焊缝应进行无损探伤检查， 壳体焊缝应进行无损探伤检查， 探伤长度为100 100％ 探伤长度为100％ 设备制造完毕后， 2MPa表压 5．设备制造完毕后，以2MPa表压 进行水压试验 管口方位按接管表 6．管口方位按接管表
技术特性表 名称 设计压力 工作温度 物料名称 容积 指标 1.6MPa ≤40℃ ℃ 液氨 30.52m3
（3）充水质量m3 m3 = Vg V=V对+V筒=30.42m3, m3＝30420 Kg （4）附件质量m4 人孔约200Kg 200Kg， 人孔约200Kg，其它接管总和按 300Kg计 300Kg计，m4=500Kg
设备总重量 m=m1+m2+m3+m4=4950+2200 +30420+500=38070=38.1 t 每个鞍座承约受190KN负荷， 190KN负荷 每个鞍座承约受190KN负荷，选 用轻型带垫板，包角为120°的 用轻型带垫板，包角为120° 120 鞍座。 鞍座。即 JB／T4712-92鞍座 A2600一 JB／T4712-92鞍座 A2600一 F JB／T4712-92鞍座 A2600一 JB／T4712-92鞍座 A2600一 Sδd =2[σ ] ϕ − p
t
pDi
+ C2
设计压力:夏季最高温度可达40℃， 设计压力:夏季最高温度可达40℃，氨 40℃ 饱和蒸气压1.555MPa（绝压) 饱和蒸气压1.555MPa（绝压) 1.555MPa 故取p=1.1x1.455=1.6MPa (表压 表压) 故取p=1.1x1.455=1.6MPa (表压)； =2600mm； 170MPa(附录6)； 附录6) Di=2600mm；[σ]t＝170MPa(附录6)； ϕ＝1.O(双面对接焊100％探伤，表(4-9) 1.O(双面对接焊100％探伤， (4双面对接焊100
（1）罐体质量m1 ,筒节 DN=2600mm，δn=16mm， =2600mm， =16mm， q1=1030Kg/m（附录7）， =1030Kg/m（附录7 m1=q1L=4944(Kg) （2）封头质量m2 ,椭圆形封头 DN=2600mm，δn=16mm， =2600mm， =16mm， h=40mm q2=1100Kg/m（附录19） 附录19 19） m2=2q2=2200(Kg)
校核罐体与封头水压试验强度式 (4(4-19) σ = pT ( Di + δ e ) ≤ 0.9σ ϕ
T
2δ e
s
pT = 1.25 p = 1.25 ×1.6 ≈ 2.0MPa δ e = δ n − C = 16 − 1.8 = 14.2mm
2.0 × (2600 + 14.2e ) σT = ≤ 0.9σ sϕ 2 ×14.2 = 0.9 ×1.0 × 345 = 310.5MPa
5．人孔补强确定
筒节不是无缝钢管不能直接用补 强圈标准。 强圈标准。 450mm， 人孔筒节内径d＝450mm， 壁厚δ 10mm。 壁厚δn＝10mm。 =484mm， 补强圈内径D1=484mm，外径 =760mm， D2=760mm，
补强金属面积应大于等于开孔减少 截面积， 截面积， 补强圈的厚度 (di + 2C )δ = (450 + 2 ×1.8) × (16 − 1.8) = 23.3mm δ =
4.人孔 4.人孔
常温及最高工作压力1.6MPa， 常温及最高工作压力1.6MPa，按 1.6MPa 公称压力1.6MPa的等级选取。 1.6MPa的等级选取 公称压力1.6MPa的等级选取。 考虑人孔盖直径较大较重，水平 考虑人孔盖直径较大较重， 吊盖人孔。 吊盖人孔。
人孔标记： HG21523- 人孔RF 人孔标记： HG21523-95 人孔RF Ⅳ（A·G）450-1.6 G 450RF指突面密封，Ⅳ指接管与法兰 RF指突面密封， 指突面密封 的材料为20R 20R， 的材料为20R， A·G是指用普通石棉橡胶板垫片， G是指用普通石棉橡胶板垫片， 450-1.6是指公称直径为450mm、 是指公称直径为450mm 450-1.6是指公称直径为450mm、 公称压力为1.6 MPa。 公称压力为1.6 MPa。
第十二章 容器设计举例
设计一液氨贮罐。工艺尺寸： 设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内 =2600mm，贮罐(不包括封头) 径Di=2600mm，贮罐(不包括封头) 4800mm。使用地点：天津。 长度L＝4800mm。使用地点：天津。 1.罐体壁厚设计 解：1.罐体壁厚设计 根据第二篇第八章选材所作的分析， 根据第二篇第八章选材所作的分析， 本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。 16MnR制作罐体和封头 本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。 设计壁厚δ 根据(4 12)式计算 (4- 式计算： 设计壁厚δd根据(4-12)式计算：
液氨压出管端部法兰( 液氨压出管端部法兰(与氨输送 管相连) 管相连)用HG20592 法兰 SO2016MnR。 SO20-1.6 RF 16MnR。都不必 补强。压出管伸入贮罐2.5m 2.5m。 补强。压出管伸入贮罐2.5m。
(3)排污管： (3)排污管： 排污管
贮罐右端最底部安设排污管， 贮罐右端最底部安设排污管， 57×3.5mm， φ57×3.5mm，管端焊有一与截止 J41W-16相配的管法兰 相配的管法兰： 阀J41W-16相配的管法兰： 法兰SO50 SO50HG20592 法兰SO50-1.6 RF 16MnR。 16MnR。 排污管与罐体联接处焊有一厚度 10mm的补强圈 的补强圈。 为10mm的补强圈。
(2)液氨出料管： (2)液氨出料管： 液氨出料管
可拆压出管φ25×3mm， 可拆压出管φ25×3mm，用 法兰套在接口管φ38×3.5mm内 法兰套在接口管φ38×3.5mm内。 罐体接口管法兰： 罐体接口管法兰： HG20592 法兰SO32-1.6 RF 法兰SO32SO32 16MnR。 16MnR。 连接尺寸和厚度与HG20592 法 连接尺寸和厚度与HG20592 SO3216MnR相同 相同， 兰SO32-1.6 RF 16MnR相同， 但内径25mm 25mm。 但内径25mm。
C2=1mm
δd =
2[σ ] ϕ − p
t
pDi
+ C2
0.8mm（ 10）， ），圆整取 取Cl＝0.8mm（表4-10），圆整取 16mm厚的16MnR钢板制作罐 厚的16MnR δn＝16mm厚的16MnR钢板制作罐 体。