过程装备课程设计指导书
《过程设备设计》实验指导书
目录目录一、试验目的与要求 (1)二、学生实验手册 (1)实验一内压薄壁容器的应力测定实验 (2)实验二外压薄壁圆筒形容器失稳实验 (7)实验三厚壁圆筒爆破及测试实验 (10)实验四搅拌设备综合性能测试实验 (15)一、试验目的与要求1《过程设备设计》、《过程流体机械》课程所属的实验是过程装备与控制工程专业的重要教学环节之一，它的目的是：1．巩固，加深理解所学的理论知识；2．培养学生掌握一些最基本的专业实验方法和测量技术，培养和提高观察现象，分析数据和整理试验结果的能力；3．锻炼和培养成学生“三严”的科学作风即严肃的态度，严格的要求，严密的方法。
为此，要求学生做到：1．试验前做好充分准备，根据实验指导书认真做好预习；明确每次试验的目的与要求；考虑好实验所需的设备、仪器、工具及其它物品的名称、规格、数量、弄清楚试验的步骤以及由试验所需要的数据。
2．在实验过程中，必须严格按“操作规程”进行，要求发挥主观能动性，充分利用有限的时间，精心操作，周密观察，发现问题，深入细致的考虑问题。
3．试验完备后，认真整理所得的数据，结合实际情况加以分析，写出实验报告并提出自己的看法和见解。
二、学生实验手册1．试验前，预习实验指导书，经教师提问检查合格后，方可进行试验；2．实验时，必须使用指定的仪器、设备和工具，不得随便动用本试验无关的其它东西；3．实验时，必须先熟悉机器、设备和操作规程，开动机器及设备，应先经指导教师检查同意，不懂、不会时严禁操作；4．发生不正常的现象或事故，必须立即切断电源（指电器设备），保护现场，报告老师；5．试验完备后，整理各仪器设备，清洁场地。
实验一 内压薄壁容器的应力测定实验一、实验目的：1．了解薄壁容器在内压作用下，筒体、锥型封头、椭圆封头的应力分布情况；验证薄壁容器相关应力计算的理论公式。
2．熟悉和掌握电阻应变片粘贴技术的方法和步骤。
3．掌握用应变数据采集测量仪器测量应变的原理和操作方法。
过程装备设计过程装备设计实验指导书
《石油化工过程装备设计》实验指导书杨启明过程装备与控制工程教研室2012年6月20日实验一换热器综合实验装置系统实验一、实验目的1、通过测定换热器冷、热流体的流量，测定换热器的进、出口温度，熟悉换热器性能的测试方法；2、了解套管换热器，板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别。
3、通过测定参数计算换热器流体的热量；计算换热器的传热系数及效率；分析换热器的传热状况，加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力的差别。
4、学习掌握换热器智能仪表控制系统及DCS控制系统的软硬件控制知识。
二、基本原理1、概述本换热器性能测试实验装置，主要对应用较广的间壁式中的三种换热：套管式换热器、板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。
其中，对套管式换热器、板式换热器和列管换热器可以进行顺流和逆流两种方式的性能测试。
换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡误差等，并就不同换热器，不同量两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。
2、实验装置参数本实验台的热水加热采用电加热方式，冷—热流体的进出口温度采用pt100加智能多路液晶巡检仪表进行测量显示，实验台参数如下：（1）换热器换热面积（F）套管式换热器： 0.53㎡板式换热器：0.65㎡列管式换热器： 1.05㎡（2）点加热管总功率：6KW（3）冷热水泵：允许工作温度：<80℃，额定流量：1800l/h，扬程：8m电机电压：220V 电机功率：120W（4）涡轮流量计型号：型号：LWGY-6流量：100-600l/h允许工作温度：0-80℃三、实验装置与流程1．实验装置流程：本实验装置采用冷水和用阀门换向进行顺逆流实验；工作流程如图2-1所示，换热形式为热水—冷水换热式。
图2-1 换热器综合实验装置流程示意图2．仪表控制板图2-2 仪表控制板1-反应釜仪表电源开关2-传热仪表电源开关3-指示灯4-传热热水流量手自动切换5-传热冷水流量手自动切换6-反应釜热水流量手自动切换7-反应釜内胆温度控制仪8-反应釜热水流量控制仪9-传热热水流量控制仪10-反应釜转速控制仪11-传热温度巡检仪12-电加热锅炉电压指示13-传热冷水流量控制仪14-浴套温度、内胆压力巡检仪15-锅炉温度控制仪16-反应釜内胆温度控制切换17-反应釜电机转速控制手自动切换18-锅炉温度控制手自动切换19-锅炉加热管电源启动按钮20-锅炉加热管电源停止按钮21-反应釜22-反应釜热水泵电源开关23-传热冷水泵电源开关24-传热热水泵电源开关四、实验步骤及注意事项（一）实验前准备：1．熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和功能。
过程装备课程设计指导书
过程装备课程设计指导书一、设计任务升膜式浓缩器零号总装图1张，设计说明书1份（20页以上）二、参考书：1《化工原理》2《化学工程设计手册》换热浓缩3《化工制图》4《化工设备机械基础课程设计指导书》5《食品工厂机械与设备》6《材料与零部件设计手册》上册三、升膜式浓缩器的设计与计算1. 结构和原理由多根垂直管束加热器和一个蒸发分离室等组成，被浓缩液体从加热管底部进入管内，加热蒸汽在管间传热及冷凝，将热量传给管内料液。
料液被加热沸腾，便迅速汽化，所产生的二次蒸汽及料液在管内高速上升，浓缩液被高速上升的二次蒸汽所带动，沿管内壁成薄膜上升，在此过程中继续蒸发。
这样料液从加热器底部至管子顶部出口处，逐渐被浓缩，浓缩液并以较高的速度进入蒸发分离室，在离心力作用下与二次蒸汽分离，二次蒸汽从分离室的顶部经水力喷射泵排出。
为了保证物料有效地成膜状上升，蒸汽的速度应维持在一定的数值，如常压下一般20－30m/s，减压下速度更高。
因此，如果料液中蒸发的水量不够，就难以达到所要求的汽速，即升膜式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发，它对粘度很大，易结晶，结垢的物料也不适用。
物料在管束中分为预热区，沸腾区和饱和区。
沸腾区中成膜状流动，其传热膜系数最大，而预热区和饱和蒸汽区的传热膜系数则很小，因此希望膜状流动段尽可能扩大，而预热区和饱和蒸汽区则希望相对地缩短。
接管：a. DN40PN6 进料口b. DN40PN6循环料口c. DN100PN6蒸汽出口d. DN40PN6 蒸汽进口e. DN32PN6冷凝水出口f. DN150PN6二次蒸汽出口g. DN32PN6出料口h. DN80PN6视镜i. DN32PN6破真空口j. DN80PN6灯光口k. DN150PN6手孔l. DN32PN6真空表接口2.设计计算方法（1）传热膜系数=∆Q K A t设计计算的关键是确定传热系数，目前确定传热膜系数的主要方法是依靠实验测得，第二种方法是利用有关准数方程计算传热膜系数K。
《过程装备设计》课程实验指导书
《过程装备设计》课程实验指导书适用于四年制机电系过程装备与控制工程本科专业实验一：粉体工程技术设备与工艺（4学时）一、实验简介及目的要求粉体工程中心是洛阳理工学院根据长期的工程专科教学实践，根据材料科学与工程系、机械工程系、电气自动化系等各工科专业的教学需要，为有效解决工程实践教学环节而建设的。
粉体工程中心是一条完整的普通粉磨生产线，全部采用厂矿企业使用的机电设备，是一个建材工厂粉磨生产系统的集粹与浓缩，它不仅能够进行生产，能够方便地对各个设备的工艺参数进行调整，而且能够很好地完成实践教学工作。
学生在粉体工程中心实训可以亲自动手操作和调试，对工艺、设备和电气控制都能有直观的认识，通过在生产一线的实训，学生的工程意识将会提高。
粉体工程中心粉体工程中心目前主要由三个部分组成：一是立磨破粉碎系统，主要由破碎、立式粉磨、输送、筛分、通风、除尘等设备组成的连续工艺生产线，是由我校教工自己规划、自己设计、自己采购设备、自己安装调试而建立起来的；二是球磨机粉磨系统，该系统由我院机械工程系设计定制；三是流化床气流超细磨系统，该系统是我院西班牙贷款购置设备。
通过本次实验，要求学生了解和掌握粉体生产工艺流程；了解和掌握粉体生产工艺设备的结构、原理和操作方面有关知识；了解粉体加工产品质量的检测、分析方面知识。
二、实验主要的机械设备及各设备的性能参数（一）破碎系统和立式粉磨系统1. PEX150×750细碎颚式破碎机PEX150×750细碎颚式破碎机适用于中、细碎，对物料的要求为抗压强度极限不超过2000kg/cm2的各种矿石、岩石。
其主要参数如下：给料口尺寸为150毫米(宽)×750毫米(长)；最大给料尺寸为120毫米；排料口间隙为10毫米至40毫米；生产率为8~35吨/小时；电动机功率不大于15千瓦。
2. 2PG-400S型双辊破碎机2PG-400S型双辊破碎机可供选矿、化工、水泥、耐火材料、建筑材料等工业部门中、细碎各种高、中等硬度以下的矿石和岩石之用。
过程装备实验指导书(修改)概要
过程装备实验指导书陕西科技大学机电工程学院2009年6月目录实验一YSP-15型民用液化石油气钢瓶应力测量实验 (3)实验二外压容器失稳实验 (10)实验三离心泵性能实验 (16)实验四风机性能实验 (21)实验五磁粉、超声、渗透探伤实验 (27)实验六过程装备制造综合实验 (36)实验一 YSP-15型民用液化石油气钢瓶应力测量实验一、实验目的:了解钢瓶制造质量及应力分布情况并与理论计算值进行比较。
二、实验理论依据:圆筒处采用无力矩理论,而椭圆封头圆弧与直线过渡部分采用有力矩理论进行分析及计算。
三、实验仪器及设备：实验用YSP-15型民用液化石油气钢瓶 l 个手动试压泵 1台 JDY-Ⅲ型静态电阻应变仪 2台四、实验原理:1、应力应变测量特点:压力容器可分为厚壁容器和薄壁容器。
按照工艺要求设计制造的压力容器,其筒壁或封头上安装或焊有各种接管、支座、人孔、吊环等等。
这些零部件的存在,使得某些部位的应力分布变得相当复杂。
为确保结构的安全运行,就必须对这些部位进行必要的应力分析。
除了一些很简单的结构可以进行理论分析外,目前用于对压力容器进行应力分析的主要手段有:实验应力分析方法及有限元计算方法。
实验应力分析的方法较多,但目前应用广泛的有两种:光弹性方法和电阻应变法。
其中又以电阻应变法应用得最为广泛。
它不仅可用于模型的应力测量,还可用于实际结构的应力测量,以及常温、高温及低温下的应力测量,另外还用于动态应力及高压液下的应力测量。
电阻应变法精度高、数据处理简单,但只能测量结构或模型表面的应力,而且用于电阻应变片有一定的栅长,只能测量栅长范围内的平均应变。
2、电阻应变法测量的基本原理及方法:电阻应变法是用电阻应变片测定零部件或结构指定部位的表面应变,再根据应力应变关系式,确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
其基本原理是:将电阻应变片(简称应变片)固定在被测构件上,当构件变形时,应变片的电阻值发生相应的变化。
过程设备制造与检测课程设计指导书第五章
过程设备制造与检测课程设计指导书第五章5.锁斗制造工艺设计实例5.1锁斗左椭圆形封头制造工艺介绍锁斗的左封头制造椭圆封头制造工艺简明流程图材检——喷丸——探伤——号料——气割——刨坡口——坡口探伤——装焊拼缝——探伤—装焊——探伤——热成形——探伤——正火加回火——喷丸——正火加回火——炉外消氢——探伤椭圆封头制造工艺过程卡片工序号工序名称工艺要求及工序图1材检钢板除应符合GB6654《压力容器用钢板》的有关规定外，尚应符合3311-00JT中的有关要求。
质证齐全、标记清楚。
2喷丸钢板单面喷丸，彻底除锈。
3探伤对钢板进行100%UT检测，按JB/T4730.3-2005及3311-00JT 中的有关要求执行。
4号料号出椭圆封头的下料线，封头的下料尺寸为：Ф=43845气割按线气割下料并清理熔渣。
6刨坡口按图刨封头拼缝坡口7坡口探伤拼缝坡口进行100%MT，按JB4730.4-2005中Ⅰ级合格8装焊拼缝1组焊封头拼缝2焊接详见焊接工艺说明书3打磨清理焊缝表面9探伤拼缝坡口进行100%MT，按JB4730.4-2005中Ⅰ级合格10热成形1冲压前，把板抷加热至始锻温度，放在水压机上冲压成形后，执行热处理工艺2检查封头端口尺寸11探伤焊缝及热影响区内外表面MT，整个椭圆面进行UT检测。
12正火加回火1封头进行正火加回火处理，执行热处理工艺2带封头母材试板及拼缝试板3封头母材试板取1/2模拟后送检4检测封头端口尺寸13喷丸钢板单面喷丸，处理表面氧化皮。
14正火加回火封头进行正火加回火处理，执行热处理工艺15立车立车封头端坡口和人孔开孔与人孔法兰的焊接坡口16炉外消氢用环形加热装置进行炉外消氢执行热处理工艺。
17探伤所有坡口进行100%MT，按JB/4730.4-2005中合格封头的工艺设计选材压力容器的选材原理1．具有足够的强度，塑性，韧性和稳定性。
2．具有良好的冷热加工性和焊接性能。
3．在有腐蚀性介质的设备必须有良好的耐蚀性和抗氢性。
过程装备成套技术课程设计指导书2017.12
机 械 工 程学院
《过程装备成套技术》课程设计及专业课程设计指导书
《过程装备成套技术》课程设计任务书
一、课程设计的目的
课程设计题目：制氢工艺路线选择与生产能力(
) Nm3/h 装置的工艺设计
本课程设计在讲授《过程装备成套技术》课程基础上开展的一次实践教学环节，通过在本
次课程设计使学生熟悉有关化工产品的工艺路线分析和工艺设计，完成化工装置的工艺路
社, 1996
[4] 时均等. 化学工程手册（上下卷）（第二版）. 北京: 化学工业出版社，1996
[5] 中国石化集团上海工程有限公司. 化工工艺设计手册（第 4 版）（上下册）. 北京: 化
学工业出版社, 2009
[6] 王静康. 化工设计. 北京: 化学工业出版社, 1995
[7] 陈敏恒. 化工原理. 北京: 化学工业出版社, 2001
10.4
5.79
4.35
3.06
2.44
1.83
1.40
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7..32
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2.32
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−1−
机 械 工 程学院
《过程装备成套技术》课程设计及专业课程设计指导书
表 3 加压下二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度 (Nm3 / m3)
CO2 压力
温度 / ℃
/MPa
-45
计依据和原则、产品规格表、原料来源表、危险性物料的物性表等)，工艺衡算(包括流程 简述、物料和能量衡算一览表、原料与动力消耗定额及消耗量表、物料流程图)、主要设备 的工艺参数计算及机器选型计算(设计标准或选型依据、具体工艺参数计算、有关换热器的 结构设计及装配图、设备一览表)、车间布置(设备布置依据和要求、车间布置图、管子的 选材与管径、壁厚计算、绝热厚度计算，以及任意一根管道(包括管子、管件、阀门选型及
过程设备制造与检测课程设计指导书三
6.循环氢分液灌制造工艺设计实例6.1 循环氢分液灌封头制造工艺介绍封头的总体生产工艺过程（工艺流程）封头的强度计算--材料的净化--矫形--划线--切割及边缘加工: 经上述一系列工序后，得到一处理后的圆形封头板坯板坯加热--热冲压--封头边缘余量的切割及封头开孔表2-3 封头生产工艺过程续表2-3封头制造的准备1）钢板的复检钢板的检测是为了检验钢材是否符合相关标准，相关技术要求，质量标准和等级标准主要检查以下几个方面：钢号、化学成分、力学性能、表面和部缺陷等。
钢材的缺陷主要有表面和部缺陷两种。
检验成品钢的表面缺陷是指检验其在运输中是否受损，出现严重损伤划痕、沙眼、裂纹等，一般为可见的缺陷。
检查所入钢材的部缺陷是指检查部是否存在沙眼、气孔、夹渣、裂纹、麻点、疏松等缺陷，一般用超声波探伤。
原材料复验：外观检验、几何尺寸检验、理化检验和钢板的超声波探伤，有时可委托钢厂进行，其中超声波探伤结果按ZBJ74003-88《压力容器用钢板超声波探伤》规定的质量分级，应不低于Ⅲ级。
2）材料的净化原材料在轧制以后以及运输和库存期间，表面常产生铁锈和氧化皮，粘上油污和泥土。
经过划线、切割成型、焊接等工序后，工件表面会粘上铁渣，产生伤痕，焊缝及近缝区会产生氧化膜。
这些污物的存在，讲影响设备制造质量，所以必须净化。
在设备制造中净化主要有以下目的：a)清除焊缝两边缘的油污和铁锈物，以保证焊接质量。
b)为下道工序做准备，即是下道工序的工艺要求。
c)保持设备的耐腐蚀性。
常用的净化方法有：手工净化、机械净化、化学净化和火焰净化四种。
封头原坯料采用机械净化中的喷砂机除锈。
喷砂是大面积去除铁锈和氧化膜的先进方法。
它是利用高速喷出的压缩空气流带出来的高速运动的砂粒冲击工件表面而打落铁锈和氧化膜的方法。
这种方法主要用于碳素钢和低合金钢的表面除锈。
3）矫形设备制造所用的钢板、型钢、钢管等，在运输和存放过程中，会产生弯曲、波浪变形或者扭曲变形。
过程设备设计课程设计说明书
第一章 设计参数的选择1.1设计参数形式：卧式椭圆形封头储罐 材料：16MnR设计压力：0.78MPa 设计温度：60℃ 全容积：7.5m3 介质名称：硫化剂介质特性：强氧化性，毒性，不易燃第二章 容器强度的计算与校核2.1筒体与封头的厚度计算2.1.1筒体厚度由于该容器存储介质具有中毒毒性，熔点195℃，不易燃。
所以该容器的焊缝采用双面全融透对接接头结构，对该储罐进行局部探伤，所以取焊缝系数0.85φ=。
根据长径比/2~6L D =最为合适，取/4L D =，则4L D =。
则：222224244324i ii i i D DV D L V D D πππ⎛⎫=+=⋅+⨯⋅⋅ ⎪⎝⎭封头所以：337.5130112i ii D D D mmππ=+⇒=查钢板卷焊筒体，规定用筒体内径作为公称直径系列尺寸表，圆整为1300i D mm =。
查JBT4737-95椭圆形封头表1得在封头厚度在6mm 时的3=0.3208m V 封，总深度350H mm =，代入原式反算： 7.5 1.6920.320851704L L mmπ=⨯+⨯⇒=则：/ 5.167/1.3 3.97i L D ==在区间2~6之间，符合要求。
计算厚度[]0.7813003.51821700.850.782c i tcP D mm P δδϕ⋅⨯===⨯⨯--钢板或钢管厚度负偏差1C 应按相应钢材标准名义厚度的规定选取。
当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm ，且不超过名义厚度的6%时，可取1=0mm C 。
由于GB 6654《压力容器用钢板》规定压力容器专用钢板厚度的厚度负偏差不大于0.25mm ，因此使用该标准中钢板厚度超过5mm ，可取1=0mm C 。
根据腐蚀速率直接选取2C ：材料属于单面腐蚀取2=2mm C 。
则： 筒体设计厚度2 3.5182 5.518d C mm δδ=+=+=筒体名义厚度1=+ 5.51806n d C mm δδ+∆=++∆=2.1.2封头厚度选用标准椭圆形封头，其形状系数12162i iD K h ⎡⎤⎛⎫=+=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦，封头采用钢板整体冲压而成，焊接接头系数取 1.0φ=，故封头计算壁厚：[]10.7813002.99217010.50.7820.5c i tckP D mm P δδϕ⋅⨯⨯===⨯⨯-⨯-取22h C mm =，则封头设计厚度2 2.992 4.99d C mm δδ=+=+= 同上取10h C mm =，则封头名义厚度1 4.990 4.99hn d C mm δδ≥+=+=考虑常用钢板的规格和材料采购和焊接上的方便，可取封头壁厚与筒体厚度相同6hn mm δ=2.1.3液压试验应力校核试验压力[][]1701.25 1.250.780.975170T c t P P MPa σσ=⨯⨯=⨯⨯= (或由用户输入)故[]0.90310.5s T MPa σσ≤= 而()()()()0.9751300620158.922620T i e T e P D MPa σσσϕ⨯+--⋅+===⨯--[]T T σσ<，液压试验应力校核合格。
《过程装备课程设计》课程设计大纲
《过程装备课程设计》课程设计大纲课程编号：C064150406课程名称：过程装备课程设计课程类型：专业实践课英文名称：Course design of Process Equipment适用专业：过程装备与控制工程总学时：2周学分：3一、课程设计目的及任务《过程装备课程设计》是学习过程装备设计基础知识、培养学生设计能力的重要教学手段，通过这一实践环节的训练，使学生掌握过程生产装置较完整的设计方法，熟悉过程单元过程及设备设计的基本程序和方法，掌握工艺流程图和化工设备装配图的绘制方法，熟悉查阅和正确使用技术资料，能够在独立分析和解决实际问题的能力方面有较大提高，增强工程观念和实践能力。
其任务是，学生在完成化工单元工艺设计的基础上，进行单元过程典型设备的机械设计，使学生掌握设备选材、结构设计、强度设计、标准选用和工程绘图等基本设计方法，具有化工容器及设备设计的初步能力。
二、课程设计的基本要求1、自觉遵守实验室各项规章制度；2、上机前应预习并编写好上机程序，否则不允许进机房；3、程序设计任务完成后,由老师验收并评分。
1.项目建议书包括：a.项目建设目的和意义；b.产品需求初步预测；c.产品方案和拟建规模；d.工艺技术方案；e.资源、主要原材料、燃料和动力情况；f.建厂条件和厂址初步方案；g.环境保护；h.工厂组织和劳动定员估算；i.项目实施规划设想；j.投资估算和资金筹措设想；k.经济效益和社会效益。
2.设计方案确定，根据任务书提供的条件和要求，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，在此基础上，通过分析比较，选定适宜的流程方案和设备类型，确定原则的工艺流程。
同时对选定的流程方案和设备类型进行简要的论述。
3.工艺流程图设计，绘制可分三个阶段：第一阶段，绘制生产工艺流程草图。
第二阶段，绘制物料流程图。
第三阶段，绘制带控制点工艺流程图。
4.主要设备的工艺设计计算，依据有关资料进行工艺设计计算，即进行物料衡算、热量衡算、工艺参数的优化及选择、设备的结构尺寸设计和工艺尺寸的设计计算。
《过程设备设计》课程设计指导书
目录1 概论 (1)1.1 过程设备设计课程设计的目的和内容 (1)1.2 过程设备设计课程设计的步骤 (1)2 管壳式换热器的机械设计 (2)2.1 概述 (2)2.2 管壳式换热器结构设计及材料选用 (4)2.3 管壳式换热器的受力分析和强度计算 (10)2.4 管壳式换热器标准及基本参数 (12)2.5 管壳式换热器的机械设计举例 (13)参考资料 (15)1 概论1.1 过程设备设计课程设计的目的和内容过程设备设计课程设计是具体应用巩固本课程及有关先修课的理论知识和生产知识，熟悉和了解过程设备设计一般方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析和解决实际问题能力的一个重要教学环节。
在课程设计中要求学生注意培养积极思考、深入钻研的学习精神，认真负责、踏实细致的工作作风和保质保量按时完成任务的习惯。
(1)综合运用装控专业基础课及先修课程所学到的知识，理论联系实际，进而得到巩固、加深和发展，提高分析实际问题和解决实际问题的能力。
(2)培养学生工程设计能力，通过全面考虑设计内容及过程参与，使学生初步掌握过程设备设计的一般方法和步骤，为今后的工作实践打下基础。
(3)使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关国家或行业标准、手册、图册、规范等，完成作为工程技术人员在设计技能方面的基本训练和独立工作能力培养。
过程设备设计包括工艺设计和机械设计两部分。
工艺设计是根据生产任务提供的工艺条件（包括工作压力、温度、产量、物料性能等），确定设备的结构形式、接管方位以及设备的主要尺寸等。
机械设计是在工艺设计的基础上进行强度、刚度和稳定性设计或校核计算，对设备的内容、外附件进行选型和结构设计计算，最后绘制设备的装配图和零部件施工图。
本课程设计，要求在规定的时间内每人完成一种典型设备的机械设计，完成设备总装配图一张（1号图纸）、零部件图一张（由教师根据情况安排指定）、设计计算说明书一份。
1.2 过程设备设计课程设计的步骤(1)准备阶段在准备阶段应认真结合设计任务、要求和内容，熟悉了解有关典型设备的结构、现场参观或读懂几张典型设备图；准备好设计资料、手册和绘图用具。
【免费下载】过程装备与控制工程专业毕业设计论文指导书
《过程装备与控制工程专业毕业设计（论文）》指导书第一章总论毕业设计是过程装备与控制工程专业的应届毕业生在毕业前接受课题任务，进行实践的过程及取得的成果。
毕业论文为应届毕业生在毕业前所撰写的学位论文，表明作者在科学研究工作中取得的新成果或提出的新见解，反映作者具有的科研能力和学识水平。
毕业设计（论文）是人才培养过程中的一个重要环节，是整个教学过程的总结。
过程装备与控制工程专业的毕业设计（论文）一般为12—18周，其所占的学时在本科教学中没有哪一门课或哪个教学环节能与其相提并论。
毕业设计（论文）对学生能否毕业和能否获得学士学位提供必要的依据。
若毕业设计（论文）不通过则不能毕业，不发毕业证和学位证书；如毕业设计（论文）不及格，可允许学生在一年内补做，并经过答辩通过后，方可补发毕业证，但不发学位证书。
1.1 毕业设计（论文）的目的1.使学生进一步巩固加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化。
2.使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。
3.培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法。
4.使学生树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点；树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。
1.2 毕业设计（论文）的要求1.毕业设计（论文）应该在教学计划所规定的时限内完成。
2.毕业设计说明书和毕业论文的框架及字数应符合规定。
3.按教育部规定，学生需上交3000汉字（或4-5万英文字符）的译文，并附交原文，译文内容应与课题紧密相关。
1.3 毕业设计（论文）的经费来源1.毕业设计（论文）的经费由教务处按不同科类及学生人数核算后一次性划拨给各学院，由各学院根据有关规定掌握使用。
过程设备设计课程设计说明书
过程设备设计课程设计说明书二氧化碳储罐设计学生姓名专业过程装备与控制工程学号指导教师朱振华李晶学院机电工程学院目录第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2二氧化碳的性质 (1)1.3立式二氧化碳储罐的设计特点 (1)1.4 设计任务表 (2)第二章零部件的设计和选型 (3)2.1封头的设计 (3)2.2.1封头的选择 (3)2.1.2封头材料的选择 (3)2.1.3封头的设计计算 (4)2.2人孔的设计 (4)2.2.1人孔的选择 (4)2.2.2人孔的选取 (5)2.3容器支座的设计 (5)2.3.1支座材料的选择 (5)2.3.2支座选取 (6)2.3.3支座的设计 (6)2.3.4支座的安装位置 (7)2.4筒体的材料的选择 (8)2.5 接管、法兰、垫片和螺栓的形式和选择 (9)2.5.1接管的选取 (9)2.5.2法兰的选取 (10)2.5.3垫片的选取 (10)2.5.4螺栓的选取 (11)第三章强度设计与校核 (12)3.1圆筒强度设计 (12)3.2封头强度设计 (12)3.3筒体长度校核 (13)3.4人孔补强设计 (13)3.5水压试验校核 (15)结论 (16)参考文献 (17)第一章绪论1.1概述储存设备又称储罐,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到温度的影响，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。
目前我国普遍采用常温压力储罐，常温储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。
球形储罐和圆筒形储罐相比：前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。
一般储存总量大于3m200时选用球形储罐比较经济，而圆筒形储m500或单罐容积大于3罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, 所以在总储量小于3m100时选用圆筒形储罐比较经济。
过程设备设计实验指导书(修改好)
薄壁容器应力测定实验实验目的（1）实测在内压作用下封头的应力，绘制封头的压力分布曲线。
（2）了解边缘力矩对容器应力分布的影响。
实验内容实测在不同内压力作用下椭圆封头与锥形封头和筒体上各测点的应变值，画出各测点的P-ε修正曲线（线性关系），并在修正曲线上求得在0.6 MPa 压力下应变修正值，由应变修正值计算在0.6MPa 下各点的应力值，绘制0.6 MPa 下的封头应力分布曲线，利用所学理论解释封头的应力分布状况，并对存在的问题进行讨论。
实验装置过程装备与控制工程专业基本实验综合实验台。
图1 薄壁容器应力测定实验流程图主水泵从低位水箱中将水打入实验内压容器，内压容器中的压力由P3进行测量。
内压容器由椭圆封头、在型封头和筒体三部分构成。
实验容器的材料为304，容器筒体内径400=i D mm ，筒体及封头的壁厚4=δmm 。
椭圆形封头的应变片布置如图2所示，椭圆型封头各测点距封头顶点距离如表1。
锥形封头布片如图3，锥形封头各测点距封头顶点距离如表2。
应变片的布置方案是根据封头的应力分布特点来决定的。
封头在轴对称载荷作用下可以认为是处于二向应力状态，而且在同一平行圆上各点受力情况是一样的。
所以只需要在同一平行圆的某一点沿着经向和环向各贴一个应变片即可。
经向应变片的中点线和环向应变片的轴线必须位于欲测之点所在的平行圆上。
图2椭圆形封头的应变片布置图3 锥形封头的应变片布置表2 锥形封头各测点至锥形封头顶点距离[mm]实验原理（1）应力计算：薄壁压力容器主要由封头和圆筒体两个部分组成，由于各部分曲率不同，在它们的连接处曲率发生突变。
受压后，在连接处会生产边缘力系——边缘力矩和边缘剪力。
使得折边区及其两侧一定距离内的圆筒体和封头中的应力分布比较复杂，某些位置会出现较高的局部应力。
可利用电阻应变测量方法对封头和与封头相连接的部分圆筒体的应力分布进行测量。
（2）应力测定中采用电阻应变仪来测定封头上各点的应变值，然后根据广义虎克定律换算成相应的应力值。
过程设备制造与检测课程设计指导书第四章
4.过程设备制造与检测课程设计指导书第四章 4.1加氢上封头制造工艺实例介绍 上封头的总体生产工艺过程（工艺流程）图4-1， 工艺流程图原材料检验→喷砂→UT 检测→标准移植→气割下料→刨削拼接坡口→预组合并在大型立车上夹紧→车削外圆边缘坡度→在龙门刨床上精加工拼接焊缝坡口→组对焊接（组对时在特制的装有预热装置的场地上进行）预热温度200℃±30℃→检验，包含焊缝的PT ，RT检测与焊缝及热影响区的硬度试验→加热→冲装焊焊后热处理最终检测选材，材料检查，材料净化矫形（图示为拉伸机矫切割压→测定成形后球壳各部位实际厚度→焊缝及热影响区内外表面MT→整个球面进行UT→正火+回火（带焊接试板）→试板力学性能试验→在立车上加工人孔开孔与人孔法兰的焊接坡口→检验坡口合格后→与人孔法兰锻件组对→点焊固定（预热）→预热（≥150℃）焊接→UT、MT→硬度检查→直线加速器RT检测（有条件厂家）→组对两个吊耳→局部预热≥150℃→焊接吊耳→焊满后表面打磨→MT、UT→消除应力热处理→UT、MT→硬度检查→球壳内壁打磨光滑呈金属光泽→清洗干净→堆焊不锈钢（如下图）→堆焊人孔衬里过渡层→精加工人孔内圆及人孔密封面镶环槽→组对人孔内圆衬里与密封底镶环→焊接→焊接铁素体检查→焊接表面PT→精加工孔密封面→螺栓孔加工→检验。
封头制造的准备钢板的检测与储存表面质量，材料标记化学成份（按炉）分析Cr含量0.80%～1.15%，P≤0.010%，S≤0.010%， (Si%+Mn%)≤1.2%，［H］≤2ppm ［O］≤35ppm ［N］≤80ppm力学性能（按批）a)常温拉伸试验：（最大模拟焊后热处理）b)高温拉伸试验：（最大模拟焊后热处理）c)夏比冲击试验：（最大模拟焊后热处理）d)冷弯试验：（最小模拟焊后热处理）R180° d=3a（无裂纹）e)金相检验，晶粒度按ASTM E112进行≥6级。
力容器用钢板材料说明书，在钢板的长度头部或者尾部处，在钢板1/2厚度处与离钢板表面1.6mm处取样作上述力学性能试验。
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过程装备课程设计指导书一、设计任务升膜式浓缩器零号总装图1张，设计说明书1份（20页以上）二、参考书：1《化工原理》2《化学工程设计手册》换热浓缩3《化工制图》4《化工设备机械基础课程设计指导书》5《食品工厂机械与设备》6《材料与零部件设计手册》上册三、升膜式浓缩器的设计与计算1. 结构和原理由多根垂直管束加热器和一个蒸发分离室等组成，被浓缩液体从加热管底部进入管内，加热蒸汽在管间传热及冷凝，将热量传给管内料液。
料液被加热沸腾，便迅速汽化，所产生的二次蒸汽及料液在管内高速上升，浓缩液被高速上升的二次蒸汽所带动，沿管内壁成薄膜上升，在此过程中继续蒸发。
这样料液从加热器底部至管子顶部出口处，逐渐被浓缩，浓缩液并以较高的速度进入蒸发分离室，在离心力作用下与二次蒸汽分离，二次蒸汽从分离室的顶部经水力喷射泵排出。
为了保证物料有效地成膜状上升，蒸汽的速度应维持在一定的数值，如常压下一般20－30m/s，减压下速度更高。
因此，如果料液中蒸发的水量不够，就难以达到所要求的汽速，即升膜式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发，它对粘度很大，易结晶，结垢的物料也不适用。
物料在管束中分为预热区，沸腾区和饱和区。
沸腾区中成膜状流动，其传热膜系数最大，而预热区和饱和蒸汽区的传热膜系数则很小，因此希望膜状流动段尽可能扩大，而预热区和饱和蒸汽区则希望相对地缩短。
接管：a. DN40PN6 进料口b. DN40PN6循环料口c. DN100PN6蒸汽出口d. DN40PN6 蒸汽进口e. DN32PN6冷凝水出口f. DN150PN6二次蒸汽出口g. DN32PN6出料口h. DN80PN6视镜i. DN32PN6破真空口j. DN80PN6灯光口k. DN150PN6手孔l. DN32PN6真空表接口2.设计计算方法（1）传热膜系数=∆Q K A t设计计算的关键是确定传热系数，目前确定传热膜系数的主要方法是依靠实验测得，第二种方法是利用有关准数方程计算传热膜系数K。
本次设计，根据参考书上推荐的K值。
（前人积累的经验或数据）（2）二次蒸汽的汽速二次蒸汽的汽速必须足够大才能使料液在管子内壁拉成膜状，并沿管壁上升。
常压下，水的最小成膜汽速约为10m/s，在一定的范围内传热膜系数随蒸汽速度的增加而增加，但汽速不能太高，汽速过高会使料液成雾状喷出，破坏了膜状上升，传热系数会明显下降。
对水溶液适宜的操作汽速常压下20－30m/s在绝对压力50mmHg 为100－160 m/s( 在不同的真空度下汽速不同，换算成常压下20－30m/s的范围内即可) （3）换热管（管束）管径：φ19－φ50，常用是φ19和φ25长径比： 常压100~150ld=真空130~180l d= 料液不经预热而进入蒸发室和粘度大的料液，长径比应取大些。
（4） 换热面积A 和加热蒸汽的消耗量D 水的蒸发量w kg/h 总传热QQ K A t=∆预热：121()m Q F C t t =-汽化：'2Q wγ='γ－汽化潜热热损失：35%Q Q =⨯热平衡：123QQ Q Q=++F：料液处理量 kg/h1t ：进料温度 2t ：某真空度下的汽化温度。
m t T t ∆=-T：加热蒸汽的温度122mt t t+=(1)m B C C x C x =+- BC ：溶质的比热C：溶济的比热 x：溶液的质量分率20%x <水溶液，C 为一定值，B C x 很小，可不计(1)m C C x =-D Qγ=γ：冷凝潜热(4) 设备尺寸计算取定管径0d 和管长l 管数0And lπ=二次蒸汽的体积vwV ρ=压力不同，v ρ不同，如在常压下，v ρ=0.5977 kg/m 3 在650mmHg 的真空度下，v ρ=0.0997 kg/m 3 验算二次蒸汽的汽速'V u A='2014A d nπ=分离室体积的计算在常压下体积蒸发强度0δ33mm s⋅换成该真空度下的体积蒸发强度， 当二次蒸汽压力5(0.10.15)10P a-⨯, 020000180000δ=-5(0.51)10P a-⨯, 080005000δ=-5(19)10P a-⨯, 050004000δ=-蒸发室的体积'v wV ρδ=0δαδ= 0.70.9α=-修正系数《轻化工与食品设备》P124四、化工设备结构特点和图示表达特点（一）化工设备的结构特点化工设备的种类繁多，按使用场合及其功能可分为：容器、换热器、塔器核反应器四种典型的设备。
而同一类型的设备中，视其结构、形状又各不相同。
但认真分析，可从结构上找到一些共同的特点。
（1）从形体上分析，设备的壳体由回转体组成。
筒身为圆筒。
（2）尺寸相差悬殊：设备的总体尺寸和局部尺寸相比，往往相差悬殊，特别是塔器，有的塔高几十米，而塔径仅有1-2米，壁厚还不足1/50米。
（3）设备的开孔和接管口较多：为满足化工工艺要求，有进出物料口，仪表接口），在设备壳体和封头上，往往有较多的开孔和管口，以备安装各种零部件和连接接管。
（4）大量采用焊接结构：绝大多数化工设备都是承压设备，除强度和稳定性要求外，还要有严格的气密性，焊接结构是满足两者的最理想的结构。
筒体本身、筒体与封头、管口、支座、人孔和手孔的连接都采用焊接。
（5）广泛采用标准化、通用化、系列化的零部件。
（二）化工设备图的内容和要求(1)一组视图表达设备的主要结构形状和零部件之间的装配关系。
而且这组视图符合“机械制图国标的规定”。
(2)四类尺寸为设备制造、装配、安装检验提供的尺寸数据有：表示设备总体大小的总体尺寸；表示规格大小的特型尺寸；表示零部件之间装配关系的装配尺寸；表示设备与外界安装关系的安装尺寸。
(3)管口符号和管口表设备上的管口都有专门的用途，都应注明，常用英文字母顺序编号，并把管口的有关数据和用途等内容标注在专门列出的管口表中。
管口表第一行高度12其余高度8(4)零部件编号及明细表把组成设备的所有零部件依次编号，并把零部件的名称、规格、材料、数量、弹重以及有关图好或标准号填入明细表内。
(5)技术特性表用表格的形式列出设备的主要工艺特性，如操作压力、温度、物料名称和设备的容积等。
设计压力指表压，若为绝对压力则应注名“绝压”二字；每行高8，宽40(6)技术要求常用文字说明的形式，提出设备在制造、检验、安装、材料表面处理、包装和运输等方面的要求。
1)按哪一标准进行制造试验和验收常压设备JB2881-80GB150-98GB151-982)焊接要求以什么形式焊接，焊条的牌号，焊缝的结构形式3)焊接质量的检测要求4)整体压力试验的要求：水压气密性试验5)管口的方位（即以哪个视图为准）6)油漆要求7)其它特殊的要求（如抛光要求，是粗抛还是镜抛）(8) 标题栏常放在图样的右下角，有规定的格式，用以填写设备的名称、主要规格、制图比例、设计单位、图样编号以及设计制图、校核和审定人员的签字。
（9）其它需要说明的问题如图样目录、附注、修改表等内容。
（三）化工设备图的表达特点化工设备图的特点完全是由化工设备的结构特点决定的。
（1）基本视图的配置因为设备的基本形体多由回转体组成，所以用两个视图就可以表示它的主体，对于高大的直列设备，常用主视图表达轴面形体，且全剖，用俯视图表示径向形体。
（2）多次旋转的表达方法在设备的壳体圆周上有结构和方位不同的管口和零部件，为了在同一主视图上反映真实形状和位置，常按机械制图中旋转视图的方法，假想地将其经过多次旋转，正好旋到能在主视图的投影面上能反映其真实形状和位置为止，再画下它的视图。
化工设备图中采用多次旋转画法，允许不作标注，其周向方位以管口方位图为准。
（3）局部放大的表达方法由于设备总体和安装其上的零部件尺寸相差悬殊，按总体尺寸选定的绘图比例，往往无法将其局部结构表达清楚。
所以在化工设备图中，往往较多地运用局部放大来表达局部结构的详情。
这种放大图的画法和机械制图中局部放大图的画法和要求相同。
（4）夸大的表达方法设备的壁厚垫片挡板等零件，因为绘图比例比较小，这些小尺寸的零件即使采用了局部放大但仍嫌不够清楚，可采用不按比例的夸大画法。
（5）管口方位的表达方法一般在设备的俯（左）视图上表示该设备的管口方位，并要注明方文尺寸，还要在技术说明栏目中注明“管口的方位以俯（左）视图为准”等字样。
如果管口和零部件的形状已在主视图或通过其他辅助视图表达清楚，在设备的俯（左）视图中可以用中心线和符号简化表示管口等结构的方位。
（6）假想断开，分段(层)的表达方法像填料塔筛板塔浮阀塔，它的总体尺寸很大，而它的填料段或装有塔板段的结构相同或安装方法是有规律地重复变化，这时采用假想断开，把结构相同的一部分省略一不部分。