机电工程学院空气储罐设计
空气储罐设备设计课程设计
空气储罐设备设计课程设计1. 引言空气储罐是一种用于存储和调节空气或气体的设备。
其设计需要考虑安全性、可靠性和效率等因素。
本文档将介绍一个关于空气储罐设备设计的课程设计方案。
2. 设计目标本课程设计的设计目标是开发一个高效、安全、可靠的空气储罐设备。
具体目标包括：•设计一个合适的储气罐容量，以满足预定的储气需求；•优化储气罐的结构，以降低材料成本和加工难度；•保证储气罐的运行安全，防止漏气和爆炸等危险；•提高储气罐装卸和维护的便利性。
3. 设计步骤3.1 确定储气需求首先，需要明确储气罐的使用场景和储气需求。
根据实际应用中对气体的使用量、稳定性要求等因素，确定储气容量。
3.2 选择合适的材料储气罐的材料选择对其性能和成本都有很大影响。
需要综合考虑材料的强度、耐腐蚀性、成本等因素，选择合适的材料。
3.3 设计储气罐的结构根据储气需求和材料特性，设计储气罐的结构。
包括确定储气罐的形状、壁厚、支撑结构等。
3.4 确定防爆与安全装置储气罐设备设计中，防爆与安全装置是必不可少的。
根据使用场景和储气罐的性能特点，选择合适的安全装置，如安全阀、压力传感器等。
3.5 优化结构设计通过模拟分析和实验验证，对储气罐的结构进行优化。
优化的目标包括降低材料成本、提高强度和稳定性等。
3.6 设计装卸与维护手段对于储气罐的装卸和维护，需要提供相应的手段。
设计方案应考虑便利性、安全性和可持续性等因素。
4. 预期结果经过本课程设计，预期实现以下结果：•设计出一个满足储气需求的储气罐；•选用适合的材料，降低成本和加工难度；•确保储气罐的安全性和可靠性；•提供便利的装卸和维护手段。
5. 时间计划本课程设计计划分为以下几个阶段：•阶段一（1周）：确定储气需求和选择材料；•阶段二（2周）：设计储气罐的结构和防爆安全装置；•阶段三（1周）：优化结构设计和验证；•阶段四（1周）：设计装卸与维护手段；•阶段五（1周）：整理文档和准备演示。
6. 结论本文档介绍了一个关于空气储罐设备设计的课程设计方案。
空气储罐课程设计
空气储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握空气储罐的基本结构、工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能够描述空气储罐的主要组成部分，包括罐体、阀门、压力表等，并解释其功能。
3. 学生能够运用物理知识，分析空气储罐在压力变化下的行为规律。
技能目标：1. 学生能够运用数学计算，解决与空气储罐相关的简单压力、体积问题。
2. 学生通过小组合作，设计并制作一个简单的空气储罐模型，培养动手操作能力。
3. 学生能够运用科学探究方法，对空气储罐的压力、容量等进行实验探究。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习空气储罐的相关知识，增强对科学技术的兴趣和好奇心。
2. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，学会尊重和倾听他人的意见。
3. 学生能够认识到科学技术在工业发展中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程属于科学探究类课程，注重理论联系实际，强调学生的动手操作能力和科学思维能力的培养。
学生特点：六年级学生对科学知识有一定的基础，好奇心强，喜欢动手操作，但需引导培养团队合作精神和科学探究方法。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新意识和实践能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程目标的分解，使教学设计和评估更具针对性。
二、教学内容1. 空气储罐的基本概念与结构- 引导学生认识空气储罐的定义及用途。
- 介绍空气储罐的组成部分，如罐体、阀门、压力表等。
2. 空气储罐的工作原理- 讲解空气储罐在储存气体时的压力变化规律。
- 分析空气储罐在工业生产中的应用。
3. 空气储罐的数学计算- 指导学生运用理想气体方程，计算空气储罐的压力、体积等参数。
- 通过实际案例，让学生了解计算在实际工程中的应用。
4. 空气储罐模型的制作- 分组进行讨论和设计，制定空气储罐模型制作方案。
- 引导学生动手制作模型，培养实际操作能力。
5. 空气储罐的实验探究- 设计实验，观察不同条件下空气储罐的压力变化。
空气储罐设计
设计要求1、设计题目：空气储罐的机械设计2、最高工作压力：0.8MPa3、工作温度：常温4、工作介质：空气5、全容积：163m设计参数的选择：设计压力：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为 3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm设计温度取50因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。
直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模具，是目前中低压容器应用较多的封头。
因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
选材和筒体一致Q345R接管设计3.4接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。
优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。
由于接管要求焊接性能好且塑性好。
故选择20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。
平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。
由于Q345R 为碳素钢，设计温度50℃<300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即SO 型法兰。
空气储罐课程设计
空气储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握空气储罐的基本概念、结构和原理；2. 学生能够描述空气储罐在工业和生活中的应用；3. 学生了解空气储罐的相关安全知识。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决空气储罐在设计、使用过程中遇到的问题；2. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简单的空气储罐模型；3. 学生能够运用科学方法，对空气储罐的气压、容量等参数进行计算。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 学生意识到团队合作的重要性，培养团队协作能力；3. 学生关注环境保护，认识到节能减排的重要性。
课程性质：本课程属于科学课，旨在让学生了解空气储罐的基本知识，提高学生的实践操作能力和科学素养。
学生特点：六年级学生具备一定的科学知识基础，对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手操作能力。
教学要求：结合学生的年龄特点和知识水平，注重理论联系实际，通过实践操作和小组合作，提高学生的科学素养和综合能力。
课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 空气储罐基本概念：介绍空气储罐的定义、分类和用途；教材章节：第二章第一节《压容器及其应用》。
2. 空气储罐结构与原理：分析空气储罐的构造、工作原理和关键部件；教材章节：第二章第二节《压容器结构与原理》。
3. 空气储罐的应用：展示空气储罐在工业、生活中的实例；教材章节：第二章第三节《压容器应用实例》。
4. 空气储罐安全知识：讲解空气储罐使用过程中的安全注意事项；教材章节：第二章第四节《压容器安全与防护》。
5. 空气储罐设计制作：指导学生运用所学知识，设计并制作空气储罐模型；教材章节：第二章第五节《压容器设计与制作》。
6. 空气储罐参数计算：教授学生如何计算空气储罐的气压、容量等参数；教材章节：第二章第六节《压容器参数计算》。
教学内容安排与进度：第一课时：空气储罐基本概念、分类和用途；第二课时：空气储罐结构与原理；第三课时：空气储罐的应用及安全知识；第四课时：空气储罐设计制作（实践操作）；第五课时：空气储罐参数计算（实践操作）。
空气储罐的设计研究
５８ ｍ。第二 ， ．ｍ 在设计温度下 圆筒 的设计 厚 度 ：储存介 质 为空气 ，腐蚀 裕量不 小于 ｌ ｍ，取值 为 ｌ ｍ。 ｍ ｍ ６ ６＋ ＝ ． １ ６８ ｍ。根据材料标准规格 的厚度 ， ＝ ｌ ５８ ＝ ．ｍ ＋ 圆筒 的名
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概 述
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压力容 器是最 高工作压力 Ｐ ． ａ 容积 ｖ ２ Ｌ 用于 ０１ ， ＭＰ ５， ｏ】 此设计不合格 ， 需重新计算 。采 用同样方法， 名 将 储存或盛装 气体、 体、 液 液化 气体等介质。它广泛地用于化 工、 口 ＞［ ， 义厚度取 为 ｌ ｍ 时 ， Ｏｍ 圆筒 的计算应力 为 Ｉ７ ａ仍不合 格 。 １Ｍｐ ， 炼 油 、 械 、 力 、 工 、 金 及 运 输 等 工 业 部 门 。随着 石 油 化 工 机 动 轻 冶 修改材料 的名义厚度 ， 将材料 圆整 和原子能等 工业的迅猛发展 ， 压力容器制造技术也有 了很大 的 在 满足设计条 件的要求 下，
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萼 １ Ｐ （ 头 数 算标 椭 封 ｝ ． ａ３ 参 计 。准 圆 ６ 。） Ｍ 封
机电工程学院空气储罐设计
机电工程学院空气储罐设计1. 简介空气储罐是一种用于存储和输送压缩空气的设备，被广泛应用于机械、化工、制药等领域。
机电工程学院准备设计一种新型的空气储罐，以满足特定需求和提高效率。
本文档将详细介绍机电工程学院空气储罐的设计方案、工作原理、材料选择和结构设计。
2. 设计方案2.1 工作原理机电工程学院空气储罐采用压缩空气作为动力源，通过将空气储存于罐内来实现压力的稳定和供应。
当压缩空气从压缩机进入储罐时，首先经过过滤除水和杂质，然后进入储罐进行储存。
在使用时，通过控制阀门可以将储罐内的空气输送到需要的设备或系统。
2.2 结构设计机电工程学院空气储罐采用圆柱体结构，通过优化计算确定合适的直径和高度。
为了增加储罐的稳定性和强度，储罐壁采用高强度钢材制造，并在内部进行防腐处理，以防止腐蚀和氧化。
此外，储罐的顶部设有进气口和出气口，并配备安全阀、压力表等设备，以确保储罐的安全使用。
3. 材料选择机电工程学院空气储罐的材料选择是设计中的重要考虑因素。
主要考虑以下几个方面：1.强度：材料必须具有足够的强度和刚度，能够承受储罐内部压力和外部负荷。
2.耐腐蚀性：由于储罐长期接触储存的空气，材料需要具有良好的耐腐蚀性，以防止腐蚀和氧化。
3.可焊性：材料必须能够良好的焊接，以确保储罐的密封性。
综合考虑以上因素，机电工程学院选择了高强度不锈钢作为储罐的主要材料。
不锈钢具有优异的耐腐蚀性和可焊性，同时具有足够的强度来承受储罐内部的压力。
4. 结论本文档详细介绍了机电工程学院空气储罐的设计方案、工作原理、材料选择和结构设计。
该设计方案旨在满足机电工程学院的特定需求，提高整体效率和安全性。
通过采用高强度不锈钢，储罐具有良好的耐腐蚀性和可焊性，同时保证了储罐的强度和稳定性。
机电工程学院空气储罐的设计方案可以为其他类似项目提供参考，同时也为机电工程学院的相关研究和实践工作提供了指导和基础。
0.5m3的立式压缩空气储罐课程设计
材料工程设计报告学生姓名学号教学院系专业年级指导教师完成日期2014 年 1 月10 日设计任务书设计题目：0.5m3的立式压缩空气储罐已知工艺参数如下：介质：空气设计压力：0.5MPa使用温度：0--100℃几何容积：0.5 m3规格：600*6*2050设计要求：（1）根据给定条件确定筒体内径、长度、封头类型等，然后确定有关参数（容器材料、许用应力、壁厚附加量、焊缝系数等）（2）进行焊接接头设计，附件设计等。
（3）撰写说明书，按照设计步骤、进程，科学地安排设计说明书的格式与内容叙述简明1、设计数据 (4)2、容器主要元件的设计 (5)2.1封头的设计2.2人孔的选择2.3接管和法兰3、强度设计 (8)3．1水压试验校核3.2圆筒轴向应力弯矩计算4、焊接结构分析 (10)4．1储气罐结构分析4.2零件工艺分析4.3焊缝位置的确定5、焊接材料与方法选择 (11)5.1母材选择5.2焊料选择5.3焊接工艺及技术要求6、焊接工艺工程 (12)6.1焊前准备6.2 储罐的安装施工顺序6.3装配与焊接6.4质量检验、修整处理、外观检查6.5 焊缝修补7、焊接工艺参数 (15)8、焊接工艺设计心得体会 (16)9、参考文献 (16)1.设计数据表1-1主要元件材料的选择：全容积为0.5m3的立式压缩空气储罐，焊接系数为∅=0.85，根据HGT3154-1985≪立式椭圆形封头贮罐系列≫表6。
设计压力Pc =1.1MPa，此储罐的最高工作温度为100℃，圆筒材料为Q235-A。
圆筒的厚度6mm，查GB150-1998中表4-1，可得：疲劳极限强度σb=375MM a，屈服极限强度σs=235MPa，在90℃时近似取为100℃时的σ t =113MPa进出料接管的选择材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准GB8163-87。
材料为16MnR。
结构：接管伸进设备内切成 45 度，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。
空气储罐设备设计课程设计
空气储罐设备设计课程设计齐齐哈尔大学设备设计课程设计题目名称：空气储罐设计学院：机电工程学院专业班级：过控102学生姓名：王国涛指导教师：刘岩完成日期： 2013-12-20目录摘要 (3)绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第一章压缩空气的特性 (5)第二章设计参数的选择 (6)第三章容器的结构设计 (7)3.1圆筒厚度的设计 (7)3.2封头厚度的计算 (7)3.3筒体和封头的结构设计 (8)3.4人孔的选择 (9)3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9)3.6鞍座选型和结构设计 (12)第四章开孔补强设计 (15)4.1补强设计方法判别 (17)4.2有效补强范围 (15)4.3有效补强面积 (18)4.4补强面积 (19)第五章强度计算 (18)5.1水压试验应力校核 (20)5.2圆筒轴向弯矩计算 (20)5.3圆筒轴向应力计算及校核 (20)5.4切向剪应力的计算及校核 (22)5.5圆筒周向应力的计算和校核 (23)5.6鞍座应力计算及校核 (25)第六章总结 (28)参考文献 (29)摘要本说明书为《3.0m3空气储罐设计说明书》。
扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。
本文采用分析设计方法，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、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。
关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强绪论1.1 设计任务：针对化工厂中常见的液氨储罐，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，并便携设计说明书。
2立方空气储罐设计
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 (5)3.4.2鞍座定位 (5)第四章强度计算 (6)5.1水压试验应力校核 (5)5.2工作应力计算及校核 (6)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） 1.02 设计温度（℃）1003 最高工作压力（MPa）0.954 最高工作温度（℃）955 工作介质压缩空气6 主要受压元件的材料Q235-B7 焊接接头系数Φ0.98 腐蚀裕度C2（mm） 1.29 厚度负偏差（C1）0.89 全容积（） 2.010 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。
压缩空气储罐课程设计
压缩空气储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解压缩空气储罐的基本概念，掌握其工作原理及在工业中的应用。
2. 学生能够掌握压缩空气储罐的主要组成部分及其功能。
3. 学生能够了解并描述压缩空气储罐的安全操作规程和相关注意事项。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析并解决与压缩空气储罐相关的实际问题。
2. 学生能够设计简单的压缩空气储罐系统，并进行基本的操作和调试。
3. 学生能够通过实验和观察，收集和分析压缩空气储罐的工作数据，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对压缩空气储罐及其相关工程技术的兴趣，激发他们的探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在实践中相互协作、共同解决问题的能力。
3. 强化学生的安全意识，让他们明白遵守操作规程的重要性，养成良好的工程素养。
本课程针对八年级学生设计，结合学生的认知水平和兴趣特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的科学素养和工程实践能力。
课程目标既关注知识传授，又强调技能培养和情感态度价值观的塑造，以确保学生在掌握学科知识的同时，能够形成正确的价值观和积极的学习态度。
通过本课程的学习，学生将为后续相关课程打下坚实基础，并为未来工程技术领域的发展做好准备。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 压缩空气储罐基本概念：介绍压缩空气储罐的定义、分类及其在工业中的应用。
2. 压缩空气储罐工作原理：讲解压缩空气储罐的工作原理，包括压缩、储存和释放空气的过程。
3. 压缩空气储罐的组成部分：分析压缩空气储罐的主要组成部分，如储罐本体、压缩机、阀门、安全阀等，并介绍各部分的功能。
4. 压缩空气储罐的安全操作规程：学习压缩空气储罐的安全操作规程，包括日常维护、检查和紧急处理方法。
5. 实践操作：组织学生进行压缩空气储罐的观察和实验，让学生亲身体验压缩空气储罐的工作过程。
教学内容安排如下：第一课时：压缩空气储罐基本概念及分类。
贮气罐毕业设计
贮气罐毕业设计贮气罐毕业设计在工业生产中，气体是一种常见的能源和原料。
为了储存和输送气体，贮气罐被广泛应用于各个领域。
贮气罐的设计和制造对于安全、高效地储存气体至关重要。
因此，贮气罐的毕业设计成为了许多工程学生的重要任务。
第一部分：背景介绍贮气罐是一种密封容器，用于储存和输送气体。
它通常由金属材料制成，如钢或铝合金。
贮气罐的设计需要考虑到许多因素，包括气体的性质、压力和温度要求、容量以及安全性等。
贮气罐的设计必须符合相关的标准和规范，以确保其在使用过程中的可靠性和安全性。
第二部分：设计目标在贮气罐的毕业设计中，设计目标是至关重要的。
设计目标决定了贮气罐的功能和性能。
例如，设计目标可能包括贮气罐的容量、压力和温度范围、材料选择、安全性能等。
设计目标的明确和合理性对于成功完成毕业设计至关重要。
第三部分：设计过程贮气罐的设计过程包括几个关键步骤。
首先，需要进行气体性质和使用要求的分析。
这包括确定气体的压力和温度范围、流量要求等。
然后，根据这些要求，选择合适的材料和结构形式。
贮气罐可以采用不同的结构形式，如球形、圆柱形或椭圆形等。
选择合适的结构形式可以最大程度地满足设计目标，并提高贮气罐的效率和安全性。
接下来，需要进行贮气罐的结构设计。
这包括确定贮气罐的尺寸、壁厚、支撑结构等。
结构设计需要考虑到贮气罐在使用过程中的受力情况，以及材料的强度和可靠性等因素。
通过合理的结构设计，可以提高贮气罐的承载能力和使用寿命。
最后，需要进行贮气罐的安全性评估和测试。
这包括对贮气罐进行压力测试、泄漏测试等，以确保其在使用过程中的安全性。
安全性评估还需要考虑到贮气罐的防爆性能、防腐蚀性能等因素。
通过全面的安全性评估和测试，可以确保贮气罐在使用过程中的可靠性和安全性。
第四部分：创新和改进在贮气罐的毕业设计中，创新和改进是非常重要的。
通过引入新的材料、结构和技术，可以提高贮气罐的性能和效率。
例如，可以使用高强度钢材料来减少贮气罐的重量和成本。
0.5m3的立式压缩空气储罐课程设计
材料工程设计报告学生姓名学号教学院系专业年级指导教师完成日期2014 年 1 月10 日设计任务书设计题目：0.5m3的立式压缩空气储罐已知工艺参数如下：介质：空气设计压力：0.5MPa使用温度：0--100℃几何容积：0.5 m3规格：600*6*2050设计要求：（1）根据给定条件确定筒体内径、长度、封头类型等，然后确定有关参数（容器材料、许用应力、壁厚附加量、焊缝系数等）（2）进行焊接接头设计，附件设计等。
（3）撰写说明书，按照设计步骤、进程，科学地安排设计说明书的格式和内容叙述简明1、设计数据 (4)2、容器主要元件的设计 (5)2.1封头的设计2.2人孔的选择2.3接管和法兰3、强度设计 (8)3．1水压试验校核3.2圆筒轴向应力弯矩计算4、焊接结构分析 (10)4．1储气罐结构分析4.2零件工艺分析4.3焊缝位置的确定5、焊接材料和方法选择 (11)5.1母材选择5.2焊料选择5.3焊接工艺及技术要求6、焊接工艺工程 (12)6.1焊前准备6.2 储罐的安装施工顺序6.3装配和焊接6.4质量检验、修整处理、外观检查6.5 焊缝修补7、焊接工艺参数 (15)8、焊接工艺设计心得体会 (16)9、参考文献 (16)1.设计数据表1-1序号名称指标1 设计压力MPa 1.02 设计温度℃1003 最高工作压力MPa 1.04 最高工作温度℃<1005 工作介质压缩空气6 主要受压元件的材料Q235-A7 焊接接头系数0.858 腐蚀裕度mm 2.09 全容积0.510 规格600*6*2050主要元件材料的选择：全容积为0.5m3的立式压缩空气储罐，焊接系数为∅=0.85，根据HGT3154-1985≪立式椭圆形封头贮罐系列≫表6。
设计压力Pc =1.1MPa，此储罐的最高工作温度为100℃，圆筒材料为Q235-A。
圆筒的厚度6mm，查GB150-1998中表4-1，可得：疲劳极限强度σb=375B a，屈服极限强度σs=235MPa，在90℃时近似取为100℃时的σ t =113MPa进出料接管的选择材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准GB8163-87。
毕业设计说明书-空气储罐
摘要本次毕业小设计的316m空气储罐根据设计压力、温度、介质的要求，首先进行总体结构设计，包括筒体与封头的形式、材料。
其次进行局部结构设计，包括接管、法兰、人孔、支撑件、紧固件的选择。
再次进行强度计算，得出壁厚并校核，判断开孔是否需补强及补强圈的选择，支撑件是否满足等等。
同时用AutoCAD绘制两张1号施工图纸。
关键词：压力容器，结构，强度计算，目录1前言 (1)2 工作参数 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 基本设计条件 (2)2.3 设计内容 (2)3 结构设计 (3)3.1 容器类别 (3)3.2 筒体设计 (3)3.3 封头设计 (3)3.4 接管设计 (3)3.5 法兰设计 (4)3.6 接管与法兰分配 (4)3.7 弯头设计 (5)3.8 人孔设计 (6)3.9 支座选择 (7)3.10吊耳选择 (8)3.11 焊接型式及结构 (8)4 强度计算 (10)4.1筒体尺寸 (10)4.2 封头尺寸 (10)4.3 补强计算及补强圈选用 (11)4.4支座载荷校核 (16)5 总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1前言本次毕业小设计是对大学所学课程特别是专业课程知识的综合实践与应用，对总结专业学习的一次大总结。
本次设计设备为316m 空气储罐。
空气是构成地球周围大气的气体的混合物，无色、无味、无毒、无害。
它的恒定组成部分为氨气、氧气等，其中2N 占78.08％，2O 占20.95％，氩气（Ar ）占0.93％，2CO 占0.03％，还有微量的惰性气体，如氦(He)、氖(Ne)等，以及臭氧(3O )、二氧化氮(2NO )以及约占0.03％的水蒸气（O H 2）。
在0℃及一个标准大气压下空气密度为L g /239.1。
空气在标准状态下可视为理想气体。
空气的相对分子质量是29。
空气储罐是化工承压容器。
作为压力容器，不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作且保证良好的密封。
课程设计任务书(xM3液化石油气储罐设计)
中北大学
课程设计说明书学生姓名：王太飞学号： 1102034237 学院：机械与动力工程学院
专业：过程装备与控制工程
题目：（10）M3液化石油气储罐设计
指导教师：闫宏伟、孟江职称: 副教授 2014年06月16日
中北大学
课程设计任务书
2013/2014 学年第二学期
学院：机械与动力工程学院
专业：过程装备与控制工程
学生姓名：王太飞学号： 1102034237 课程设计题目：（10）M3液化石油气储罐设计
起迄日期： 06 月 16 日～06月 27日
课程设计地点：校内
指导教师：闫宏伟、孟江
基层教学组织负责人：黄晋英
下达任务书日期: 2014年06月16日
课程设计任务书
课程设计任务书
课程设计任务书。
空气储罐设计
. . 设计要求1、设计题目：空气储罐的机械设计2、最高工作压力：0.8a MP3、工作温度：常温4、工作介质：空气5、全容积：163m设计参数的选择：设计压力 ：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm设计温度取50因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。
直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模具，是目前中低压容器应用较多的封头。
因此选用以径为基准的 标准 型椭圆形 封头 为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
选材和筒体一致Q345R接管设计3.4接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。
优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。
由于接管要求焊接性能好且塑性好。
故选择 20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。
平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。
由于Q345R 为碳素钢，设计温度 50℃ <300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即 SO 型法兰。
空气储罐设计
设计要求1、设计题目：空气储罐的机械设计2、最高工作压力：MPa3、工作温度：常温4、工作介质：空气5、全容积：163m设计参数的选择：设计压力：取倍的最高压力，<属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为，确定长L=640000mm,D=1800mm设计温度取50因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。
直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模具，是目前中低压容器应用较多的封头。
因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。
选材和筒体一致Q345R接管设计接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。
优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。
由于接管要求焊接性能好且塑性好。
故选择 20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。
平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。
由于Q345R 为碳素钢，设计温度 50℃ <300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即 SO 型法兰。
储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。
空气储罐设计
设计要求1、设计题目：空气储罐的机械设计2、最高工作压力：0.8MP a3、工作温度：常温4、工作介质：空气5、全容积：16m3设计参数的选择：设计压力：取1.1倍的最高压力,0.88MP<1.6属于低压容器.筒体几何尺寸确定：按长径比为3.6,确定长L=640000mm,D=1800mm设计温度取50因空气属于无毒无害气体,材料取Q345为低合金钢,合金元素含量较少,其强度,韧性耐腐蚀性,低温和高温性能均优于同含量的碳素钢,是压力容器专用钢板,主要用于制造低压容器和多层高压容器！封头设计：卜储圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成,球面与筒体间有直边段.直边段可以预防封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变,以改善曲率变化平滑连续,故应力分布比拟均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多,易冲压成型,在实际生产中多有模具,是目前中低压容器应用较多的封头.因此选用以径为基准的标准型椭圆形封头为了预防热应力和边缘应力的叠加,减少应力集中,在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段,直边段的高度依据标准选择.封头材料与筒体相同,选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段,直边段的高度依据标准选择.选材和筒体一致Q345R.z接管设计3.4接管设计优质低碳钢的强度较低,塑性好,焊接性能好,因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮.优质中碳钢的强度较高,韧性较好,但焊接性能较差,不宜用作接管用钢.由于接管要求焊接性能好且塑性好.应选择20号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管3.5法兰设计法兰连接的强度和紧密性比拟好,装拆也比拟方便,因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、怫焊连接等型式的可拆连接显得优越,从而获得广泛应用. 平焊法兰连接刚性较差,只能在低压,直径不太大,温度不高的情况下使用.由于Q345R为碳素钢,设计温度50C<300C,且介质无毒无害,可以选用带颈平焊法兰,即SO型法兰.储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性,必须适宜地选择压紧面的形对于压力不高的场合,常用突台形压紧面.突面结构简单,加工方便,装卸容易,且便于进行防腐衬里.储罐由于设计压力为0.88MPa,空气无毒无害,可选择突面〔RF〕压紧面.由于法兰钢件的质量较大,需要承受大的冲击力作用,塑性、韧性和其他方面的力学性能也较高,所以不用铸钢件,可以采用锻钢件.接管材料为20号钢,法兰材料选用20II锻钢.3.6接管与法兰分配3.6.6N1、N2空气进、出口公称尺寸DN250,接管尺寸273x6.接管采用无缝钢管,材料为20号钢.伸出长度为150mm.选取0.88MPa等级的带颈平焊突面法兰,材料选用20H,法兰标记为：.zSO300-2.5RF3.6.2N3排污口;公称尺寸DN40,接管采用45x3.5无缝钢管,材料为20号钢,外伸长度为150mm选取0.88MPa等级的带颈平焊突面法兰,材料选用20H,法兰标记为：SO40-1.6RF3.6.7N4平安阀口公称尺寸DN80,接管采用89x4无缝钢管,材料为20号钢,外伸长度为150mm根据GB12459-99,选用90°弯头；弯头上方仍有一定外伸量.选取0.88MPa等级的带颈平焊突面法兰,材料选用20H,法兰标记为：SO80-1.6RF3.6.8N5压力表口公称尺寸DN25,接管采用32x3.5无缝钢管,材料为20号钢,外伸长度为150mm根据GB12459-99,选用90°弯头；弯头上方仍有一定外伸量.选取0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用20H,法兰标记为：SO25-1.6RF3.6.9N6〔备用口〕公称尺寸DN80,接管采用89x4无缝钢管,材料为20号钢,外伸长度为150mm需进行补强计算.选取0.88MPa等级的带颈平焊突面法兰,材料选用20II,法兰标记为：SO80-1.6RF3.7弯头设计N4为平安阀口,平安阀在容器中起平安保护作用.当容器压力超过规定值时,平安阀翻开,将系统中的一局部气体/流体排入大气/管道外,使系统压力不超过允许值,从而保证系统不因压力过高而发生事故.由于冲出压力较大,阀口不可直接对人,因此需900安装,用弯头过渡.标记为：弯头DN80900N5为压力表口.为方便读数,压力表需竖直安装于管口,因此接管要通过900弯头过渡至竖直面,再安装压力表.标记为：弯头DN259003.8人孔设计在化工设备中,开设人孔是为了便于部附件的安装,修理和衬里,防腐以及对设备部进行检查、清洗.对于压力容器,为了便于移动沉重的人孔盖,盖子通常做成回转形式.本储罐由于尺寸较大,人孔直径也较大,可使用回转盖人孔.3.8.6人孔接管及法兰设计公称尺寸为500mm接管采用53010无缝钢管,材料为20号钢,外伸长度为150mm选用回转盖带颈平焊法兰人孔.法兰采用带颈平焊突面法兰,材料为20II锻钢,法兰标记为500-1.6RF.法兰盖设计法兰盖根据配套选择,采用A型盖轴耳,材料与接管同,钢20标记为：BL500-1.6RF.紧固件选用与法兰盖之间必须加垫片密封.在采用标准法兰的情况下,选择恰当的垫片可以提升密封效果.根据储罐的设计温度和设计压力,可选用石棉橡胶板〔XB350作为垫片材料.该材料应用广泛,使用温度可达450C,压力小于6MPa的场合.垫片型号标记为：RF500-1.6.z法兰盖与法兰连接的螺柱可选用M24的螺杆. 3.9 支座选择化工容器设备大都通过支座加以固定.支承式支座结构简单轻便,不需要专门的框架、钢梁来支承设备,可直接把设备载荷传到较低的根底上.止匕外,它能比其他型式的支座提供较大的操作、安装和维修空间.由于支承式支座对所在设备封头产生的局部应力相对较大,故在采用这种支座时,需增设垫板.根据公称直径,本储罐选用B 型第4组支承性支座.支座标记为：支座4B 图3-4支承型支3.10 吊耳选择由于本储罐高度较高,为方便起吊、移动设备,在筒体顶部加设吊耳.图3-5 吊耳3.11焊接型式及结构3.11.1筒体焊接接头系数选取根据介质性质,取焊缝形式为相当于双面焊的全焊透对接接头,无损探伤要求为局部. 焊接系数0.853.假设圆筒白厚度在6~16mnH设计温度为50C,查查GB150-1998中表4-1得该温度下Q345R 许用应力[(r]t=170MPa,[(T ]=170MP.取钢板负偏差C1=0.3mm钢板腐蚀裕量C2=1mm 设计厚度dc25.5016.50mm 名义厚度ndc16.8mm向上圆整取为10mm封头厚度设计：封头个参数和筒体相同,只有焊接系数由于钢板整体冲压而成所以取1.0,设计厚度dc24.6615.66mm名义厚度ndcl5.96mm筒体厚度计算:p c Dp c0.881800 21700.85-0.885.50mm故封头计算厚度:Kp c Dp c10.881800 21701-0.50.884.66mm.z向上圆整取10mm,也满足焊接方面.实验压力确定采用液压实验,试验压力p T1.25P—f1.250.881.1MP试验应力校核\P T(D e)1.1(18001010.3)T63.77MP 2e2(10-1-0.3)0.9ReL0.90.85345263.93MPT所以液压试验应力合格.3.3筒体和封头的结构设计-D；…一…由封头长短轴之比为2,即2=2错误！未找到引用源.,得2h iD；1800h i-mm450mm错误！未找到引用源.44查标准［4］中表B.1EHA和B.2EHA表椭圆形封头外表积、容积,质量,见表3-1和图3-1.V=-DL+2V封4取装料系数为0.9,那么V-=JD i L0+2V封0.94即也-1.82L O20.2545错误！未找到引用源0.94算得错误！未找到引用源.圆整后取为错误！未找到引用源.z3.6鞍座选型和结构设计3.6.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座,初步选用轻型鞍座,材料选用Q345R估算鞍座的负荷：罐总质量m=m1+2m2+m3+m41234 (3-3)mi一筒体质量：mlDL03.141.870.0178503105.77kgm2—单个封头的质量,查标准封头质量表m2=294.3kgm3—充液质量：P水>「压缩空气,水压试验充满水,故取介质密度为p7K=1000kg/m3,m3=「水丫_223 VV筒2V封一D i L02V封一1.82720.254518.31m344贝ijm3p水V100018.31kg18310kgm4一附件质量：人孔质量为153kg,其他接管总和为200kg,即m4353kg综上所述m0=m/4=5589.34kg那么每个鞍座承受的质量为5589.34kg,即为55.90KN<350KN,满足要求.鞍座的安装位置如图3-3所示：.z.z第四章开孔补强设计4.1补强设计方法判别根据GB150规定,接管必要时必须进行补强设计.对管N1、N2、N&N7进行补强,采用等面积补强法法进行接管补强.据前筒体与封头计算,其计算壁厚名义厚度为10mmN1N空气进、出口管：公称尺寸DN250接管尺寸273x6mmD1800d-900mm且d<520mm故可米用等面积法进仃补强计算22以20号钢为管材,查GB150得设计温度下20钢许用应力t130MPa焊接接头系数=1接管计算厚度：钢板负偏差：C1=0.1x0.93=0.093mmC2=1mmC=C1+C2=1.1mm名义厚度为6mmt130强度削弱系数f r—0.765t170开孔直径d=di+2C=261+2.2=263.2mm开孔切削截面积:A d'2'鼠1fr)=263.2x4.66+2x4.66x(6-1.1)(1-0.765)=1237.4mm2p c d i2tp c0.8827321301-0.880.93mm(4-1).z4.2有效补强围4.2.1有效宽度BB1=2d=2x263.2=526.4mmB2d2S n28nt263.221026294.6mmBmax(B1,B2)526.4mm(4-2)4.2.2外侧有效高度根据［1］中式8-8,得：h11西,263.2639.74mm・"工H I150mm'"h1min(%小)39.74mm4.2.3侧有效高度根据［1］中式8-9,得：h/,dlnT263.2639.74mm"---h2接管实际内伸身度0("、h2min(h2,h2)04.3有效补强面积根据［1］中式8-10至式8-13,分别计算如下：A e A I A2A3(4-3)A一筒体多余面积.zA i (Bd)(?S)2Set (?S)(1f r )(526.4263.2)(104.661,1)261.10(104.661.1)(10,765)21106mmA 一接管多余面积A 22几(%gf r 2h 2(\C 2)「239.74(61.11.21)0.760221.6mm A 3—焊缝金属截面积,焊脚去7mm 那么 A 3162236mm 2324.4补强面积A e A 1A 2A 31106221.6361363.6mm 2同样对N4平安阀口公称尺寸DN80,接管采用89x4无缝钢管,材料为20号D i 1800一钢,外伸长度为150mmd-900mm 且d<520mm 故可米用等面22积法进行补强计算以20号钢为管材,查GB150得设计温度下20钢许用应力t130MPa 焊接接 头系数=1接管计算厚度：钢板负偏差：C1=0.1x0.30=0.03mmC2=1mmC=C1+C2=1.03mm 名义厚度为4mm强度削弱系数f r ——0.765t170 开孔直径d=di+2C=89+2.1=91.2mm.z开孔切削截面积:Ad ’25et (1f r )=91.2.2x5.5+2x5.5x(4-1.1)(1-0.765)=487.8mm2p c d i 2tp c0.8889 21301-0.880.30mm(4-1)4.2有效补强围4.2.1有效宽度BB1=2d=2x91.2.2=182.4mmB2d2S n2S nt91.221024208.4mmBmax(B1,B2)526.4mm(4-2)4.2.2外侧有效高度根据［1］中式8-8,得：h1'Jda nl.91.2—419.10mm h1H1150mm'"%min(%,%)19.10mm4.2.3侧有效高度根据［1］中式8-9,得：h1'^/din7.91.2419.10mm"一-一、一h2接管实际内伸身度0''\一h2min(h2h)0.z4.3有效补强面积根据［1］中式8-10至式8-13,分别计算如下：A e A i A2A3(4-3)A一筒体多余面积A i(Bd)(S e-S)2通(1-§)(1f r)(192.491.2)(105.51.1)261.10(105.51.1)(10.765)2302.08mmA一接管多余面积A22n(电的f r2h2(&C?)1219.10(41.11.21)0.76049.35mmA3—焊缝金属截面积,焊脚去6mm那么122A3-62236mm224.4补强面积__2A e A1A2A3886221.6361143.6mm由于A e...A,所以开孔需另行补强487.8-387.5=100.3mm同样对N公称尺寸为500mm接管采用530x10无缝钢管,材料为20号钢,D：1800外伸长度为150mmd-900mm且d<520mm故可米用等面积22法进行补强计算以20号钢为管材,查GB150得设计温度下20钢许用应力t130MPa焊接接头系数=1.z径d=530-10x2=510mm接管计算厚度:0.885101.73mm21301-0.88 钢板负偏差：C1=0.1x1.730=0.173mmC2=1mmC=C1+C2=1.173mm名义厚度为10mm强度削弱系数f r —0.765t 170开孔直径d=di+2C=510+1.8x2=513.6mm开孔切削截面积：Ad 626前(1f r )=513.6x5.5+2x5.5x(10-1.7)(1-0.765)=2846.7mm24.2 有效补强围4.2.1 有效宽度BB1=2d=2x513.6=1027.2mmB 2d2Sn 2S nt 513.6210210553.6mmBmax(B 1,B 2)1027.2mm(4-2)4.2.2 外侧有效高度根据［1］中式8-8,得：h 1'Jd 第「513.6—1071.67mmh 1H 1150mm.z p c d i2tp c (4-1)'"、%min(%,%)71.67mm4.2.3侧有效高度根据［1］中式8-9,得：h1'd二.513.6-1071.67mm"一-一、一h2接管实际内伸身度0'一h2min(h2h)04.3有效补强面积根据［1］中式8-10至式8-13,分别计算如下：A e A I A2A3(4-3)A一筒体多余面积A I(Bd)(S e-S)2储(1-8)(1f r)513.6(105.51.1)2101.70(105.51.7)(10.765)1745.36mm2A2一接管多余面积A2n(\训2h2(\C2)f r271.67(101.71.7)0.760719.0mmA3—焊缝金属截面积,焊脚去6mm那么A3162236mm224.4补强面积A e A1A2A31745.36719362500.36mm2.z由于A e ...A,所以开孔需另行补强2846.7-2500.36=346.34mm25.2圆筒轴向弯矩计算5.2.1 圆筒中间截面上的轴向弯矩根据［2］中式7-2,得:.2(R a h i 2) FL 1L4A 444h i L13L2(90524502) 55893.4790017900245504144507900379007.73107N?mm5.2.2 鞍座平面上的轴向弯矩根据［2］中式7-3,得:AR a 2h ：ai L2AL1也3L22彳55090524502 1- 55893.455017900255079004450 1 379002.13107N?mm圆筒的平均半径为R a 2Jn 照 222-603.5mm2 鞍座反力为F55893.4N M i FA1.z弯矩图图5-1(b)筒体受弯矩图5.3圆筒轴向应力计算及校核5.3.1圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力根据［2］中式7-4至式7-7计算最高点处：P c R a M i5——22a马怎0.881069057.73107P c R a M i^222§eTtRa§e670.88109057.731022103.1420.905210(5_2)70.17MPa5.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校核鞍座平面上,由压力及轴向弯矩引起的轴向应力,按下式计算:a).当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有增强圈或被封头增强时,轴向应力3位于横截面最高点处.取鞍座包角120,查表7-1(JB/T4731-2022)得,K1 那么P c R a M203二一,,f2一2§e uK1R a440.66MPab).在横截面最低点处的轴向应力4:p c R a M20.881069052.1310704-2227K2R a2Se2103.14210.90525.3.3圆筒轴向应力校核〃0.094ARi/10.094905/10(5-3)0.0009988查图4-8[10]得,E2.0105,那么1.0,K21.0.一39.08MPa10.zB2EA32 2.01050.00099883124.5MPamaxmax70.17MPa0ac B124.53MPa5.4切向剪应力的计算及校核5.4.1圆筒切向剪应力的计算根据［2］中式7-9计算,查［2］中表7-2,得:K30.880K40.401K3F 0.8824876.326.05MPa0.60350.006(5-4)5.4.2圆筒被封头增强〔AR a/2〕时,其最大剪应力根据［2］中式7-10,计算得：K4F防R a维0.4015583.40.9050.01〔5-5〕2.47MPa5.4.3切向剪应力的校核0.8倍,即圆筒的切向剪应力不应超过设计温度下材料许用应力的0.8t0封头的切向剪应力,应满足h1.25th.z故圆筒满足强度要求. 根据［2］中式7-122K 12D iK —262h i(5-6)t02.47MPa1.25G诉1.25170158.454.1MPa故封头满足强度要求5.5圆筒周向应力的计算和校核根据鞍座尺寸表知：b 4350mmb1.56,RT2201.56」905—10346.4mm即b 4>b+1.56依a,所以此鞍座垫片作为增强用的鞍座 5.5.1在横截面的最低点处:根据［2］中式7—18查［2］中表7-3知,K 50.76而r6.05MPa0.86 0.811390.4MPaKP c D i2镰1200100MPa (5-7)那么050.1.7624876.32781400.9MPa.z21「1800262450=—F 仿一(1+6其中k0.1(容器焊在支座上) (5-8)065.5.2在鞍座边角处由于LR a由于AR a700077387.7389050.30.603555894.3 124784052.13MPa12K6FR a0.4980.0130.5根据［2］中式7—20:查［2］中表7-3知,K655894.39052790078 (5-9)0.013那么5.5.3鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力由于L/R8,根据［2］中式7-22064ab212K6FR aLd55894.3 120.01355894.39054740514.91MPa2790075.5.4周向应力校核根据［2］中式7.3.4.30506060.9MPa15.69MPa25.1MPat(T113MPat1.25(T1.25113t1.25G1.25113故圆筒周向应力强度满足要求.141.25MPa141.25MPa.z5.6鞍座应力计算及校核5.6.1腹板水平分力及强度校核根据［2］中表7—7鞍座包角120,查［2］中表7—5得：K90.204.那么F s K9F0.20424876.325074.8N垫板起增强作用,那么：F s9~~；；H s b0b rreR a603.5 其中S re8mm,b r b2140mm,-201.2mm,33H201.28193.2mmR_那么H s minH,—193.2mm35074.8那么09 2.2MPa0.19320.0060.140.008查［2］中表5—1,得：sa147MPa,那么2［卜a=98MPa3"由于〃9<2［］sa,所以其强度满足要求.35.6.2鞍座压缩应力及强度校核根据［2］中表7—6,取10.08那么F Ev01mg0.085076.89.83980.2N,钢底板对水泥根底的f0.4M mgf5076.89.80.419901.1NF Ev所以压应力应按［2］中式7—29计算：.z2A 1=b 2S3=140X6=840mm=6A (b 2+.2=6&0X (140+6)2=36.7mm100203今l 12012^sa (5-9) 其中F EV H2Z rF EV H VA sa L2AH V R口1200H193.2793.2mm,腹板面积:A (l i 50)62880 25064980mmA sa 6A iA 268402498010020mm 2l 1-10 215aI 388010156200209mm2=x+—26=209+=212mm2Z 2 =Z i +I 3=212+200=412mm形心:Y cb 2Y c 140636.736.3mm140622 3840212 12 4122368802012498367180mm 4.z筋板面积Y c12AZ 12Z 22I z 6 12 Axy c今3l 120行 A 2Y c_3_61406840 12 20936.3 6388020498036.71246667214mm 4 腹板与筋板组合截面断面系数: max Z maxb 2 L 2 s170 10=—2 ■c880 10=—2 10=75mm 10=430mm Z ry Z rz I yZ max I zZ max498367180=1158993.4 430 3mm466672143 =108528.4mm 430 Z r =min {Z ry ,Z rz }=108528.4mm 3代入公式saF F EV H F EV H V 3.74MPaA saAsasa F EV H FfH 2Z r A sa LF EV H V A sa L2A 24876.32 10020 2A24876.32 100203980.2193.2 4806.2793.2 2108528.4100202550230024876.320.4193.2.c20.2MPa 108528.4取K O 1.2 K O sa1.2 147176.4MPa根据[2] 中式7—32进行校核°sa 3.74MPa K O (T sa 176.4MPasat°sa20.2MPa147MPasa即满足强度要求..z4.1.1筒体的总体尺寸参数：筒体公称直径DNDi2000mmL4500mm41.2筒体壁厚设计设计温度为85C,查GB150得该温度下Q345R许用应力t170MPa取钢板负偏差C10.3mm,钢板腐蚀裕量C21mmpcDi1.22000计算壁厚t8.34mm?12pc21700.851.2t设计壁厚tdtC28.3419.34mm12tC1C28.340.319.64mm-3取圆整后名义厚度为tn10mm有效厚度tetnC1C2100.318.7mm14进行液压试验,试验液体温度一般不低于5C.试验温度下材料许用应力170MPa设计压力1.2MPa170试验压力pT1.25p1.251.21.5MPa4-5t170pTDite1.520008.7校核圆筒应力T203.72MPa4162te28.70.85屈服强度s345MPa,90s0.9345310.5MPaT0.9s,筒体试验合格4.2封头尺寸4.2.1封头的总体尺寸封头采用的标准椭圆封头k1,DN2000mm封头高度h1Di42000/4500mm41716m3空气储罐设计114.2.2封头的厚度设计封头材料参数与筒体相同KpcDi11.22000计算壁厚t8.32mm|820.5pc21700.850.51.2t设计壁厚tdtC28.3219.32mmtC1C28320.319.62mn®〔圆整后名义厚度为tn10mm有效厚度tetnC1C2100.318.7mnM头的最小厚度校核：0.15Di0.001520003mmtn10mm,满足要求.4.2.3封头的直边段高度椭圆封头的直边段高度以径为准.当Di2000mm时,直边段高度h25mm图441封头极其直边段4.3补强计算及补强圈选用根据GB150规定,接管必要时必须进行补强设计.对管N1、N2N6N7进行补强,采用等面积补强法法进行接管补强.据前筒体与封头计算,其计算壁厚T8.34mm,名义厚度为Tn10mm43.1N1N容气进、出口管：公称尺寸DN250接管尺寸273616m3空气储罐设计12径di27326261mm4—9以20号钢为管材,查GB150得设计温度下20钢许用应力t130MPaf呈接接头系数1..z2103.1420.905210(5-1)36.78MPa最低点处：.z。
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齐齐哈尔大学设备设计课程设计
题目名称：空气储罐设计
学院：机电工程学院
专业班级：过控102
学生姓名：王国涛
指导教师：刘岩
完成日期： 2013-12-20
目录
摘要 (3)
绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第一章压缩空气的特性 (5)
第二章设计参数的选择 (6)
第三章容器的结构设计 (7)
3.1圆筒厚度的设计 (7)
3.2封头厚度的计算 (7)
3.3筒体和封头的结构设计 (8)
3.4人孔的选择 (9)
3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9)
3.6鞍座选型和结构设计 (12)
第四章开孔补强设计 (15)
4.1补强设计方法判不 (15)
4.2有效补强范围 (15)
4.3有效补强面积 (16)
4.4补强面积 (17)
第五章强度计算 (18)
5.1水压试验应力校核 (18)
5.2圆筒轴向弯矩计算 (18)
5.3圆筒轴向应力计算及校核 (20)
5.4切向剪应力的计算及校核 (22)
5.5圆筒周向应力的计算和校核 (23)
5.6鞍座应力计算及校核 (25)
第六章总结 (28)
参考文献 (29)
摘要
本讲明书为《3.0m3空气储罐设计讲明书》。
扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。
本文采纳分析设计方法，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、设备强度计算的设计顺序，分不对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采纳1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。
关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强
绪论
1.1 设计任务：
针对化工厂中常见的液氨储罐，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，并便携设计讲明书。
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，有用性，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，如此设计有章可循，并考虑到结构
方面的要求，
综合的进行设计。
1.3 设计特点：
容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。
常，低压化工设备
通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。
本设计书要紧介绍了液罐的筒体，
封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，如此让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
第一章压缩空气的特性
中文名称：压缩空气
English name： compressed air
要紧成分：氮气、氧气等。
外观与性状：无色无味
沸点(℃)：－192℃（101.3千帕）
相对密度(水=1)： 0.9
健康危害：无
环境危害：无
燃烧危险：无
危险特性：高压常温储存，高温剧烈震动易爆。
特性总述：
压缩空气，即被外力压缩的空气。
它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有专门的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。
来源：
大气中的空气常压为0.1Mpa，通过空气压缩机加压后达到理想的压力。
作用或用途：
压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途
的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。
第二章设计参数的选择
1、设计题目：压缩空气储罐设计
2、最高工作压力：0.253
MP
a
3、工作温度：0-100C︒
4、工作介质：压缩空气
5、全容积：3.03m
6、设计压力： 0.25
MP
a
7、设计温度：100C︒
8、公称直径：依照筒体全容积，粗定筒体公称直径为1200mm。