《化工设备机械基础》课程设计_10立方米氮气罐设计

《化工设备机械基础》课程设计10立方米氮气罐设计

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摘要 (3)

1 罐体壁厚的设计 (5)

（１）计算厚度 (5)

（２）校核气压试验强度 (5)

2 封头厚度设计 (6)

（１）计算封头厚度 (6)

（２）校核罐体与封头气压试验强度 (6)

3 鞍座的设计 (7)

m............................................................................................... 错误!未定义书签。

（１）罐体质量

1

m .............................................................................................. 错误!未定义书签。

（２）封头质量

2

m............................................................................................... 错误!未定义书签。

（３）液氮质量

3

m .............................................................................................. 错误!未定义书签。

（４）附体质量

4

4 人孔 (8)

5 人孔补强 (9)

6 接管 (10)

致谢 (13)

符号说明 (14)

参考资料 (16)

摘要

氮气，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。

氮气罐，又称氮气瓶，是用来运输、使用氮气的储存设备，耐高压，一般可以存储高压液态氮。

103M氮气罐设计设备设计主要技术指标:

管口表:

1 罐体壁厚的设计

设备主要材质为16MnR ，根据新标准/32008GB TF -《锅炉和压力容器用钢板》。16MnR 则为345Q R ,由于温度按常温计算，则查428p 页表可得：

[]

170t

MPa σ= 345s MPa σ= 0.85ϕ= （采用双面焊对接接头,局部无损检测）

取2 1.0C mm = 1800i D mm =

（１）计算厚度

[] 1.11800

6.8821700.85 1.1

2c i t

c

P D mm P δσ⨯=

=

=⨯⨯-Φ-

设计厚度：2 6.88 1.07.88d C mm δδ=+=+= 根据7.88d mm δ=，查表12-9得10.25C mm = 名义厚度：1n d C δδ=++圆整量=7.880.25++圆整量 圆整后，取名义厚度9n mm δ=

复验：6%96%0.540.25n mm mm δ⨯=⨯=> 故最后取10.25C mm = 该氮气罐可用9mm 厚的345Q R 钢制作。

（２）校核气压试验强度

()0.82T i e T s e

P P G δφσδ+=

≤

式中，[]

[]

1.25

1.25 1.11 1.375T t P MPa σσ==⨯⨯=

()1299 1.257.25e n C C C mm δδ=-=-+=-= 345s Pa δ= 则()

1.37518007.75160.3727.75

T G MPa ⨯+=

=⨯

0.80.80.85345236.93s MPa φδ=⨯⨯=

可见0.8T s G φδ<；所以气压试验强度足够

2 封头厚度设计

采用标准的蝶形封头 （１）计算封头厚度

[]1.2 1.2 1.11800

8.2421700.850.5 1.1

20.5c i t

c

P D mm P δσφ⨯⨯=

=

=⨯⨯-⨯-

28.24 1.09.24d C mm δδ=+=+=

根据 9.24d mm δ= 由表12-9查的10.25C mm =则

19.240.259.49d C mm δ+=+=

圆整后采用 10n mm δ=厚的钢板。复验6%9.496%0.570.25n mm δ⨯=⨯=>， 最后确定10.25C mm =。故该蝶形封头可用10mm 厚的345Q R 钢制作。

（２）校核罐体与封头气压试验强度

()0.82T i e T s e

P D G δφδδ+=≤

1.25 1.25 1.1 1.38T c P P MPa ==⨯= 120.251 1.25C C C mm =+=+= 10 1.258.75e n C mm δδ=-=-=

345s MPa δ= （428P ）页

()

1.3818008.7514

2.6328.75

T G MPa ⨯+=

=⨯

0.80.80.85345236.925s MPa φδ=⨯⨯= 因为 0.8T s G φδ< 所以气压试验强度足够