2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>  一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>  13m3液氨貯罐的設(shè)計(jì)</p><p><b>  二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>  設(shè)計(jì)一個容積為13m3液氨貯罐</p><p

2、><b>  三、設(shè)計(jì)條件</b></p><p>  1.最高溫度40℃,氨的飽和蒸汽壓為1.55Mpa</p><p>  2.液氨的儲量為13m3</p><p><b>  四、設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>  1.確定容器的材質(zhì)</b></p&

3、gt;<p>  根據(jù)液氨貯罐的工作壓力、工作溫度和介質(zhì)的性質(zhì)可知該設(shè)備為一中壓常溫設(shè)備,介質(zhì)對碳鋼的腐蝕作用很小。故選材料時,主要考慮的強(qiáng)度指標(biāo)(指σs和σb)和塑性指標(biāo)適合的材料有:A3R、20g、16MnR、15MnVR。為了節(jié)省金屬,高壓設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選取普通低合金鋼、中強(qiáng)度。凡屬強(qiáng)度計(jì)算為主要的中壓設(shè)備亦以采用普通低合金鋼為宜。因?yàn)榍?qiáng)度分別為343MPa 和392MPa的普通低合金鋼,其材料價(jià)格與碳素鋼差不多,但

4、強(qiáng)度比碳素鋼約高30%-60%,采用該類鋼材制造壓力容器,可以有效地減少設(shè)備質(zhì)量,降低成本,給設(shè)備的制造、運(yùn)輸、安裝帶來很大的方便。</p><p>  其中16MnR的機(jī)械加工性能、強(qiáng)度和塑性指標(biāo)都比較好,綜合金屬的強(qiáng)度、剛度、溫度、抗腐蝕能力等方面考慮選用16MnR制作罐體和封頭。</p><p>  2. 確定罐體的形狀及內(nèi)徑</p><p>  (1)由于此

5、容器為液氨貯存性容器,所以此容器選用罐身為圓筒形,兩端均用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的臥式容器。</p><p><b> ?。?)內(nèi)徑的確定</b></p><p>  根據(jù)《化工設(shè)備機(jī)械與基礎(chǔ)》中的表8-1壓力容器的公稱直徑,由于V=13m3液氨貯罐,試選用Di=1600mm,設(shè)罐身的長度為L,則</p><p>  2×V 1+V2

6、5; L= 26m3</p><p>  V 1——標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的容積查表為0.586 m3</p><p>  V2——筒體每米的容積查表為2.017 m3</p><p>  求得L=2.40m.由L/Di=1.5 符合L/Di=2-9</p><p>  所以次容器的罐身的長度L=2400mm,公稱直徑Di=1600mm</

7、p><p><b>  3.罐體壁厚設(shè)計(jì) </b></p><p>  設(shè)計(jì)壁厚δd根據(jù)公式計(jì)算:</p><p>  40oC溫度時,16MnR鋼材的許用應(yīng)力表 </p><p><b>  負(fù)偏差 查表:</b></p><p>  式中 P-設(shè)計(jì)壓力。本貯罐在夏季最高溫度

8、可達(dá)40℃,這時氨的飽和蒸氣壓為1.55MPa(絕對壓力),故取p=1.1×1.45=1.6 MPa (表壓);Di=1600mm;[?]t=170MPa(表8-7);?=1.O(雙面對接焊縫,100%探傷,表8-10);C2=1mm 于是:</p><p>  δd =+C2=+1=8.6mm</p><p>  取C1=0.8mm(見表8-11),圓整后取δ=12mm厚的16

9、MnR鋼板制作罐體。δe=δn-Cl- C2=12-1.0-0.8=10.2mm</p><p><b>  4.封頭壁厚的設(shè)計(jì)</b></p><p>  采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。</p><p>  設(shè)計(jì)壁厚?δd按(8-8)式計(jì)算:</p><p>  ?δd =+C2=+1=8.5mm</p><

10、p>  式中?=1.0 (鋼板最大寬度為2.0m,該貯罐直徑為1.6m,故封頭需將鋼板并焊后沖壓);其它符號如前。 </p><p>  考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量,圓整后取?δn=12mm厚的16MnR鋼板制作封頭。</p><p>  校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度根據(jù)(15-2)式: </p><p>  式中:?PT=1.25p=1.25×1

11、.6≈2.0Mpa</p><p>  δe=?n-C=12-1.8=10.2mm ?s=345 MPa (表8-7)</p><p>  ?T==157.86Mpa 0.9σs????????????????? Mpa</p><p>  所以?T〈0.9σs? 水壓試驗(yàn)符合強(qiáng)度要求。 </p><p><b>

12、  5.鞍座 </b></p><p>  首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷。</p><p>  貯罐總質(zhì)量:m=m1+m2+m3+m4 </p><p>  式中 m1-罐體質(zhì)量; m2-封頭質(zhì)量; m3-液氨質(zhì)量; m4-附件質(zhì)量。</p><p> ?。?)罐體質(zhì)量m1 </p><p>  DN=1600mm

13、,?n=12mm的筒節(jié),每米質(zhì)量為q1=477Kg/m(附表8-24),故 m1=q1L=4772.40=1144.8(Kg) </p><p> ?。?)封頭質(zhì)量m2 </p><p>  DN=1600mm,?n=12mm,直邊高度h=25mm的橢圓形封頭,其質(zhì)量為q2=270Kg/m(參考書),故 m2=2q2=2×270=540 (Kg) </p><

14、p> ?。?)充水質(zhì)量m3 </p><p>  m3=Vg , g-水的密度為1000Kg/m3。 </p><p>  V= V封 + V筒 =π×1.6×2.40+0.586×2=13.24m3</p><p>  m3=13240Kg </p><p><b> ?。?)附件質(zhì)量m4&l

15、t;/b></p><p>  人孔約重200Kg,其它接管的總和按300Kg計(jì),故 m4=500Kg </p><p>  設(shè)備總重量 m=m1+m2+m3+m4=1144.8+540+13240+500=15424Kg≈15t </p><p>  每個鞍座只承約受180KN負(fù)荷,所以選用輕型帶墊板,包角為120°的鞍座。即</p>

16、<p>  JB/T4712-92鞍座 A2400一 F</p><p>  JB/T4712-92鞍座 A2400一 S</p><p><b>  6.人孔的確定 </b></p><p>  根據(jù)貯罐是在常溫及最高工作壓力為1.6MPa的條件下工作,人孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按公稱壓力為1.6MPa的等級選取。從人孔類型系列標(biāo)準(zhǔn)可知,公稱壓力

17、為1.6MPa的人孔類型很多。本設(shè)計(jì)考慮人孔蓋直徑較大較重,故選用水平吊蓋人孔。該人孔結(jié)構(gòu)中有吊鉤和銷軸,檢修時只須松開螺栓將蓋板繞銷軸旋轉(zhuǎn)一個角度,由吊鉤吊住,不必將蓋板取下。 </p><p>  該人孔標(biāo)記為: HG21523-95 人孔RF Ⅳ(A·G)450-1.6 其中RF指突面密封,Ⅳ指接管與法蘭的材料為20R,A·G是指用普通石棉橡膠板墊片,450-1.6是指公稱直徑為450m

18、m、公稱壓力為1.6 Mpa。 </p><p>  7.人孔補(bǔ)強(qiáng)的確定 </p><p>  由于人孔的筒節(jié)不是采用無縫鋼管,故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑d=450mm,壁厚?n=10mm。故補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸確定如下:補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d=484mm,外徑D=760mm,根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積應(yīng)大于等于開孔減少的截面積,補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度按下式估算:</p><p&g

19、t;  ?補(bǔ) ===16.76mm</p><p>  故補(bǔ)強(qiáng)圈取17mm厚。 </p><p><b>  8.接口管 </b></p><p>  本貯罐設(shè)有以下接口管。 </p><p><b>  液氨進(jìn)料管:采用</b></p><p>  ?

20、45×3.5mm無縫鋼管(強(qiáng)度驗(yàn)算略去)。</p><p>  管的一端切成45°,伸入貯罐內(nèi)少許。配用具有突面密封的平焊管法蘭,法蘭標(biāo)記:HG20592 法蘭SO50-1.6 RF16MnR。 因?yàn)闅んw名義壁厚?n=12mm>10mm,接管公稱直徑小于或等于50mm,不需補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>  (2)液氨出料管</b><

21、/p><p>  采用可拆的壓出管?25×3mm,</p><p>  將它用法蘭套在接口管?38×3.5mm內(nèi)。</p><p>  罐體的接口管法蘭采用法蘭:</p><p>  HG20592 法蘭SO32-1.6 RF 16MnR 。 。</p><p>  與該法蘭相配并焊接在壓出管的法蘭

22、上, 其連接尺寸和厚度與HG2 SO32-1.6 RF 16MnR相同,但其內(nèi)徑為25mm。 </p><p>  液氨壓出管的端部法蘭(與氨輸送管相連)采用HG20592 法蘭SO20-1.6 RF 16MnR。這些小管都不必補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入貯罐2.5m。</p><p><b>  (3)排污管:</b></p><p>  貯罐右端最底

23、部安設(shè)排污管一個,管子規(guī)格是?57×3.5mm,管端焊有一與截止閥J41W一16相配的管法蘭 HG20592 法蘭SO50-1.6 RF 16MnR。排污管與罐體聯(lián)接處焊有一厚度為10mm</p><p><b>  的補(bǔ)強(qiáng)圈。 </b></p><p><b>  (4)液面計(jì)接管</b></p><p>  

24、本貯罐采用玻璃管液面計(jì)BIW  PN1.6,L=500mm,HG5-227-80兩支。 </p><p>  與液面計(jì)相配的接管尺寸為?18×3mm,管法蘭為HG20592 法蘭SO15-1.6 RF 16MnR。 </p><p><b>  (5)放空管接管 </b></p><p>  采用?32×3.5mm無縫鋼管,

25、法蘭HG20592 法蘭SO25-1.6 RF 16MnR。 </p><p><b>  (6)安全閥接管 </b></p><p>  安全閥接管尺寸由安全閥泄放量決定。本貯罐選用?32×2.5mm的無縫鋼管,法蘭為HG20592 法蘭SO25-1.6 RF 16MnR。</p><p><b>  五.參考文獻(xiàn)<

26、/b></p><p>  [1] 董大勤主編.化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.12</p><p>  [2] 王非編著.化工壓力容器設(shè)計(jì). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.4</p><p>  [3] 陳國桓主編. 化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ). 第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.1</p><p>  [4] 潘紅良

27、,郝俊文主編.過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì).上海:華東理工大學(xué)出版社,2006.7</p><p><b>  六.設(shè)計(jì)心得</b></p><p>  為期兩周緊張而忙碌的課程設(shè)計(jì)馬上結(jié)束了。忙碌的時間總是過得很快,回想剛開始設(shè)計(jì)的時候無從下手,再到后來的得心應(yīng)手,自己的收獲確實(shí)很多。在這整個設(shè)計(jì)期間,我對已經(jīng)學(xué)過的《化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)》書中的知識有了更深一步的了解,對液氨貯罐工

28、作原理及其工作過程有了更全面的認(rèn)識,同時也鞏固加強(qiáng)了CAD制圖方法,感受到了CAD制圖的方便與快捷。</p><p>  順利完成此次設(shè)計(jì)離不開老師和同學(xué)們的幫助和關(guān)心,自己的設(shè)計(jì)不可避免的存在很多錯誤跟問題,期待老師的批評指正!</p><p><b>  技術(shù)特性表</b></p><p>  其它:焊縫采用雙面對接焊縫,100%探傷,表8

29、-10 </p><p><b>  ?=1.O</b></p><p>  鋼板負(fù)偏差: Cl=0.8mm</p><p>  腐蝕裕量: C2=1mm</p><p><b>  液氨貯罐技術(shù)要求</b></p><p>  1.本設(shè)備按GBl50-1998《鋼制壓

30、力容器》進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收 </p><p>  2.焊接材料,對接焊接接頭型式及尺寸可按GB985-80中規(guī)定(設(shè)計(jì)焊接接頭系數(shù)?=1.0) </p><p>  3.焊接采用電弧焊,焊條型號為E4303 </p><p>  4.殼體焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查,探傷長度為100% </p><p>  5.設(shè)備制造完畢后,以2MPa表壓進(jìn)行

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