过程设备设计课程设计总结

升膜式浓缩器

一. 课程设计目的和要求

目的：升膜式浓缩器课程设计的设计，全面综合应用了机械CAD、热工学、传热与传质、

过程设备设计及化工机器等课程的知识，将理论和实践结合起来，使所学的知识得到更深刻的理解和升华。

要求：全面认识掌握传热的工程计算，化工设备的结构设计和强度计算，熟悉并掌握化工设

备图的画法及有关的规范、标准和手册，为毕业设计打下坚实的基础。

二．课程设计主要内容

1.课程设计题目：升膜式浓缩器设计 升膜式茶液浓缩器：

每小时处理量：（1）180Kg/h （2）360Kg/h （3）540Kg/h 茶液浓度 5%~25%;

原茶液温度 20℃，沸点进料； 真空度650mmHg ;

加热蒸汽压力 0.1Mpa（表压）； 冷却水温度（进）30℃（喷射泵）。 2.主要设备的工艺设计计算

根据处理量对列管换热蒸发器部分进行物料衡算和能量衡算，确定换热面积；根据二次蒸汽的汽速的等要求确定换热管的直径和长度大小。根据蒸发强度等确定分离器的体积大小。 3.主要设备的强度设计计算

根据真空度大小等条件按外压容器设计蒸发器和分离器的壁厚以及开孔补强计算。 4.辅助设备的选型

对真空泵进行选型。 5.画设备总装图 零号图，用CAD画 6.编

《过程设备设计》习题

1 压力容器导言

1.1压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用？

压力容器主要由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。各部分的作用分别是：

(1) 筒体：提供工艺所需的承压空间

(2) 封头：与筒体等部件形成封闭空间

(3) 密封装置：保证压力容器正常、安全运行 (4) 开孔及接管：满足工艺要求和方便检修 (5) 支座：支撑和固定压力容器

(6) 安全附件：用于监控工作介质的参数，保证压力容器的安全使用和工艺过程的正常进行 1.2介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？

介质的毒性程度和易燃特性愈高，压力容器爆炸、泄露或燃烧的危害性愈严重，对压力容器的选材、设计、制造、使用和管理的要求愈高。

1.3《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积PV大小进行分类？

压力容器设计压力P与全容积V的乘积PV愈大，容器破裂时的爆炸能量愈大，危害性愈大，对容器的设计、制造、检查、使用和管理的要求就愈高，因而在确定压力容器类别时要视PV的大小进行分类。

1.4《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》和GB150《钢

过程设备设计试卷

目录

单选题 .............................................................................................................................................. 1 多选题 ............................................................................................................................................ 13 判断题 ............................................................................................................................................ 28 思考题 ...................................................................

过程设备设计复习题及答案

一、单选题

1. 压力容器导言

1.1所谓高温容器是指下列哪一种：（ A ） A.工作温度在材料蠕变温度以上

B.工作温度在容器材料的无塑性转变温度以上 C.工作温度在材料蠕变温度以下 D.工作温度高于室温

1.2GB150适用下列哪种类型容器：（B ） A.直接火加热的容器 B.固定式容器 C.液化石油器槽车 D.受辐射作用的核能容器

1.3一个载荷稳定均匀的内压厚壁圆筒最好采用哪种设计准则：（B ） A 弹性失效 B 塑性失效 C 爆破失效 D 弹塑性失效

1.4有关《容规》适用的压力说法正确的是：（B ） A.最高工作压力大于0.01MPa(不含液体静压力) B.最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力) C.最高工作压力大于1MPa(不含液体静压力) D.最高工作压力大于等于1MPa(不含液体静压力)

1.5毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器：（ C ）A.Ⅰ类 B.Ⅱ类 C.Ⅲ类

1

D.不在分类范围

1.6影响过程设备安全可靠性的因素主要有：材料的强度、韧性和与介质的相容性；设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。以下说法错误的是：（ B ） A.材料强度

过程设备设计复习题及答案

一、单选题

1. 压力容器导言

1.1所谓高温容器是指下列哪一种：（ A ） A.工作温度在材料蠕变温度以上

B.工作温度在容器材料的无塑性转变温度以上 C.工作温度在材料蠕变温度以下 D.工作温度高于室温

1.2GB150适用下列哪种类型容器：（B ） A.直接火加热的容器 B.固定式容器 C.液化石油器槽车 D.受辐射作用的核能容器

1.3一个载荷稳定均匀的内压厚壁圆筒最好采用哪种设计准则：（B ） A 弹性失效 B 塑性失效 C 爆破失效 D 弹塑性失效

1.4有关《容规》适用的压力说法正确的是：（B ） A.最高工作压力大于0.01MPa(不含液体静压力) B.最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力) C.最高工作压力大于1MPa(不含液体静压力) D.最高工作压力大于等于1MPa(不含液体静压力)

1.5毒性为高度或极度危害介质PV>=0.2MPa.m3的低压容器应定为几类容器：（ C ）A.Ⅰ类 B.Ⅱ类 C.Ⅲ类

1

D.不在分类范围

1.6影响过程设备安全可靠性的因素主要有：材料的强度、韧性和与介质的相容性；设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。以下说法错误的是：（ B ） A.材料强度

武汉工程大学邮电与信息工程学院 课程设计（论文） 过程装备与控制工程《过程装备设计》课程设计任务书

一、设计目的

1、复习巩固《过程装备设计》中的理论内容；

2、掌握设备设计的步骤、方法。熟悉常用设备设计的标准。 二、设计题目及设计任书

课题设计题目：90M3 1.77MPa液化石油气储罐设计 每人一题，从表中依次选取。 1、液化石油气储罐设计

序号 容积 最大工作压力 工作温度 公称直径 2、设备简图 见附件。

3、设计内容与要求 （1）概述

简述储罐的用途、特点、使用范围等 主要设计内容 设计中的体会 （2）工艺计算

根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度； 根据操作温度、介质特性确定操作压力；

17 90m3 1.77MPa 50?C 3200mm 武汉工程大学邮电与信息工程学院 课程设计（论文） 筒体、封头及零部件的材料选择； （3）结构设计与材料选择 封头与筒体的厚度计算

封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定； 根据容器的容积确定总体结构尺寸。 支座选型和结构确定 各工艺开孔的设置； 各附件的选用；

（4）容器强度的计算及

一. 填空题

1. 储罐的结构有 卧式圆柱形.立式平地圆筒形.球形

2. 球形储罐罐体按其组合方式常分为 纯桔瓣式足球瓣式混合式三种

3. 球罐的支座分为 柱式裙式两大类

4. 双鞍座卧式储罐有加强作用的条件是 A《0.2L条件下A《0.5R

5. 卧式储罐的设计载荷包括 长期载荷短期载荷附加载荷

6. 换热设备可分为 直接接触式蓄热式间壁式中间载热体式四种主要形式

7. 管壳式换热器根据结构特点可分为 固定管板式浮头式U型管式填料函式釜式

重沸器

8. 薄管板主要有 平面形椭圆形碟形球形挠性薄管板等形式

9. 换热管与管板的连接方式主要有 强度胀接强度焊胀焊并用

10. 防短路结构主要有 旁路挡板挡管中间挡板

11. 膨胀节的作用是 补偿轴向变形

12. 散装填料根据其形状可分为 环形填料鞍形填料环鞍形填料

13. 板式塔按塔板结构分 泡罩塔浮阀塔筛板塔舌形塔

14. 降液管的形式可分为 圆形弓形

15. 为了防止塔的共振操作时激振力的频率fv不得在范围0.85Fc1Fv1.3Fc1内

16. 搅拌反应器由 搅拌容器搅拌机两

习题

1. 一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa，设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤0.1mm/a，设计寿命B=20年。试在Q2305-A·F、Q235-A、16MnR三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。 解：pc=1.85MPa，Di=1000mm，φ=0.85，C2=0.1×20=2mm；钢板为4.5~16mm时，Q235-A 的[σ]t=113 MPa，查表4-2，C1=0.8mm；钢板为6~16mm时，16MnR的[σ]t= 170 MPa，查表4-2，C1=0.8mm。 材料为Q235-A时：

??pDt2?????p?n???C1?C2?9.724?0.8?2?12.524mm 取?n?14mm材料为16MnR时：

?1.85?1000?9.724mm2?113?0.85?1.85??pDt2?????p?n???C1?C2?6.443?0.8?2?9.243mm取?n?10mm?1.85?1000?6.443mm2?170?0.85?1.85

2. 一顶部装有安全阀的卧式圆筒

作业

过程设备的安全性主要从哪些方面考虑

材料的强度，韧性和与介质的相容性；设备的刚度，抗失稳能力个密封性能等方面考虑 压力容器主要有哪些部分组成

筒体，封头，密封装置，开孔与接管，支座及安全附件组成

封头按照几何形状，可分为哪几种

根据几何形状的不同，封头可以分为球形，椭圆形，碟形，球冠形，锥壳和平盖等几种，其中球形，椭圆形，碟形和球冠形封头有统称为凸形封头 压力容器上一般有哪些开孔？开孔对容器有什么影响？

一般有人孔，手孔，视镜孔，物料进出口接管以及安装压力表，液面计，安全阀，测温仪表等接管开孔。其影响为：会使开孔部位的强度被削弱，并使该处的应力增大 常见的压力容器支座有哪几种

有立式容器支座，包括腿式支座，支承式支座，耳式支座和群式支座，卧式容器支座，有鞍座等

压力容器常用的分类方法有哪几种？按安全技术管理如何分类

1.按压力等级分类，可分为内压容器和外压容器，其中内压容器按设计压力大小可分为：低压容器（0.1mpa大于或等于p小于1.6mpa）中压容器（1.6mpa大于或等于p小于10.0mpa）高压容器（10mpa大于或等于p小于100mpa）超高压容器（p大于或等于100mpa）

2.按容器在生产中的作用分类，可分为反应压力容器，

过程设备设计课后答案

过程设备设计（第二版）

1.压力容器导言

思考题

1. 压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用?

答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。

安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。

2. 介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？

答：介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐张进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多