设备设计

佳木斯大学热处理设备设计说明书

热处理设备设计

说明书

设计题目

学 院 年 级 专 业 学生姓名 学 号 指导教师

65KW高温台车式电阻炉设计

材料科学与工程

级 金属材料工程

佳木斯大学热处理设备设计说明书

目 录

1 前 言 ......................................................................................................................................... 1 1.1 本设计的目的、意义 .......................................................................................................... 1 1.1.1 本设计的目的 ............................................................................................................... 1 1.1.2 本

第二节 回转薄壳应力分析

概念

壳体：以两个曲面为界，且曲面之间的距离远比其它方向尺寸小得多的构件。 壳体中面：与壳体两个曲面等距离的点所组成的曲面。

薄壳：壳体厚度t与其中面曲率半径R的比值（t/R）max≤1/10。 薄壁圆筒：外直径与内直径的比值Do/Di≤1.2。 厚壁圆筒：外直径与内直径的比值Do /Di≥1.2 。 3.2.1 薄壳圆筒的应力 1． 基本假设：

a.壳体材料连续、均匀、各向同性； b.受载后的变形是弹性小变形； c.壳壁各层纤维在变形后互不挤压。

典型的薄壁圆筒如图2-1所示。 A Bt DppB图2-1 薄壁圆筒在内压作用下的应力

A 47

2．B点受力分析：

内压P（ B点）：轴向：经向应力或轴向应力σφ

圆周的切线方向：周向应力或环向应力σθ 壁厚方向：径向应力σr

三向应力状态→（σθ 、σφ >>σr）→二向应力状态

因而薄壳圆筒B点受力简化成二向应力σφ和σθ(见图2-1) 3． 应力求解

y ?? ?? Di p ?? (a) p ? x ?? 截面法

(b) 图2-2 薄壁圆筒在压力作用下的力平衡

应力求解 （静定，图2-2）

轴向

《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

第一章

1、安全附件安全阀

爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等

2、压力容器基本组成

筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件 3、不必开设检查孔的条件 a.筒体Di≤300mm 的压力容器

b.容器上设有可拆卸的封头、盖板或其它能够开关的盖子，其尺寸不小于所规定检查孔的尺寸。

c.无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器。 d.制冷装置用压力容器。 e.换热器 4、容器代号

反应压力容器 (代号R) 换热压力容器（代号E） 分离压力容器（代号S）

储存压力容器（代号C，其中球罐代号B） 5、GB150《钢制压力容器》

该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验及验收。适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定，从-196℃到钢材的蠕变限用温度。

6、GB150管辖的范围

容器与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。

其它如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件， 以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上的超压泄放装置均应符合GB1

8、除臭设备设计计算书 8.1、生物除臭塔的容量计算

1#生物除臭系统 序 号 1 2

参数

招标要求

计算过程

太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目

设备尺寸 处理能力

2000m3/h ＜0.2 m/s

2.5×2.0×3.0m Q=2000m3/h

V=处理能力 Q/（滤床接触面积 m2）/S=2000/

（2.5×2）/3600=0.1111m/s

S=填料高度 H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1111=14.4S 炭质填料风阻 220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa

3 空塔流速 臭气停留 时间 设备风阻

4 5

≥12s ＜600Pa

2#生物除臭系统 序 号 1 2

参数

招标要求

计算过程

太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目

设备尺寸 处理能力

3000m3/h ＜0.2 m/s

4.0×2.0×3.0m Q=3000m3/h

V=处理能力 Q/（滤床接触面积 m2）/S=3000/

（4×2）/3600=0.1041m/s

S=填料高度 H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1041=15.36S 炭质填料风阻 220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa

3 空塔流速

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