设备设计课程设计(卧式内压容器).doc

目录
第1章设计数据及设备简图 1
第2章设计计算 3
3
4
第3章应力校核 5
计算容器的重量载荷与支座反力 5
计算筒体的轴向应力 5
鞍座切应力校核 7
鞍座筒体的周向应力校核 7
鞍座腹板应力校核 8
第4章设计结果汇总 10
参考文献 12
第1章设计数据及设备简图
表1-1简图及数据说明
名
器
容
卧式容器(双鞍式)
计算单位
全国锅炉压力容器标准化技术委员会
简图
设计参数及要求
设计压力P

MPa
设计温度t
80
℃
最大工作压力

MPa
工作温度
55
℃
操作介质
石脑油
保冷材料
硅酸铝
续表1-1
全容积

m3
焊接接头系数φ

保冷厚度
60
mm
设计寿命
10
年
筒体材料
20R
鞍座材料
Q235-A/20R
第2章设计计算

已知焊缝系数为错误!未找到引用源。,,
假设圆筒的厚度在3~16mm范围内,查表得:
Q245疲劳极限强度,屈服极限强度,错误!未找到引用源。下的许用应力为,利用中径公式
(2-1)
式中:
——计算厚度,;
——计算压力,;
——焊接接头系数。
其中:由于液柱压力=,所以不考虑液体压力,故。
所以
查表得:
所以

圆整后取为


选用标准椭圆形封头,长短轴比值为2,根据椭圆形封头计算中式
(2-2)
式中:
——椭圆形封头形状系数,对标准椭圆形封头;
——焊封系数。
其他符号意义与数值同筒体
所以
同上,取,
则封头的名义厚度为
圆整后取为
第3章应力校核
计算容器的重量载荷与支座反力
设备自重
充满液体时重量
作用于每个支座上的力

计算筒体的轴向应力

已知:

鞍座截面处弯矩
(3-1)
式中:
——封头深度,查得;
——鞍座底板中心到封头切线距离,查得400mm ;
——两封头中心线的距离,。
所以

跨中截面处弯矩


由上面的计算结果可知跨中截面弯矩远大于鞍座截面处的弯矩,且。可以不考虑鞍座处的“偏塌”现象,因此,只计算跨中截面的轴向应力即可。
跨中截面最高点的轴向应力:
(3-2)式中:
——壳体有效厚度,mm ;
——圆筒的平均半径,mm 。

跨中截面最低点的轴向应力:
(3-3)

轴向应力校核:

取其中小值
取
可见
满足强度及稳定性的要求
鞍座切应力校核
因可认为鞍座靠近封头,封头对鞍座处筒体有加强作用。
鞍座包角,查表得,。
圆筒中的切向剪应力:
封头中的切向剪应力:
校核:



均满足强度要求。
鞍座筒体的周向应力校核
筒体最低点的周向应力:
(3-4)
其中,查表得
根据鞍座尺寸表知:

即,所以此鞍座垫片作为加强用的鞍座。
所以

满足强度条件。
鞍座边角处的周向应力:
所以
(3-5)
由于查表知,则

不论是最低点处,还是鞍座边角处的周向应力都满足强度要求