关于卧式容器中标定液位的简便计算方法

椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算

2==i i h R c a 椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算 新疆工学院 孟永彪 在设计卧式容器时，常常要计算不同液面高度所对应的容积，有时还需列出容积—液位高度对照表或图。例如，在盛装有毒有害介质的卧式储罐设计中，要根据体积充装系数确定最高液面高度并加以标识。在一般资料中仅能查到容器的全容积计算公式，而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。本文以标准椭圆形封头卧式容器为例介绍不同液面高度下的容积计算方法，并以液化石油气储罐为例编制了QUICK BASIC 程序，此法仅供大家参考。 1 卧式容器的组成 卧式容器是由筒体和两封头组焊而成（如图1），常用的封头为标准椭圆封头。 2 卧式容器 2.1 计算简图及说明 计算简图如图2。 L ———筒体长度（两封头切线间的距离，含直边段长度） D i ———封头及筒体内直径 h i ———封头曲面深度 2.2 不同液面高度下封头的容积计算 如图2，可假想将卧式容器两端的曲面部分合并，则形成一个完整的椭球面。 其中，a=b=R i

122 222=++c z a y x )(21222y x a z +-=dx y x a dy h a y a )(2222022+-=??--)323(23 331a h h a V +-=πa h arccos =θ 因此，椭球面的方程为： 推导出： 当容器内的液面高度为h 时（如图3所示）。 封头的容积公式推导： 对其积分得 从上式可看出，h 变化，V 1也随之变化。 2.3 不同液面高度筒体的容积计算 在计算筒体的容积时，忽略尺寸公差及制造误差等因素，可将其断面方程为 x 2+y 2=a 2的一圆柱体进行计算，那么如图3所示液面高度的筒体容积为： 令：y=acos θ dy=-asin θd θ 当 y=-a 时，θ=π；当y=h 时，代入公式积分得： dxdy y x a V s )(2122221+-=?? dx y x a dy h a y a y a )(2 122222 222+-=??----dy y a L V h a ?--=2222dy y a L h a ?--=222

卧式容器设计

目录 第一章绪论 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计思想 (2) 1.3设计特点 (2) 第二章储罐简介 (3) 2.1储罐的用途 (3) 2.2储罐的分类 (3) 第三章材料及结构的选择与论证 (4) 3.1材料选择 (4) 3.2结构选择与论证 (4) 3.2.1.封头的选择 (4) 3.2.2.法兰的选择 (4) 3.3.液面计的选择 (5) 3.4.鞍座的选择 (5) 第四章结构设计 (6) 4.1壁厚的确定 (6) 4.2 封头厚度设计 (7) 4.2.1 计算封头厚度 (7) 4.3储罐零部件的选取 (8) 4.3.1储罐支座 (8) 4.3.2人孔的选择 (10) 4.3.3接管和法兰的选择 (13) 第五章强度校核 (14) 5.1筒体强度校核 (14) 5.2封头强度校核 (14) 5.3鞍座受载分析和强度校核 (15) 5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15) 5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16) 5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17) 5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18) 5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19) 5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20) 5.4容器开孔补强 (20) 5.4.1补强设计方法判别 (21) 5.4.2有效补强范围 (21) 5.4.3有效补强面积 (22) 5.4.4补强面积 (22) 参考文献 (23)

第一章绪论 1.1设计任务 针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。 1.2设计思想 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。 1.3设计特点 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计

压力容器设计方法分析对比.docx

压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力

压力容器的设计步骤..

储气罐——压力容器的设计步骤 1.确定压力容器设备的各项参数：压力，介质，温度 最高工作压力为1.5MPa，工作温度为常温20℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3 确定压力容器的类型 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章中有详细的规定，主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分。 储气罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，应为第Ⅰ类容器。 2.确定设计参数 （1）确定设计压力 容器的最高工作压力为1.5MPa，设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。取1.05还是取1.10，取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。 介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则上限1.10。 介质为压缩空气，管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4 （2）确定设计温度 一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得。 如在室外在工作，无保温，容器工作温度为30℃，冬季环境温度最低可到－20℃，则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为－20℃。《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考。 假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。 （3）确定几何容积 按结构设计完成后的实际容积填写。 （4）确定腐蚀裕量 根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。 先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。 《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定，受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。 介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。

压力容器卧式储罐设计

目录摘要I Abstract II 第一章绪论1 液化石油气贮罐的分类1 液化石油气特点1 卧式液化石油气贮罐设计的特点1 第二章设计参数的选择1 设计题目1 设计数据1 设计压力、温度2 主要元件材料的选择2 第三章设备的结构设计3 圆筒、封头厚度的设计3 筒体和封头的结构设计4 鞍座选型和结构设计4 接管，法兰，垫片和螺栓的选择6 人孔的选择8 安全阀的设计8 第四章设计强度的校核11 水压试验应力校核11 筒体轴向弯矩计算11 筒体轴向应力计算及校核12 筒体和封头中的切向剪应力计算与校核12 封头中附加拉伸应力13 筒体的周向应力计算与校核13 鞍座应力计算与校核13 第五章开孔补强设计15 补强设计方法判别15 有效补强范围16 有效补强面积16 .补强面积16 第六章储罐的焊接设计17 焊接的基本要求17 焊接的工艺设计18 设计小结20 致谢20 参考文献21

摘要 本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。液化石油气是一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。丙烷加丁烷百分比的综合超过60%，低于这个比例就不能称为液化石油气。 液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压力容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业具有重要的现实意义。 本次设计的主要标准有：《固定式压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》、JB4731-2005《钢制卧式容器》。各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002《补强圈》、HG 20592-20614《钢制管法兰、垫片、紧固件》、JB/T 《鞍式支座》、HG205《钢制人孔和手孔》等。 本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算人孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接管的总质量选择支座，最后进行安全阀的选型和校核。 关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计

卧式压力容器课程设计样本

安徽理工大学课程设计（论文）任务书 机械院（部）过控教研室 6月

目录 一．筹划任务书--------------------------------------------------------------1二．目录-----------------------------------------------------------------------2三．概述-----------------------------------------------------------------------4 3.1容器分类---------------------------------------------4 3.2压力容器构造特点-------------------------------------5 3.3压力容器筒体构造型式---------------------------------5 四．总体构造设计-----------------------------------------------------------9 4.1设计技术参数-------------------------------------------9 4.2容器材料选取-----------------------------------------9 4.3筒体壁厚设计------------------------------------------10 4.4封头厚度设计------------------------------------------10 4.5鞍座构造设计------------------------------------------11 4.5.1容器总质量与支座反力计算---------------------------11 4.5.2鞍座选型-----------------------------------------12 4.5.3拟定鞍座安装位置-----------------------------------13 五．应力校核--------------------------------------------------------------13 5.1筒体轴向应力验算------------------------------------13 5.1.1轴向弯矩-------------------------------------------13 5.1.2轴向应力-------------------------------------------14 5.1.3轴向应力校核---------------------------------------15 5.2鞍座处切向剪应力------------------------------------15

卧式容器

JB/T4731-2005 <<钢制卧式容器>> 1.适用范围 JB/T 4731—2005《钢制卧式容器》相对于原来GB l50—1989第8章作了部分修订，如：取消圈座支承，增加鞍座轴向弯曲强度校核及附录A《有附加载荷作用时卧式容器的强度汁算》等。 JB/T 4731适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称的鞍式支座支承的常压及受压卧式容器，它不适用于： ——直接火焰加热及受核辐射作用的卧式容器； ——经常搬运的卧式容器； ——带夹套的卧式容器； 一一作疲劳分析的卧式容器：

卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性， 卧式容器设计还包括支座位置的确定及支座本身的设计。 2.术语和定义 .操作压力 .设计压力 .计算压力 .试验压力 设计温度 工作温度 试验温度 计算厚度 设计厚度

名义厚度 有效厚度 3设计的一般规定 3.1 设计压力的确定： （a）设计压力值应不低于操作压力； （b）装有超压泄放装置时，设计压力按GB150附录B确定设计压力； (c)液化气体，液化石油气的卧式容器，按《容规》规定确定设计压力； (d)真空容器的设计压力按承受外压考虑，当装用安全控制装置时，设计压力取1.25倍的最大内外压差或0.1Mpa两者的较低值；当无安全控制装置时，设计压力取0.1Mpa。 3．2设计温度的确定： (a)设计温度不低于元件金属在工作时可能达到的最高温度。对于0度以下的金属温度,设计温度不应高于元件金属在工作时可能达到的最低温度。铭牌上应标志设

外压容器的设计计算

外压容器的设计计算 哈尔滨市化工学校 徐　毅 李喜华 在外压容器设计时,筒体的壁厚计算按文献 〔1〕和〔3〕应采用图算法。图算法要先假设筒体 的壁厚,通过查图表后计算使P≤〔P〕且较接 近,则所设壁厚可用;否则应重新假设,直至满足 为止。为简化设计计算,本文将外压容器的解析法 与图算法结合,使外压容器的壁厚的假设一次完 成。 1　壁厚的计算 按文献〔2〕外压容器壁厚的计算公式 S≥D0( m pL 2.6ED0 )0.4+C(1) 式中S———外压容器筒体的壁厚,mm;D0———外压容器的外径,mm;L———外压容器的计算长度, mm;C———壁厚附加量,　mm;m———稳定系数,　m=3;P———设计压力,　MPa;E———材料在设计温度时的弹性模量,　MPa; 设壁厚为S,计算步骤如下: 1.计算壁厚S0=S-C,算出所要设计筒体的L/D0和D0/S0值; 2.按文献〔2〕在图6-10(文献〔2〕)的左侧纵坐标上找到L/D0值,由此点引水平线向右与相应D0/S0线相交。若L/D0>50,则按L/D0=50查图,由交点沿铅垂方向向下求得横坐标系数A(即ε); 3.根据筒体材料选用相应的材料温度线。文献〔2〕中的图6-12、6-13、6-14,在图的下方横坐标找到由2求得的系数A,若A在材料温度线的右方,则由此点沿铅垂上移,与材料温度线相交,再将此点沿水平方向向右求得纵坐标系数B; 4.按系数B用式〔P〕=BS0/D0〔2〕求得许用外压〔P〕; 5.比较设计外压P与许用外压〔P〕,若P≤〔P〕,则所假设的壁厚可用。 6.根据钢板规格,最后确定所用钢板厚度。2　计算实例 设计氨合成塔的内筒,已知筒体外径D0= 410mm,计算长度L=4m,材料为oCr18Ni19Ti,弹性模量E=1.58×105MPa,壁温为480℃,壁厚附加量C=0.8m m,所受外压P=0.5MPa,试确定其壁厚。 由(1)式得:　S≥D0(m pL 2.6ED0 )0.4+C=410 ( 3×0.5×4×103 2.6×1.58×105×410 )0.4+0.8=7.6mm 假设壁厚S=7.6mm,计算S0=S-C=7.6-0.8 =6.8mm,L/D0=4/0.41=9.75D0/S0=410/6.8 =60.28 按文献〔2〕在图6-10查得A=0.00032 按文献〔2〕在图6-14查得B=34MPa 　按文献〔2〕式〔P〕=BS0/D0=34×6.8/410 =0.57MPa 比较P<〔P〕,即0.5MPa<0.57MPa,即假设壁厚可用。 按文献〔4〕,最后确定所用钢板厚度为8mm。3　结语 筒体的壁厚计算是外压容器设计中重要的内容,但按文献〔1〕和〔3〕进行设计计算时,一般至少要试算3～5次,若运用本文的方法可使筒体的壁厚计算一次成功。 参考文献 1　钢制石油化工压力容器设计规定,全国压力容器标准化技术委员会,　1993 2　余国琼.化工容器的设备.化学工业出版社,　1980 3　全国压力容器标准化技术委员会.G B150-89钢制压力容器.学苑出版社,　1989 4　《化工设备设计手册》.上海人民出版社,　1993 (编辑　毛丽青) ? 7 1 ? 《机械工程师》　1997. 2

卧式储罐不同液位下的容积计算

椭圆形封头卧式储罐图 参数： l：椭圆封头曲面高度（m）； l ：椭圆封头直边长度（m）； i L：卧罐圆柱体部分长度（m）； r：卧式储罐半径（d/2，m）； d：卧式储罐内径，（m） h：储液液位高度（m）； V：卧式储罐总体积（m3）； ρ：储液密度（kg/m3） V ：对应h高度卧罐内储液体积（m3）； h m ：对应h高度卧罐内储液重量（kg）； h 椭圆形封头卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成，去掉直段筒体，两侧封头可组成椭圆球体。简化模型图如下。

以储罐底部为起点的液高 卧式储罐内储液总体积计算公式： ()()()? ???????? ? ?++??? ??+=2----arcsin 3212 222πr h r r r h r r h Lr L r V h 若密度为ρ，则卧式储罐内储液总重量为： h h V m ρ= 表1 卧式储罐不同液位下容积（重量）

该计算公式推导过程如下 卧式储罐不同液位 下的容积简化计算公 椭圆形封头卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成，去掉直段筒体，两侧封头可组成椭圆球体。

以储罐中心为起点的液高 （1）椭圆球体部分 该椭圆球体符合椭圆球体公式： 2222221x y z a b c ++= 其中a=b=r ，则有222 221x y z a c ++= 垂直于y 轴分成无限小微元，任一微元面积为： 22()yi c S a y a π= - 当液面高度为h 时，椭圆球体内液氨容积为 V1=h yi a S dy -? 2 2 ()h a c a y dy a π-=-?33 2 2()33c h a a h a π=-+ （2）直段筒体部分： 筒体的纵断面方程为222x y a += 任一微元的面积为yj S = 则筒体部分容积为： 2h yj a V S -=?h a L -=?2 (arcsin )2 h La a π =+

卧式容器鞍座布置几个问题讨论

- 29 - 第9期 卧式容器鞍座布置几个问题讨论 张志辉 （湖北省缘达化工工程有限公司， 湖北 武汉 430073） [摘 要] 鞍座是卧式容器最常用的支撑部件，其设计选型过程涉及力学、材料、焊接等多个方面。只有正确地进行结构设计和安装，才能保证卧式容器的安全运行。但是，对鞍座设计、安装还存在一些理解上的误区，这将直接影响设备的安全性，因此有必要引起足够重视。 [关键词] 卧式容器；鞍座；正确设计；常见问题 作者简介：张志辉（1984—），男，河北邢台人，2010年毕业于 武汉工程大学化工机械专业，硕士，工程师，注册动力工程师。现在湖北省缘达化工工程有限公司从事压力容器设计工作。 1 鞍座布置间距 卧式容器鞍座的位置直接与鞍座处的弯矩、剪力、周向应力等相关联，一般对于薄壁的卧式容器，应尽量使支座中心到封头切线的距离A 小于或等于0.5Rm （Rm 为圆筒的平均半径），以使封头对圆筒起到加强作用，在鞍座承受M2弯矩时，抗弯截面为整个圆截面。但是，对L/D 较大的长卧式容器，取A≤0.5Rm 时，可能使容器中间截面处弯矩M1偏大，这时应调整A ，使A 值接近0.2L ，当A=0.207L 时，M1与M2, 大致相等。 图1 鞍式支座支撑容器 2 固定式、滑动式鞍座布置 NB/T47065.1-2018《容器支座 第1部分：鞍式支座》把鞍座分为固定式（代号F ）和滑动式（代号S ）两种，这是因为设备随着温度的变化会产生热胀冷缩，如果不让设备有自由伸缩的可能性，则在容器壁中会产生热应力，钢制容器每1℃的温差将产生约2.5MPa 的应力。因此，在设计设备支座时总有一个是固定的，其余做成滑动的。 对于双鞍座支撑容器，一般把接管多或接 管公称直径较大的一端选为固定鞍座，另一端当成滑动端，当卧式容器上面带塔或其他重型设备时，应该把远离这些附件垂直中心线的一端作为滑动端。 若卧式容器是换热器或其他形式非常温设备，在确定设备哪一端作为固定端或滑动端时，应考虑与设备和管道连接时所受到的附加载荷，同时，设备热膨胀会使管道受力或产生位移，此时，应把设备条件提交给管道应力专业，与管道应力专业共同协商，计算确定固定端或滑动端。对于三鞍座支撑式容器，一般中间鞍座宜作为固定鞍座，两侧的鞍座作为滑动鞍座。需要注意的是，在安装滑动鞍座时，每个地脚螺栓都有两个螺母，第一个螺母拧紧后，倒退一圈，然后再用第二个螺母锁紧，使鞍座能在基础面上自由滑动。滑动鞍座底板下面必须安装基础垫板，基础底板必须保持平整光滑，这样才能保证在温度变化时自由伸缩。3 轻型、重型鞍座选用 NB/T47065.1-2018《容器支座 第1部分：鞍式支座》标准中鞍式支座分为轻型鞍座和重型鞍座，轻型支座可以满足一般小型设备的使用要求，重型支座可满足换热器、介质较重或长径比较大的设备使用要求，考虑到设备上通常会有管道、操作平台等一些附加载荷，实际选用时，一般会选择重型支座。4 鞍座包角

设备设计课程设计(卧式内压容器)

目录 第1章设计数据及设备简图------------------------------------------- 1第2章设计计算------------------------------------------------------ 3 2.1圆筒厚度的设计------------------------------------------------ 3 2.2封头厚度的计算------------------------------------------------ 4 第3章应力校核------------------------------------------------------ 5 3.1 计算容器的重量载荷与支座反力 --------------------------------- 5 3.2 计算筒体的轴向应力 ------------------------------------------- 5 3.3 鞍座切应力校核 ----------------------------------------------- 7 3.4 鞍座筒体的周向应力校核 --------------------------------------- 7 3.5 鞍座腹板应力校核 --------------------------------------------- 8 第4章设计结果汇总------------------------------------------------- 10参考文献------------------------------------------------------------ 12

卧式储罐设计

摘要关键词：

第一章绪论 1.1 设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并便携设计说明书。 1.2设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。 1.3 设计特点： 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。

第二章材料及结构的选择与论证 2.1材料选择 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、 16MnR.这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 2.2结构选择与论证 2.2.1 封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 2.2.2容器支座的选择 容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱内产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加，给容器的运行安全带来不利的影响。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。圈座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座简称支腿，因这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力，故只适合用于小型设备（DN≤1600，L≤≤5m）。综上考虑在此选择双个鞍式支座作为储罐的支座。

圆筒容器设计计算的问题

圆筒容器设计计算的问题 摘要本文就近期所学内容，对长圆筒容器的设计和计算进行了进一步的归纳与总结，利用图解法和解析法对圆筒容器进行计算。 关键词长圆筒容器图解法解析法 1 引言 随着社会的发展，时代的进步，现代化工工业也发生了巨大的变化，大型设备新工艺的使用使其生产效率增加和能耗减少。然而层出不穷的化工企业事故也是人们日益关注。其中部分事故是由设计方面存在缺陷而引发的，而我们这里就浅谈长圆筒容器设计计算。 2 圆筒容器的计算 2.1参数设置 A——系数； B——系数； P——临界压力，MPa； cr E——弹性模量，MPa； D——圆筒或换热管外径； L——计算筒体长度，mm； m——安全系数，取3.0；

e δ——圆筒名义厚度 μ——材料泊松比，取0.3； 2.2失稳现】【象1 在外压作用下，突然发生的筒体失去原型，即突然失去原来形状稳定性的现象称为弹性失稳。保证壳体的稳定性是外压容器能够正常操作的必要条件。 外压圆筒侧向失稳后形状 2.3解析法公式推】【导2 对于钢制容器长圆筒μ取0.3则有 30e cr )/D 2.2E(P δ= ① 给①式带入安全系数m=3则可以得 []30 e cr )D 0.733E(m P P δ== ② 则[P]就为材料的临界周向压力。 对于钢制容器短圆筒有 )()(2.590 5 .20e cr D L D E P δ= ③ 2.4图解法公式推导 [P]=cr P /m ④ cr P =m[P] ⑤

E 2D ][m E 2D P E e 0e 0cr cr δδσεp === ⑥ 我们可以令B E m =ε2 则可得0e D B =[P]δ ⑦ 2.5举例计算 一台分馏塔内径i D =2000mm ，长6000mm 封头深h=500mm ，塔在400℃工作， 材料R M n 16钢板板，问厚度为14mm 能否满足。 计算塔的计算长度L ： )(63405003 126000312'mm h L L ≈??+=?+= 我们可以查表得到该材质钢板厚度负偏差1C =0.8mm ，腐蚀裕量2C =1mm ；则名义厚度e δ=12.2mm 。 I.解析法 判断长短圆筒：L D D L >?==12.28022e 00 cr 802217.11.17δ 故此为短圆筒。

2018 RQ-1压力容器设计习题

2018 RQ-1压力容器设计习题 一、单选题【本题型共63道题】 1.对于锥壳的大端，可以采用无折边结构，锥壳半顶角（）。 ?A．α≤30°? ?B．α≤45°? ?C．α≤60°? ?D．α≤75° 正确答案：[A] 用户答案：[A] ??得分：1.30 2.根据《压力容器封头》（GB/T25198-2010）和《压力容器》GB150.4-2011的规定，（）封头的拼接焊接接头不需要进行表面检测。 ?A．要求局部射线或超声检测的容器中先拼板后成形凸形封头上所有拼接接头? ?B．Q345R材料制，旋压（冷成形）封头拼接的焊接接头? ?C．复合钢板制封头的复合层焊接接头? ?D．标准抗拉强度下限值大于540MPA.钢板制封头缺陷的修磨处 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 3.等直径、等壁厚塔式容器的自振周期是将其简化成（）。 ?A．单自由度体系? ?B．双自由度体系? ?C．多自由度体系? ?D．弹性连续体 正确答案：[D] 用户答案：[D] ??得分：1.30 4.在下列管壳式换热器元件中，应考虑腐蚀裕量的元件为（）。 ?A．换热管?

?B．管板? ?C．折流板? ?D．支持板 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 5. 根据GB12337-2014《钢制球形储罐》的规定，铁磁性材料球罐内侧表面检测时，宜采用（）。 ?A．黑磁粉检测? ?B．荧光磁粉检测? ?C．渗透检测? ?D．射线检测 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 6.容器内的压力若有可能小于大气压力，该容器又不能承受此负压条件时，容器上应装设（）。 ?A．拱形防爆片? ?B．正拱形防爆片? ?C．防负压的泄放装置? ?D．非直接载荷式安全阀 正确答案：[C] 用户答案：[C] ??得分：1.30 7.Q235-B钢板制作压力容器，其设计压力P小于或等于（）Mpa；钢板的使用温度为（）；用于壳体时，钢板厚度不大于（）mm。 ? ?A.10 Mpa?????B.1.6 Mpa????? C.2.5 Mpa ? ?D.0-300℃????E.20-300℃???? F.16mm?????G.30mm ?A．Ｂ、E、F? ?B．C、E、F? ?C．Ｂ、D、F? ?D．Ｂ、E、G

卧式压力容器结构设计

卧式压力容器结构设计 概述 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的件。 3.1容器的分类 1.按压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级： (1)低压(代号L) 0.1MPa≤p<1.6MPa (2)中压(代号M) 1.6MPa≤p<10.0MPa (3)高压(代号H) 10.0MPa≤p<100.0MPa (4)超高压(代号U) p≥100.0MP a。 2.按工艺过程中的作用不同分为： （1）反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。 （2）换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。 （3）分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。

（4）贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。 3.根据容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，综合地将容器分为三类。 属于下列情况之一者为一类容器: （1）非易燃或无毒介质的低压容器； （2）易燃或有毒介质的低压分离器的换热容器。 属于下列情况之一者为二类容器： （1）中压容器； （2）剧毒介质的低压容器； （3）易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器； 属于下列情形之一者为三类容器： （1）高压、超高压容器； （2）剧毒介质的中压容器 （3）易燃或有毒介质 （4）中压废热锅炉或径大于1米的低压废热锅炉。 3.2压力容器的结构特点 一般承受压的容器，除球形容器外，大多是由筒体和封头组成。筒体是圆筒形壳体，封头则有多种型式，高压容器多采用平板封头；中、低压容器的封头除平板和半球型外，还有半椭圆形封头，蝶形封头，锥形封头等。 3.3压力容器筒体的结构型式

卧式储罐设计

卧式储罐设计

摘要关键词：

第一章绪论 1.1 设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设 计，绘制总装配图，并便携设计说明书。 1.2设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。 在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参 考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求， 综合的进行设计。 1.3 设计特点： 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备 通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体， 封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，这样让设计有章可 循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。

第二章材料及结构的选择与论证 2.1材料选择 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、 16MnR.这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 2.2结构选择与论证 2.2.1 封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 2.2.2容器支座的选择 容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱内产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加，给容器的运行安全带来不利的影响。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。圈座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座简称支腿，因这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力，故只适合用于小

容器设计

1. 选题背景 1.1 太空杯市场概述 由于水杯市场竞争越来越激烈，快速有效的掌握水杯市场发展状况成为了企业及管理者成功的关键。水杯市场发展分析是一个科学系统的工作，直接影响着发展战略的规划、产品营销方案的设计、企业投资方略的制定以及未来发展方向的确定。水杯市场分析并非单纯从某一个层面对市场进行评价分析，要得到有实际价值、具有指导意义的结论，就必须从专业的角度对市场进行全面细致的剖析。这样，才能时刻保持清晰的发展思路，不会因繁琐的信息迷失，在日益激烈的市场竞争中立于不败之地。 首先设计材料的选择随着科技的进步越来越广泛，从石头，陶，木材，青铜，铁器，然后再到近代材料科技巨大的进步，出现许多新生的材料，如塑料，不锈钢，玻璃等。现代设计的材料运用在水杯这个行业已经完全集中在后来的这几种材料上，像青铜材料只在当时科技比较落后的情况下，只为少数人而设计，体现地位的尊卑。现代设计面对的对象是全体大众，所以选择的材料必须不能十分昂贵，大多数人能够消费得起。 目前国内知名水杯品牌主要有艾德利，特百惠、乐扣、NIKE、ADIDAS、箭牌、富光、膳魔师等，陶瓷的应用源远流长，在古代的茶具中占有主要的地位，但现在陶瓷的应用不如古代那么流行。玻璃的透明性给人以干净的感觉，但其热稳性极差。因此，塑料水杯占据了水杯市场的大部分份额，特别是在经常携带的水杯使用场合，如现在学生上课时带水所用的水杯95%为塑料水杯，5%为不锈钢水杯，而且采用塑料进行水杯设计，水杯的造型几乎能够随心所欲，能够给设计师提供充分的想象任意发挥。 1.2 富光炫耀太空杯产品概述 富光炫耀太空杯采用PC作为成型材料，水杯质量小，容易密封不漏水，一般的价格处于水杯价格的最底端。且杯子是塑料制品，易成型、成本低，水杯的形状可以不受其形态和线性的限制。有一定的强度，足以满足盛水的需要；透明性好、着色性强，因此水杯的颜色可以千变万化以供选择。耐磨性高，水杯不易变花，透光保温。 对于材质，消费者大多选择塑料，因为大多数人都觉得塑料即便宜又实用。 而对于外型，每个年龄层都不同，青年都会选择时尚型的，因为都比较注重外形。中老年都会选择简洁型。 目前，富光炫耀太空杯主要采用的溶类型有250ml,300ml,350ml，400ml等。现实功能为承载液体，潜在功能是作为装饰品或收藏品。 1.3 选题对象 本课程设计选择富光炫耀350ml太空杯。 设计目的：对现有容器造型、销售包装、进行再设计。

容器设备设计计算

第1章 设计参数的选定 1.1设计题目 液化石油气储罐的设计 1.2设计数据 如下表1-1。 表1-1 设计数据 序号 项目 数值 单位 备注 1 名称 1003m 液化石油气储罐 2 用途 液化石油气储配站 3 最大工作压力 0.79 MPa 4 工作温度 50 ℃ 5 公称直径 3400 mm 6 容积 100 m 7 单位容积充装量 0.42 t/3m 8 装量系数 0.9 9 工作介质 液化石油气（易燃） 10 其他要求 100%无损检测 1.3设计压力 设计压力取最大工作压力的1.1倍，即 M P a 88.08.01.11.10=?==P P （1-1） 1.4设计温度 工作温度为50℃， 设计温度取45+5=50℃。

1.5主要元件材料的选择 1.5.1筒体封头材料的选择 根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢16MnR （钢材标准为GB6654）[]MPa 170=t σ。16MnR 适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定 腐蚀性,壁厚较大（≥8mm ）的压力容器。 1.5.2鞍座材料的选择 根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-B ，其许用应力[]MPa 147=sa σ 1.5.3地脚螺栓的材料选择 地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力[]MPa 147=bt σ

第2章 设备的结构设计 2.1圆筒厚度的设计 计算压力c P ： 液柱静压力: Pa 1076.12.381.956041?=??==gh p ρ （2-1） %5%210869.01076.1641<=??=p p , 故液柱静压力可以忽略，即869 .0c ==P P 该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为 1.0φ=。 圆筒的厚度在6～16mm 范围内，查GB150-1998中表4-1可得：在设计温度70℃下，屈服极限强度MPa 345=s σ， 许用应力MPa 170][=t σ 利用中径公式， 计算厚度： mm 7.8869 .01700.123400 869.0][2=-???=-=MPa P PD C t i σφδ （2-2） 查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm ，而有GB150-1998中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm ，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取10C =。 查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知,在无特殊腐蚀情况下，腐蚀裕量2C 不小于1mm 。本例取12=C 则筒体的设计厚度 mm 7.90.107.821=++=++=C C n δδ （2-3） 圆整后，取名义厚度mm 10=n δ 筒体的有效厚度 mm 911021=-=--=C C n δδθ （2-4）