容器设计毕业论文
容器设计毕业论文
压力容器设计的基本步骤:
以稳压罐的设计为例,对容器设计的全过程进行讲解。
首先,我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书,该协议书也可以经双方同意共同修改、完善,以期达到产品使用最优化。
根据稳压罐的设计技术协议,我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa,工作温度为200℃,工作介质为压缩空气,容积为2m3,要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。
有了这些参数,我们就可以开始设计。
一. 设计的第一步
就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外,一般容器的技术特性表包括
a 容器类别
b 设计压力
c 设计温度
d 介质
e 几何容积
f 腐蚀裕度
j 焊缝系数
h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质
一. 确定容器类别
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)第一章第6条(p7)有详细的规定,主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压(<1.6MPa)且介质无毒不易燃,则应划为第Ⅰ类容器。
另:具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11
何谓易燃介质见 p2 1-6
介质的毒性程度分级见 p3 1-7
划分压力容器等级见 p3 1-9
二. 确定设计压力
我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa,设计压力一般取值为最高工作压力的1.05~1.10倍。
至于是取1.05还是取1.10,就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,否则就取上限1.10。
本例介质为无害的压缩空气,且系统管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另:什么叫设计压力?计算压力?如何确定?见p11 3-1
液化石油气储罐设计中,是如何确定设计压力的?
三. 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。
比如为华北油田设计的容器,且在工作状态无保温的情况下,其工作温度为30℃,其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》附件二(p77)提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。
四. 确定几何容积
按结构设计完成后的实际容积填写即可。
五. 确定腐蚀裕量
由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定,实际上应先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。
《容规》第三章表3-3(p23)和GB150第3.5.5.2节(p5)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。
一般介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1~2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。
另:什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度?何谓最小厚度?如何确定?见p12 3-5 3-6
六. 确定焊缝系数
焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150的3.7节(p6)对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值,可以按《容规》第85条(p43)所规定的10种情况选择:
其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为0.85。
本例选焊缝系数为0.85。
七. 主要受压元件材质的确定
材质的确定在满足安全和使用条件的前提下,还要考虑工艺性和经济性。
GB150第8页材料的使用有严格的规定,对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9这几种材料
1. 0Cr18Ni9一般用于低于-20℃的低温容器和
对介质有洁净要求的容器,如低温分离器、氟利昂蒸发器等;
2. 16MnR一般用于对安全性要求较高、使用Q235-B时壁厚较大的容器,如油、天然气等。
3. Q235-B使用最广也最经济,GB150第9页对其使用条件作了详细规定:
● 规定设计压力≤1.6MPa;
● 钢板使用温度0℃~350℃;
● 用于壳体时厚度不得大于20mm,且不得用于高度危害的介质。
就本例来说,其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件,唯有厚度还未知,若超过了20mm则只能使用16MnR,本例就暂定使用Q235-B。
当然啦,如果我们按以下:
●规定设计压力≤2.5MPa;
●钢板使用温度不得超过0℃~400℃;
●用于壳体时厚度不得大于30 mm,且不得用于高度危害的介质。
Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同,前者为在温度20℃下做 V型冲击试验;后者为在0℃ 时做V型冲击试验
完成了技术特性表,下一步就是容器计算了。
◆ 确定容器直径
计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求,一般取长径比为2~5,很多情况下取2~3就可以了。
本例要求容器的几何容积为2m3 。
我们只得先设定直径,再根据此直径和容积求出筒体高度,验算其长径比。设定的直径应符合封头的规格。
我们设定为800mm,查标准JB/T4746《钢制压力容器用封头》附录B,得知此规格的封头容积为0.0796 m3,
则:
筒体高度为 3664mm,
长径比为 3664/800=4.58
若加上封头的高度,可知其长径比太大,我们先前设定的直径太小。
再设定直径为1000mm,查得封头容积为0.1505立方。
得到:
筒体高度为 2164mm
长径比为 2164/1000=2.16
比较理想,则我们确定本例稳压罐的内直径为1000mm,筒体高度圆整为2200mm。
有了容器直径,即可按照GB150公式5-1(p26)计算出厚度为8.30mm。此厚度即为计算厚度,其名义厚度为计算厚度与腐蚀裕量之和,再向上圆整到钢板的商品厚度。本例腐蚀裕量为2mm,与计算厚度之和为10.30mm,与之最接近的钢板商品厚度为12mm,故确定容器厚度为12mm,并且此值符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。
另外本例若选择腐蚀裕量为1mm经济性会好得多,可以思考一下为什么
至此,我们已得到容器外形。
◆ 下一步该是按用户要求和《容规》的规定配置各管口的法兰和接管。
容器上开孔要符合GB150第8.2节(p75)的规定,一般都要进行补强计算,除非满足GB150第8.3节(p75)的条件,则可不必再计算补强。
选择接管时应尽量满足GB150第8.3节的条件,其安全性和经济性都最好,避免增加补强圈。
本例要求的管口直径都在GB150第8.3节的范围内,因此进气口和出气口接管选择φ57x5的无缝钢管,排污口选择φ25x3.5的无缝钢管。法兰按HG20592选择1.6MPa的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。
◆ 法兰及其密封面型式
法兰及其密封面型式是设计协议书中要求的,
1. 压力等级必须高于设计压力;
2. 其材质一般与筒体相同;
3. 确定管口在壳体上的位置时,在空间较为紧张的情况下,一般也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm,以避免焊接热影响区的相互叠加。
本例选定进气口、出气口距上下封头环焊缝各300mm。因本例稳压罐工作温度为200℃,故其工作状态下必定有保温层,考虑到保温层厚度以及螺栓安装的需要,选定法兰密封面到筒体表面的距离为150。
◆ 检查孔
除了用户要求的管口外,《容规》第45条(p26)还对检查孔的设置进行了规定。
本例直径为1000mm,按规定必须开设一个人孔。查《回转盖平焊法兰人孔》标准JB580-79 压力容器与化工设备实用手册p614,选择压力1.6MPa级、公称直径450的人孔,密封型式为A型,其接管为φ480x10。因人孔开孔较大,所以人孔一定要使用补强圈补强,查《补强圈》标准JB/T4736,补强圈外径为760,厚度一般等同于筒体。人孔的位置以方便出入人孔为原则,应尽量靠近下封头。本例选定人孔中心距下封头环焊缝500。
立式容器的支座一般选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备实用手册第599页),
另:锻件的级别如何确定?对于公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别?
◆ 管口表的填写
◆ 技术要求的书写
1 本设备按 GB150-1998《钢制制压力容器》进行制造、试验和验收,并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的监督。
2 焊接采用电弧焊,焊条牌号:焊接采用J422。
3 焊接接头型式和尺寸除图中注明外,按HG20583的规定进行施焊:A 类和 B 类焊接接头型式为DU3; 接管与筒体、封头的焊接接头型式见接管表;未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度;法兰的焊接按相应法兰标准的规定。
4 容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查,探伤长度不小于每条焊缝长度的20%,其结果应以符合JB4730 规定中的 Ⅲ 级为合格。
5 设备制造完毕应进行水压试验,试验压力为 MPa。
6 管口、支座及铭牌架方位按本图。
7 设备检验合格后,外表面涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道,再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。
8 设备检验合格后,内部清理干净,各管口用盲板封严。
10 设备筒体的计算厚度为 mm,封头计算厚度为 mm。
建议使用年限为10年。
交个朋友,刚好我也要用,我是过程装备与控制的.先给你
包装设计的毕业论文提纲怎么写?提纲噢。
包装工程专业毕业设计大纲毕业设计的意义和目标包装工程专业毕业设计是包装工程专业学生毕业前的最后学习和综合训练的教学环节,是知识深化,拓宽教学内容的重要过程,是学生学习,研究和实践的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力的全面检验、是实现本科培养目标的重要阶段. 通过毕业设计,着重培养学生综合分析和解决包装工程的实际问题的能力、组织管理和社交能力;培养学生独立工作的能力以及严谨,扎实的工作作风和事业心、责任感;掌握包装机械,包装容器,包装工艺的设计,新型包装材料及包装结构的应用,针对特定产品的整套包装的设计,包装CAD软件的开发方法与技术;为学生将来走上工作岗位、独立,顺利完成所承担的工作任务奠定基础. 毕业设计选题 题目要求: ①毕业设计指导教师所出的题目要符合包装工程教学基本要求,具有先进性和一定的完整性,尽可能反映包装工程专业的专业特色和包装工程专业的新材料,新技术,新理论、新工艺、尽量结合实际的生产,科研任务进行. ②题目新颖性方面的要求:题目应尽量作到每年更新.对已有题目必须说明新的目标. ③设计内容要有足够的深度和具有一定的代表性,使学生达到本专业基本功的训练.题目目标明确,内容充实,工作量充足,难易程度要切实可行.坚持每人一题,指导教师可以将大而难的题目分解成若干子题目,但必须有明确分工.另外对能力强的学生,可适当加深加宽. ④题目工作量:从查阅文献调查研究开始,要求学生每天工作6—8小时,用16—20周方能完成的工作量. 2.包装工程毕业设计选题的类型包括: ①包装机械设计类; ②包装结构及装潢设计类; ③包装工艺开发类; ④包装设计软件开发类(人数不得大于学生总量的10).毕业设计任务书 1.在毕业设计题目招标时,必须附有毕业设计任务书. 2.毕业设计任务书必须内容充实,任务明确.内容包括: ①毕业设计题目的意义、设计参数及内容、最终目标; ②毕业设计的要求; ③毕业设计的工作量; ④推荐参考书. 3.毕业设计任务书下达后,一般不允许自行修改.要修改时,必须向学院提出书面申请. 四、毕业设计工作量要求: 包装结构及装潢设计类:可对一个系列的产品进行包装设计或对一种产品的包装设计至少有两种以上的方案. ②设计论文:字数至少1.8万字.包括:题目的意义、对所选产品进行分析与评价,设计方案的分析,对比、测试及改进等. ③外文翻译:不少于2000英文单词.内容为与设计题目相关或与包装工程相关的外文资料. 包装机械设计类:设计一种包装、印刷类设备. ①机械设计图:装配图至少一张;零件图若干,共折合A02张以上.为计算机绘图,打印. ②设计论文:字数至少1.5万字.包括:题目的意义、方案的确定及对所选方案进行分析与论证、设计计算及结构设计,总结等. 包装工艺开发类:对一种产品的整套包装工艺进行设计. ①包装工艺平面或立体布局图,中间输送装置机构设计图:0图至少2张;包装工艺平面或立体布局图包括:整条包装线的布置,每台包装设备的位置及尺寸、中间输送装置的位置及长度,各种包装材料,被包装产品的输送方向及位置等. ②设计论文:字数至少1.8万字.包括:题目的意义、包装工艺规程的确定及对所选包装工艺所需包装材料,容器进行设计,包装设备,输送设备进行分析与论证、设计计算总结等. 包装设计软件开发类: ①一整套设计软件.经过调试,运行可演示. ②设计论文:字数至少1.8万字.包括:软件开发的意义及市场需求分析,软件的功能,软件的系统设计(包括设计计算理论、系统数据库设计等)、流程图,调试运行结果及改进措施等;所选产品包装结构及装潢设计计算过程或包装机械结构设计计算过程. ③包装结构,装潢设计图:至少4张,为计算机绘图,打印;包装机械结构装配图一张(A0). ④外文翻译:不少于2000英文单词.内容为与设计题目相关或与包装工程相关的外文资料. 五、毕业设计的过程毕业设计开始前、学生首先必须明确毕业设计任务. 1.在第三周进行开提报告.开题报告包括,学生对设计题目进行的调研、并查阅的相关文献,确定设计方案(包括总体方案设计,软件功能划分及开发平台的选择,工艺路线等)、确定进度安排. 2.学院在第十周将进行期中答辩,学生在第十周前学生必须撰写中期报告.中期报告一般包括:工作完成情况,存在问题与改进措施. 3.学院将在第十八周左右进行答辩.在此之前、学生必须完成所有要求的毕业设计工作量.论文答辩之前组织论文的评审工作.一般每份毕业论文将指定主审教师一到两名、每位评审教师审定一份论文的时间不得少于4小时.评审结束时要给出主审成绩.答辩由学生讲解20分钟,教师提问30分钟左右. 4.毕业设计期间,每位指导教师与学生每周的见面指导次数不等少于两次,教师指导工作包括:研究方向指导,答疑解惑,检查监督,思想与工作作风指导. 学生一般在答辩前一个月左右开始论文的撰写工作.指导教师必须从撰写大纲,初稿,终稿三方面对学生论文撰写进行指导. 论文要求见机电学院论文规范.机电学院包装工程教研室
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论文乙烷储罐设计
燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。 (一)燃烧的必要条件 物质燃烧过程的发生和发展,必须具备以下三个必要条件,即:可燃物、氧化剂和温度(引火源)。只有这三个条件同时具备,才可能发生燃烧现象,无论缺少哪一个条件,燃烧都不能发生。但是,并不是上述三个条件同时存在,就一定会发生燃烧现象,还必须这三个因素相互作用才能发生燃烧。 1.可燃物:凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物,某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧,还有许多物质如肼、臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。 2.氧化剂:帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的氧,另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应的氧化剂。 3.温度(引火源):是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应能量来源。常见的是热能,其它还有化学能、电能、机械能等转变的热能。 4.链式反应:有焰燃烧都存在链式反应。当某种可燃物受热,它不仅会汽化,而且该可燃物的分子会发生热烈解作用从而产生自由基。自由基是一种高度活泼的化学形态,能与其他的自由基和分子反应,而使燃烧持续进行下去,这就是燃烧的链式反应。 (二)燃烧的充分条件:(1)一定的可燃物浓度;(2)一定的氧气含量;(3)一定的点火能量;(4)未受抑制的链式反应。汽油的最小点火能量为0.2mJ,乙醚为0.19mJ,甲醇为0.215mJ。对于无焰燃烧,前三个条件同时存在,相互作用,燃烧即会发生。而对于有焰燃烧,除以上三个条件,燃烧过程中存在未受抑制的游离基(自由基),形成链式反应,使燃烧能够持续下去,亦是燃烧的充分条件之一。 三、火灾的定义及分类 火灾的定义是:在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。 火灾分为A、B、C、D四类。 A类火灾指固体物质火灾。如木材、棉、毛、麻、纸张; B类火灾指液体火灾和可熔化的固体物质火灾。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾; C类火灾指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢等引起的火灾; D类火灾指金属火灾如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金火灾等。 四、燃烧中的几个常用概念 1.闪燃:在液体(固体)表面上能产生足够的可燃蒸气,遇火能产生一闪即灭的火焰的燃烧现象称为闪燃。 2.阴燃:没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。 3.爆燃:以亚音速传播的爆炸称为爆燃。 4.自燃:可燃物质在没有外部明火等火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。亦即物质在无外界引火源条件下,由于其本身内部所进行的生物、物理、化学过程而产生热量,使温度上升,最后自行燃烧起来的现象。 5.闪点:在规定的试验条件下,液体(固体)表面能产生闪燃的最低温度称为闪点。同系物中异构体比正构体的闪点低;同系物的闪点随其分子量的增加而升高,随其沸点升高而升高。各组分混合液,如汽油、煤油等,其闪点随沸程的增加而升高;低闪点液体和高闪点液体形成的混合液,其闪点低于这两种液体闪点的平均值。木材的闪点在260摄氏度左右。 闪点的意义:(1)闪点是生产厂房的火灾危险性分类的重要依据;(2)闪点是储存物品仓库的火灾危险性分类的依据;(3)闪点是甲、乙、丙类危险液体分类的依据;(4)以甲、乙、丙类液体分类为依据规定了厂房和库房的耐火等级、层数、占地面积、安全疏散、防火间距、防爆设置等;(5)以甲、乙、丙类液体的分类为依据规定了液体储罐、堆场的布置、防火间距、可燃和助燃气体储罐的防火间距,液化石油气储罐的布置、防火间距等。 6.燃点:是指在规定的试验条件下,液体或固体能发生持续燃烧的最低温度称为燃点。一切液体的燃点都高于闪点。 7.自燃点:是指在规定的条件下,可燃物质产生自燃的最低温度是该物质的自燃点。 可燃物质发生自燃的主要方式是:(1)氧化发热;(2)分解放热;(3)聚合放热;(4)吸附放热;(5)发酵放热;(6)活性物质遇水;(7)可燃物与强氧化剂的混合。
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