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东北石油大学本科生课程设计1第1章设计数据及设备简图设计压力:1.5MPa设计温度:80C操作压力:1.36MPa操作温度:80C水压试验压力:0.63MPa筒体焊接接头系数:0.85封头焊接接头系数:0.85腐蚀余量:2mm介质:戊烷筒体直径:1000mm设备总长度:3400mm筒体长度:2850mm筒体材料:Q245R标准椭圆封头材料:Q245R封头直边段长度:25mm鞍座材料:Q245R回流罐结构简图如下:图1-1脱戊烷塔顶回流罐简图东北石油大学本科生课程设计2第2章设计计算书2.1确定筒体和封头的壁厚(1)筒体壁厚按GB150—98式(6---1)计算citcPD2[]P(2-1)式中:cP——计算压力即:-6CPPgh1.59.8808101.508MPa——焊封系数,考虑双面焊局部无损探伤,0.85;t——设计温度下Q245R材料的许用应力t147.25MPaiD——设备内直径,iD=1000mm1.50810002147.250.851.508=6.06mm1C——钢板的负偏差1C0.8mm2C——介质腐蚀裕度2C2mmC——壁厚附加量12CCC0.822.8mm设计壁厚dC6.062.88.86mm根据GB713钢板厚度标准查得n10mm(2)封头壁厚按GB150-98式计算citcKPD2[]0.5P(2-2)式中:K——椭圆形封头形状系数,对标准椭圆形封头K1;——焊封系数0.85其他符号意义与数值同前11.50810002147.250.850.51.508=6.04mmdC6.042.88.84mm为了保证封头与筒体能很好满足焊接要求取封头壁厚10nmm封头名义厚度为10mm,封头深度为275mm直边高h=25mm东北石油大学本科生课程设计3筒体名义厚度为10mm,内径均为1000mm,封头容积0.301m32.2计算重量载荷和支座反力(1)筒体和封头的质量①筒体总质量1G1ieeGDL式中:——筒体材料的密度,37850Kg/m'L——设备总长,L'3416mmih——封头的曲边高度,查表得ih250mm1h——封头的直边高度,1h25mmL——筒体的长度,i1LL'2h2h2850mmiD、e的意义与数值同前3G1785010007.2102.750.0072491.56kg②封头质量2G'22G2G290.5181kg③鞍座质量3G'33G2G257114kg○4附件质量4G4G310.17kg设备自重1234GGGGG1096.73kg(2)容器内充水质量'G充水后总质量12G'VV10002.5410002540kg(3)支座反力F12G'GG2540672.56Fg9.815741.522N2.3筒体的轴向应力(1)轴向弯矩的计算东北石油大学本科生课程设计4○1支座截面处的弯矩22miaiRhA1L2ALM=FA14h13L(2-3)A——鞍座底板中心至封头切线距离A250mmL、ih的意义与数值同前22a0.250.5050.2512.8520.252.85M15741.50.252737.2240.25132.85N.m○2跨中截面处的弯矩22mi2biRh12FL4ALM4h4L13L(2-4)222b0.5050.251215741.52.8540.252.85M6582.0340.2542.85132.85N.m(2)轴向应力的计算取maxbMM6582.03N.mmR——中径,mR505mme——有效厚度,e102.87.2mm○1跨中截面最高点处轴向应力cmb12emePRM2R(2-5)13231.5080.5056582.03-1.14MPa27.2100.5057.210○2跨中截面处最低点的轴向应力cab22emePRM2R(2-6)13231.5080.5056582.031.14MPa27.2100.5057.210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iA0.5R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。东北石油大学本科生课程设计5○3轴向应力的校核1cr(2-7)式中:cr——圆筒的轴向许用应力teicrtB0.06ER[]取小者(2-8)57.2B0.061.9310166.752500MPat0.85147.25125.16MPa取B166.752MPa1cr1.14MPa125.16MPat21.14MPa147.25MPa可见:t2[],1cr[]。满足强度及稳定性的要求2.4鞍座处切向剪应力的校核因为mA0.5R,可认为鞍座靠近封头,封头对鞍座处筒体有加强作用.(1)鞍座处切向剪应力A=250mmm0.5R0.5505252.5mmmA0.5R且o120查表取3K0.8803aekFR(2-9)30.88015741.53.850.57.210MPa(2)封头处的切向剪应力因为o120所以取K=0.401代入公式4haheKFR(2-10)h30.40115741.51.750.57.210MPa(3)强度校核东北石油大学本科生课程设计6校核t0.850.85147.25125.16MPaciheKPD11.5081000104.7227.2MPathh1.251.25147.25104.779.36MPa强度满足要求2.5鞍座处筒体的周向应力校核mA0.5R,120(1)垫板不起加强作用时:○1筒体最低点的周向应力校核552eKFb(2-11)式中:k——系数,k1.05K——系数,5K0.760b——支座的轴向宽度,b=150mm2aebb1.56R1501.565057.2244.07mm561.00.76015741.56.8244.077.210MPat5147.25MPa强度满足要求○2鞍座边角处的周向应力m2850L/R5.6485056K0.01326m622ee12KFRF4bL(2-12)662615741.5120.013215741.50.5054264.077.2102.857.2106.45MPat61.25180.16MPa强度满足要求.东北石油大学本科生课程设计7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,故不需在筒体和支座之间加衬托板.(2)垫板起加强作用:re10mm可算得均满足要求。2.6鞍座腹板应力校核99s0KFHb(2-13)式中:9K——系数,9K0.2040b——钢制鞍座的腹板厚度,b0=10mmsH——高度,Hs=168mm实际高度小于内径的三分之一,则以鞍座的实际高度计算鞍座有效断面的平均应力t90.20415741.523.1898.1716863MPa强度满足要求.至此鞍座强度验算合格东北石油大学本科生课程设计8第三章设计结果汇总计算项目名称符号数值单位计算压力cP1.508MPa设计温度t80℃圆筒材料Q245R鞍座材料Q245R圆筒材料常温许用压力133MPa圆筒材料设计温度下许用压力t147.25MPa鞍座材料许用压力ca147.25MPa工作时物料的密度08083mKg液压试验时介质密度T10003mKg圆筒内直径iD1000mm圆筒名义厚度n10mm圆筒厚度附加量C2.8mm圆筒焊接街接头系数0.85封头名义厚度hn10mm封头厚度附加量hC2.8mm两封头切线间距离L2850mm鞍座轴向宽度b150mm鞍座高度H200mm鞍座包角120°鞍座地脚螺栓个数n2鞍座地脚螺栓公称直径20mm鞍座两侧螺栓间距离l760mm鞍座底版中心线只封头切线距离A1000mm封头曲面高度ih250mm试验压力TP0.63MPa圆筒平均半径mR505mm
本文标题:脱戊烷塔顶回流罐
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