化工设备机械基础习题-

1、本文由冰封天尘贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。化工设备机械习题及解答一,填空题(1 衡量金属材料的强度指标是( ,( ;衡量金衡量金属材料的强度指标是( ;衡量金属材料的塑性指标是( ,( ,( ;衡量金属材属材料的塑性指标是( ;衡量金属材料的耐腐蚀性能指标是( ,为了使设计的构件具有一定料的耐腐蚀性能指标是( ,为了使设计的构件具有一定的使用寿命,在设计截面尺寸时必须考虑( . 的使用寿命,在设计截面尺寸时必须考虑( 答案: 答案:屈服极限或 S ;强度极限或 b ;延伸率或;断面收缩强度极限或率或;弹性模量或E ;腐蚀速率V ;腐蚀

2、裕量 C2 (2冷脆现象是指金属材料由常温下的( 材料,在深冷脆现象是指金属材料由常温下的( 材料, 冷状态下变成( 材料的现象.答案: 塑性; 脆性冷状态下变成( 材料的现象.答案: 塑性;(3金属材料具有( 金属材料具有(,(,(,( 等加工的可能性称为加工工艺性能. 加工的可能性称为加工工艺性能. 答案: 答案: 切削 ; 焊接; 铸造 ; 锻造焊接; (4弹簧,刀具等所用的金属材料主要是优质( 钢. 弹簧,刀具等所用的金属材料主要是优质( 答案: 答案: 高碳 (5调质钢是指先进行( 调质钢是指先进行( 处理的钢.答案: 处理的钢.答案: 处理然后再进行高温( 处理然后再进行高温( 淬

3、火; 淬火;回火 应力,( 应力, (6薄壁容器承受内压作用后,由于变形的不同产生的应薄壁容器承受内压作用后, 力可分为三类,即( 应力,( 应力,( 力可分为三类, 应力.答案: 应力.答案: 薄膜应力;边缘应力;峰值应力 m p 2 + = 1 2 S(7回转壳体的轴对称问题是指壳体的( 回转壳体的轴对称问题是指壳体的( ,( 都是关于其回转轴对称的. 都是关于其回转轴对称的. 答案: 答案: 几何形状 ; 承受的载荷 ;约束条件 (8薄膜应力理论的两个基本方程是( 薄膜应力理论的两个基本方程是( 其应用条件是壳体的( 其应用条件是壳体的( 和对称的. 和对称的.p答案: 答案: m =

4、2 2S, (,(;及(必须是连续的 m p ; + = S ;几何形状;承受的载荷 1 2(9计算压力是指相应的设计( 计算压力是指相应的设计( 小( 的压力. 答案: 的压力. 答案:下,用于确定元件最温度; 温度; 壁厚(10按刚度条件设计不锈钢容器的最小壁厚不小于 10 mm. 答案: ( mm. 答案: 3 mm11化工容器及设备制造完毕后,需做压力试验, (11化工容器及设备制造完毕后,需做压力试验,目的是为了检验其( .对于碳纲对于碳纲, 是为了检验其( 和( .对于碳纲, 16MnR,15MnDR制容器做水压试验时 16MnR,15MnDR制容器做水压试验时,水温不低于制容器做

5、水压试验时, ( 答案: 宏观强度; 答案: 宏观强度; 致密性 ; 5 12在凸型封头,锥型封头,平板封头中受力最好, (12在凸型封头,锥型封头,平板封头中受力最好,加工最困难的是( 封头;受力最差, 最困难的是( 封头;受力最差,加工最易的是封头.在高压容器中应用最广泛是( 封头. ( 封头.在高压容器中应用最广泛是( 封头. 答案: 半球形;平板; 答案: 半球形;平板;平板(13法兰联接结构设计的主要内容有( 13法兰联接结构设计的主要内容有( 的选型,( 的设计,( ( 的选型,( 的设计,(的设计, 的设计, 的设计. 的设计.答案: 法兰; 密封面形式; 垫片; 螺栓, 答案:

6、 法兰; 密封面形式; 垫片; 螺栓,螺母(14开孔补强的方法有( 补强和( 14开孔补强的方法有( 补强和( 补强, 补强,在容器上开孔后,判断其是否需要补强的依据是: 器上开孔后,判断其是否需要补强的依据是:若( 则需要补强; 则不需要补强. 则需要补强;若( 则不需要补强. 答案: 答案: 局部 ; 整体 ;A > A1 + A2 + A3 ; AA1 + A2 + A3(15在化工容器及设备上开圆形人孔时,人孔的最小直径 15在化工容器及设备上开圆形人孔时, 不小于( mm; 不小于( mm;开椭圆形人孔时其长轴不小于 mm;短轴不小于( mm. ( mm;短轴不小于( mm.

7、答案: 400; 250或答案: 400; 400 ; 250或380 ; 280(16边缘应力具有( 16边缘应力具有(,(,(的特性. 的特性.答案: 答案: 局部性 ; 自限性 ; 周期性 (17内径为 D i =1000,工作压力为 P w= 3.0Kgf/cm2 的容 17内径为D =1000, 3.0Kgf/cm2 器,其DN( ,PN( .答案: 1000 ; 6Kgf/cm2 DN( ,PN( .答案答案:二,简答题(1化工容器及设备零,部件设计的机械要求有哪些? 化工容器及设备零,部件设计的机械要求有哪些? 答: 具有一定的强度; 具有足够的刚度; 具有充分的具有一定的强度;

8、 具有足够的刚度; 稳定性; 稳定性; 具有一定的耐久性; 具有良好的密封性具有一定的耐久性; (2边缘应力和薄膜应力有何不同? 边缘应力和薄膜应力有何不同? 答: 薄膜应力具有整体性,边缘应力具有局部性薄膜应力具有整体性,薄膜应力无自限性,边缘应力具有自限性薄膜应力无自限性, 薄膜应力无周期性,边缘应力具有周期性薄膜应力无周期性, (3如何在内压薄壁容器及裙式支座上开椭圆孔? 如何在内压薄壁容器及裙式支座上开椭圆孔? 答:在内压薄壁容器上开椭圆孔时,由于危险截面是纵截在内压薄壁容器上开椭圆孔时, 面,为了减少其被削弱面积,应使椭圆孔的长轴与容器为了减少其被削弱面积,应使椭圆孔的长轴与容器的轴

9、线垂直; 裙式支座上开椭圆孔时, 的轴线垂直;在裙式支座上开椭圆孔时,由于危险截面是横截面,为了减少其被削弱面积,应使椭圆孔的长轴是横截面,为了减少其被削弱面积,应使椭圆孔的长轴与容器的轴线平行. 与容器的轴线平行. (4简述气压试验的操作过程. 简述气压试验的操作过程. 答: 试验时缓慢地将压力升至 p T 10%,且不超过0.05 10%,且不超过0.05 M Pa,保压5 min,对所有焊缝和连接部位进行出初次 Pa,保压5 min,检查,合格后,将压力缓慢地升至p 50%,以后按p 检查,合格后,将压力缓慢地升至pT50%,以后按pT10% 的级差逐级升至p 保压30min,将压力降至

10、p 87%, 的级差逐级升至p T,保压30min,将压力降至pT87%, 保持足够长时间,对所有焊缝和连接部位进行检查, 保持足够长时间,对所有焊缝和连接部位进行检查,如有渗漏,修补后重新试验,直至合格为止. 渗漏,修补后重新试验,直至合格为止. 在设计碟形封头时,为防止封头受力太差, (5在设计碟形封头时,为防止封头受力太差,作了哪些规定? 规定? 答:在任何情况下球面的半径不大于与其连接筒体的内过渡圆弧的半径不小于连接筒体的内径10%且大于且大于3 径,过渡圆弧的半径不小于连接筒体的内径10%且大于 3 倍的封头壁厚 . 带折边锥形封头的直边作用是什么? (6带折边锥形封头的直边作用是什

11、么? 直边的作用是为了使焊缝避开边缘应力区. 答: 直边的作用是为了使焊缝避开边缘应力区. 平板封头受力最差, (7平板封头受力最差,为何在化工容器及设备中还广泛应用? 应用?答: 平板封头受力虽然最差,但加工最容易,因此在化工容平板封头受力虽然最差,但加工最容易,因此在化工容器及设备中广泛应用. 器及设备中广泛应用. 什么叫金属热处理?其目的是什么. (8什么叫金属热处理?其目的是什么. 将金属材料或金属构件保持在固态范围内, 答:将金属材料或金属构件保持在固态范围内,加热到一定温度以上,在该温度下保温一段时间, 度以上,在该温度下保温一段时间,然后再冷却下来的一种工艺.改变组织结构,提高其

12、机械,加工性能. 种工艺.改变组织结构,提高其机械,加工性能. 阐述悬挂式支座的设计步骤. (9阐述悬挂式支座的设计步骤. 首先确定支座的类型, 答: 首先确定支座的类型, 根据设备的重量确定每个支座承受的重量(总重量m/2, 支座承受的重量(总重量m/2, 由每个支座承受的重量,设备的DN 查对应支座的标准,确定支座的尺寸. 重量,设备的DN 查对应支座的标准,确定支座的尺寸.(10S型,F型鞍式支座为何要配对使用? 10 型鞍式支座为何要配对使用? S型答: S 型,F型鞍式支座配对使用的目的是使容器随温度的变能够自由变形以降低温差应力. 化, 能够自由变形以降低温差应力. 11 10的螺

13、纹孔的作用是什么的螺纹孔的作用是什么? (11补强圈上规格为M 10的螺纹孔的作用是什么? M10的螺纹孔的作用是为了向补强圈结构内注压缩空气, 的螺纹孔的作用是为了向补强圈结构内注压缩空气答: M10的螺纹孔的作用是为了向补强圈结构内注压缩空气, 以检验焊缝的质量. 以检验焊缝的质量. 12 (12说明下列金属材料牌号的意义 Q235-B , 15MnVR , 65 , 00Cr18Ni11Ti , KT 350-5 23515MnVR 00Cr18Ni11Ti 350235- 表示屈服极限为 MPa,质量等级为B 表示屈服极限为235 答: Q235-B 表示屈服极限为235MPa,质量等

14、级为B级的甲类三号镇静钢. 的甲类三号镇静钢. 15MnVR 表示含碳量为万分之十五, 15MnVR表示含碳量为万分之十五,含M n 量低于表示含碳量为万分之十五1.5% 1.5%,含V 量低于 1.5%的普通低合金容器钢. 1.5%的普通低合金容器钢. 65表示含碳量为万分之六十五的优质高碳纲. 65表示含碳量为万分之六十五的优质高碳纲. 表示含碳量为万分之六十五的优质高碳纲 00Cr18Ni11Ti表示含碳量为0.3 00Cr18Ni11Ti表示含碳量为0.3,含Cr 量为 18% , 表示含碳量为 18% Ni量为 11% Ti量低于 1.5%的不锈钢. 含Ni量为 11%,含Ti量低于

15、 1.5%的不锈钢. KT 350-5表示抗弯强度为350MPa,延伸率为5 % 的 350- 表示抗弯强度为 MPa,延伸率为 5 表示抗弯强度为350 可锻铸铁. 可锻铸铁. 13 (13阐述容器法兰的设计步骤由与法兰配套的筒体或封头的PN 确定法兰的答: 由与法兰配套的筒体或封头的PN,DN 确定法兰的 PN,DN; DN; 法兰的类型; 根据法兰的PN DN法兰的类型根据法兰的PN,DN法兰的类型; 由法兰的类型选择对应的法兰标准,根据法兰的由法兰的类型选择对应的法兰标准, PN,DN由标准确定法兰的尺寸. PN,DN由标准确定法兰的尺寸由标准确定法兰的尺寸.(14提高和改善碳钢的机械

16、性能和加工性能的方法和途径 14 有哪些? 有哪些? 答:调正和控制碳钢的化学成份 ;上封头搅拌装置改变碳钢的组织结构L(如热处理和化学处理; 如热处理和化学处理; 对碳钢进行热加工和冷加工. 对碳钢进行热加工和冷加工.筒体Di三,计算题下封头(1有一带搅拌装置的反应器如图所示. (1有一带搅拌装置的反应器如图所示.通过工艺计算知有一带搅拌装置的反应器如图所示其操作容积为 Vo = 1.5m3 ,若装料系数为 = 0.6 ,反应器Di 34V L Di的长径比L / Di = 1.0,液体介质的操作压力p W =0. 52MPa, 液体介质的操作压力p 52MPa, 试确定: 反应器的DN P

17、N. 若采用标准碟形封头, 试确定:反应器的DN,PN.若采用标准碟形封头,设计筒体的长度. 计筒体的长度. 反应器DN的确定解:(1反应器DN的确定 3 由V = Vo / 得: 反应器的容积为 V = Vo / = 1.5 / 0.6 = 2.5m 将反应器视为圆筒, 将反应器视为圆筒,则: V = Di 2 L = Di 3 L4 4 DiDi 3 4V /( L = 3 10 /(×1.0 = 1.471(m = 1471mm Di 圆整 Di = 1400mm , 反应器DN=1400mm 反应器DN=1400mm (2反应器PN的确定反应器PN的确定根据p 52MPa由公

18、称压力标准可知反应器的PN为由公称压力标准可知: 根据p W =0. 52MPa由公称压力标准可知:反应器的PN为 0. 6MPa. 6MPa.(3 筒体长度的设计 Di 3 × 1.43 标准碟形封头的容积为 V 容积为: 标准碟形封头的容积为:F = 26 = 26 筒体的高度 H 可由下式确定 2V = VT + VF , VT = 4 Di H = V VF4(V VF H= = 2 Di 4(2.5Ap DB S×1.42623r C 1.4= 1.409(m, H = 1410mm(2有一内压薄壁容器由圆筒,半球有一内压薄壁容器由圆筒, 形封头,无折边锥形封头组

19、成, 形封头,无折边锥形封头组成,容器的壁厚为S 中间面直径为D 的壁厚为S ,中间面直径为D,介质的三点的薄膜应力. 压力为p 如图所示.试求 A 压力为p,如图所示.试求A,B,C三点的薄膜应力.解: A,B,C三点的1, 2 分别为 A点: 1 = D / 2, 2 = D / 2 ; B点: 1 = , 2 = D / 2 ; C点: 1 = , 2 = r / con2A,B,C三点的薄膜应力为: 三点的薄膜应力为: A点: m = pD , = pD4S 4SB点: m = C点: m =pD pD , = 4S 2Spr pr , = 2 Scon / 2 Scon / 2(3中

20、间面直径为D,壁厚为S 的敞中间面直径为D 壁厚为S 口薄壁圆筒, 口薄壁圆筒,承受沿高度方向呈线性分布的压力作用,最大压力为P 分布的压力作用,最大压力为Po,试求距离上端为y 求距离上端为y处A点的薄膜应力及最大薄膜应力. 大薄膜应力. 解: A 点的1, 2 分别为1 = , 2 = D / 2PO y A HA点压力P x 的计算点压力P 由于压力沿圆筒高度方向呈线性分布, 点的压力P 可由相似比进行确定, 分布,故A点的压力P x 可由相似比进行确定,即:PO Px H y = , Px = PO H H y HA点的薄膜应力为: m 点的薄膜应力为:PO D H y = 0, =

21、× 2S H最大薄膜应力为: m ax = 最大薄膜应力为:PO D = 2S(4中间面直径为D,壁厚为S的内压薄壁圆筒.圆筒上部中间面直径为D 壁厚为S的内压薄壁圆筒. 气体介质的压力为p 气体介质的压力为p,下部液体的密度为 ,液体的高度为 H,试求A点和距离自由液面为y处B点的试求A点和距离自由液面为y p A 薄膜应力及最大薄膜应力. 薄膜应力及最大薄膜应力. 解: (1A点薄膜应力的计算 (1A点薄膜应力的计算 A点1, 2 的分别为: 的分别为: B1 =, 2 = D / 2 由 m = p 2 / 2S, m / 1 + / 2 = p / S 得: m = pD /

22、 4S, = pD / 2SH y(2B点薄膜应力的计算 (2B点薄膜应力的计算 B点的压力为: pB = p + y g 的压力为: 由 m = p 2 / 2S, m / 1 + / 2 = p / S 得: m = pD / 4 S, = ( p + y g D / 2 S(3最大薄膜应力的计算 (3最大薄膜应力的计算最大薄膜应力薄膜应力最大其大小为: 最大, 当 y=H 时,薄膜应力最大,其大小为: max( p + H g D pD H gD = = = + 2S 2S 2S四,综合题(1某化工厂需要设计一台液氨贮罐,厂方提供的设备设某化工厂需要设计一台液氨贮罐, 计条件单如下: 计

23、条件单如下:设备名称25 设备名称25m3 液氨贮罐根据上述设计要求单中的技术特性指标,解决下列根据上述设计要求单中的技术特性指标, 有关问题. 有关问题. 解释罐体材料16MnR牌号和支座材料 235牌号和支座材料Q (1解释罐体材料16MnR牌号和支座材料Q235-AF牌号的意义. 的意义. 16MnR含碳量为含碳量为0.16%,含锰量低于 1.5% %,含锰量低于解: 16MnR含碳量为0.16%,含锰量低于1.5%普通低 合金容器钢. 合金容器钢. Q235-AF屈服极限为 235MPa,质量等级为 A 级的 235屈服极限为 MPa,质量等级为 A 屈服极限为 235 甲类三号沸腾钢

24、. 甲类三号沸腾钢. 若罐体的长径比为 L/D 3.2,试确定罐体的 DN (2若罐体的长径比为 L/D i = 3.2,试确定罐 体的 DN, PN 1罐体 罐体 DN 解: 1罐体 DN 的确定 4V 4 × 25 3 2 = 由 V = D i L , L / D i = 3 .2 得: Di = 3.5 3.2 4 D i = 2.150( m 圆整 Di = 2000 mm pc = p = 1.1× 1.6( MPa 罐体 DN = 2000mm 2 罐体 PN 的确定 罐体 PN PN 可知: 因操作压力 pW = 1.6MPa , 由文献 可知: = 1.6

25、MPa 设计罐体的圆筒壁厚, (3设计罐体的圆筒壁厚,圆筒 冷卷时的最小 投料壁厚 是多少. 是多少. 解: 1设计参数的确定 1设计参数的确定 p = 1.1 pW = 1.1 ×1.6( MPa pL 2000/10000=0.02<5% p 2000/10000=0.02< , 可以忽略 pL, pc = p + pL , pc = p = 1.1 × 1.6( MPa t =40 , =1.0(100%无损探伤,C1=0.25mm,C2= 40 1.0(100%无损探伤,C 0.25mm, 无损探伤, 1mm 2筒体壁厚的设计 2筒体壁厚的设计 t S

26、n = 12mm , = 170 M Pa 设筒体的壁厚 p c Di 由公式 S n = + C 得: t 2 p c Sn = 1.1× 1.6 × 2000 + 1 + 0.25 = 11.7(mm 2 × 170 × 1.0 1.1× 1.6 圆整 S = 12 mm n 合理, S n = S n = 12mm, 假设 S n = 1 2 m m 合理, 故筒体壁厚为 12mm 12mm 3最小投料壁厚 3最小投料壁厚 加工筒体的最小投料壁厚为: n C1 = 12 0.25 = 11.75( mm 加工筒体的最小投料壁厚为: S 若

27、采用标准椭球形封头, (4 若采用标准椭球形封头,设计封头的壁厚并确定直 边的高度.标准椭圆形封头热冲压成型后, 边的高度.标准椭圆形封头热冲压成型后,封头的壁厚不 低于多少为合格. 低于多少为合格. 1设计参数的确定 解: 1设计参数的确定 p = 1.1 pW = 1.1 × 1.6( MPa p C = p + p L = p = 1.1 pW = 1.1 × 1.6( MPa t =100 , = 1.0(双面对接焊, 100%无损探伤,C1= 100 双面对接焊, 100%无损 探伤,C 无损探伤, 0.25mm, 0.25mm,C2=1mm 2封头壁厚的设计 2

28、封头壁厚的设计 设封头的壁厚 Sn = 12mm , t = 170 MPa pC Di 由公式 S n = + C 得: t 2 0.5 pC 1.1× 1.6 × 2000 Sn = + 0.25 + 1 = 11.63(mm 2 ×170 × 1.0 0.5 × 1.1× 1.6 圆整 S n = 12 mm S n = Sn = 12mm , 假设 Sn = 12mm 合理,故封头壁 合 理, 厚为 12 厚为 12 mm 3直边的高度及最小壁厚 3直边的高度及最小壁厚 直边的高度 h 25mm 直边的高度 ho=25mm 热

29、冲压成型后, 热冲压成型后,封头的壁厚不低 于 Sn C1 = 12 0.25 = 11.75(mm 为合格. 为合格. (5设计筒体的长度 H. 解:根据 EHA 型 封头的标准,由 Di = 2000mm 查表可得: 根据 EHA 型封头的标准 型封头的标准, 查表可得: VF = 1.18m3 由 V = VT + 2VF 得: VT = Di2 H = V 2VF 4 H= V 2VF 4 Di2 4 × (25 2 ×1.18 = = 7.210(m 2 2.0 圆整后得圆筒长度 H = 7210mm (6若按刚度条件设计圆筒壁厚,其最小壁厚为多少. 若按刚度条件

30、设计圆筒壁厚,其最 小壁厚为多少. 2000mm<3800mm 解: D i =2000mm<3800mm , S min 2 Di + C 2 S min = 2 × 2000 + 1 = 5 ( mm 1000 1000 (7罐体做水压试验时,试确定水的温度及压力表的量 罐体做水压试验时, 程. 罐体做 水压试验时,水的温度 解:罐体做水压试验时,水的温度5 试验压力 p = 1.25 p = 1.25 × 1.1 × 1.6 × 1.0 = 2.2( MPa T t 压力表的量程 p 表 = 2 pT = 4.4( MPa 或 1 .5

31、 p T p 表 4 p T , 即 : 3.3MPa p 表 8.8MPa (8对罐体进行液压试验强度校核. 对罐体进行液压试验强度校核. p (D + S C 解: 由 T max = T i n 得: 2( S n C max = 2 .2 × ( 2000 + 12 1 .25 = 205 .76 ( MPa 2 × (12 1 .25 max =205.8 MPa <0.9 s =0.9 × 345 × 1=310.5(MPa =0.9 × 345 × 1=310.5( 液压强度足够 (9确定液氨排液口管法兰的 DN,

32、PN;选择管法兰密 确定液氨排 液口管法兰的 DN PN; 封面的形式及垫片的材质. 封面的形式及垫片的材质. 解:由设备设计 要求单可知:液氨排液口管法兰的 DN=32 由设备设计要求单可知:液氨排液口管法兰的 DN=32 管法兰的 PN=1.6MPa. ,管法兰的 PN=1.6MPa. 管法兰密封面的形式为:凹凸型(或突面 管法兰密封面的形式为:凹凸型(或突面 垫片 的材质为: 垫片的材质为:中压石棉橡胶板 10提高和改善 Q235(10提高和改善 Q235-AF 机 械性能和加工性能的方法有 哪些. 哪些. 调正和控制 Q235 的化学成分; 解:调正和控制 Q235-AF 的化学成分;

33、改善其组织结 构(如热处理,化学热处理;冷加工和热加工. 如热 处理,化学热处理;冷加工和热加工. ; 11在筒体上开人孔时,确定人孔的 DN; (11在筒 体上开人孔时,确定人孔的 DN;若在人孔处 采用补强圈补强,试确定补强圈的外径. 采用补 强圈补强,试确定补强圈的外径. 容器直径 D =2000mm 选用 DN=500mm 解:容器直径 D i =2000mm 时,选用 DN=500mm 采用补强圈补强,补强圈的外径 Do 840mm 若采用补强圈补强,补 强圈的外径 Do = 840mm 12若贮罐和液氨的总质量为 30 吨 (12若贮罐和液氨的总质量为 30 吨,试初步设计鞍式支

34、座的尺寸. 座的尺寸. 解:选取两个鞍式支座,分别为 F 型和 S 型,每个支座承 每个支座承 选取两个鞍式支座, 分别为 F 型和 S 受的载荷为 Q=300/2=150KN. i=2000mm, =150KN 受的载荷为 Q=300/2=150KN. 由 D i=2000mm,Q=150KN 查表可知应选 A 鞍式支座,其尺寸如下表: 查表可知应选 A 型鞍式支 座,其尺寸如下表: (13确定进液口接管的伸出长度. 13确定进液口接管的伸出长度. 液氨贮罐外无保温 层, mm 查表可知 查表可知: 解:液氨贮罐外无保温层,由 DN = 40 mm 查表可知: 接管的伸出 长度 l 接管的伸

35、出长度 l =150 mm (2某化工厂需要设计一台气 (2某化工厂需要设计一台 气固两相流化床反应器, 某化工厂需要设计一台气固两相流化床反应器 固两相流 化床反应器, 厂方提供的设备设计条件单如下: 厂方提供的设备设计条件单如下: 设备名称: 体积为 2.5m 的气固流化床反应器 设备名称:体积为 2.5m3 的气固流化床反应器 根据上述设计条件单,按下列程序对反应器的有关内 根据上述设计条件单, 容进行设计 和计算 : 解释壳体材料 0 18N 11T 支座材料 20R (1解释壳体材料 0Cr18Ni11Ti 支座材料 20R 牌号的意义 0Cr18Ni11Ti 表示 含碳量为 0.5

36、 表示: 含铬量为 18% 解: 0Cr18Ni11Ti 表 示:含碳量为 0.5 ,含铬量为 18% , 含镍量为 11% 含钛量低于 1.5 含镍量为 11% ,含钛量 低于 1.5 %的不锈钢 20R 表示:含碳量为 0.2 的优质低碳容器钢. 20R 表示:含碳量为 0.2 % 的 优质低碳容器钢. 试确定反应器筒体和封头的 DN PN.( .(忽略筛板 (2试确定反应器筒体和 封头的 DN,PN.(忽略筛板 的体积 的体积 公称直径 DN 解:1 公称直径 DN 的确定 由 V= 4 Di 2 L = 4 Di 3 L 得: Di 3 Di = 3 4V = L Di 4 ×

37、; 2.5 = 0.683( m × 10 因为筒体的内径已系列化,由标准可知: 700mm 因为筒体的内径已系列化,由标准可 知:Di 取 700mm 反应器筒体 DN=700mm, 反应器筒体 DN=700mm, 与之配套的封头 DN=700mm. 与之配套的封头 DN=700mm. 2 公称压力 PN 的确定 公称压力 PN 的确定 由工作压力 0.55MPa, 操作温度 150 由工作压力 0.55MPa,操作温度 150.根据压力容 器 法兰规定,筒体公称压 力等级取 PN=1.0MPa. 法兰规定,筒体公称压力等级取 PN=1.0MPa.封头与之一 PN=1.0MPa.

38、致,亦 PN=1.0MPa. 按强度条件设计筒体的壁厚, (3按强度条件设计筒体的壁厚,筒体冷卷时 的最小投 料厚度不小于多少. 料厚度不小于多少. 解 p =1 pW = 1.1× 0.85(MPa pC = p + pl pl = 0 : 1.1 设计参数的确定 , 无液柱静压 pC = p = 1.1 × 0.85( MPa, t = 137 M Pa (无液柱静压 , , = 1.0 (单面全焊透,100%无损探伤, 无损探伤, 单面全焊透,100%无损探伤 C1= 0.25mm ,C2= 0 mm 0.25mm 2 筒体壁厚的设计 pc Di 由 S n = 2

39、t p + C 得: c 1.1× 0.85 × 700 Sn = + 0.25 + 0 = 2.65( mm 2 × 137 × 1.0 1.1× 0.85 圆整 Sn = 3mm ,考虑筒体的加工壁厚不小于 5mm , 考虑筒体的加工壁厚不小于 5 故取 Sn = 5mm 3 最小投料厚度 筒体冷卷的最小投料厚度:Sn C1 = 5 0.25 = 4.75(mm 筒体冷 卷的最小投料厚度: (4设计上,下标准椭球形封头的壁厚和封头的体积, 设计上,下标准椭球形封头的壁厚 和封头的体积, 封头热冲压成型后的最小厚度不小于多少为合格. 封头热冲

40、压成型后的最小 厚度不小于多少为合格. 解:1 设计参数的确定 p p = 1.1 pW = 1.1× 0.85(MPa,p C = p + p l , l = 0 pC = p = 1.1× 0.85( MPa , t = 137 MPa = 1.0(整板冲压成型, C1= 0.25mm 整板冲压成型, 0.25mm C2= 0 mm 2 封头壁厚的设计 由 Sn = pc Di +C t 2 0.5 pc 得: 1.1× 0.85 × 700 Sn = + 0.25 + 0 = 2.65(mm 2 × 137 × 1.0 0.5 × 1.1× 0.85 圆整 S n = 3mm 取封头的壁厚与筒体的壁厚一致 S n = 5 mm 3 封头的体积 由 DN=700 mm 查表可知:VF =0.0545m3 DN=700 查表可知: =0.0545m 4热