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第五篇 化工设备机械设计 1

第二十二章 容器设计 1

第一节 概述 1

一、容器的结构 1

二、容器的分类 1

三 容器机械设计的基本要求 2

四、容器零部件的标准化 2

二、筒壁拉伸应力σ環与σ轴的计算 4

一、圆筒在内压作用下的变形与内力 4

第二节 内压圆筒与球壳的设计 4

三、圆筒壁厚强度计算公式 6

四、设计参数的确定 6

五、压力试验 12

六、最小壁厚 13

七、内压圆筒壁厚表 13

八、内压简体的边缘应力 16

九、球形容器 17

一、概述 18

第三节 外压圆筒的设计 18

二、临界压力 19

三、外压圆筒的设计方法 21

四、外压圆筒壁厚表 26

五、外压容器的试压 26

六、加强圈设计 28

第四节 封头设计 32

一、凸形封头 32

二、圆锥形封头 37

三、平板封头 45

四、封头设计小结 48

第五节 法兰联接 48

一、法兰联接的工作情况 49

二、法兰的结构与种类 50

三、法兰密封面的型式及其所用垫片 51

四、法兰标准 52

一、卧式容器的支座 58

第六节 容器的支座 58

二、立式容器的支座 62

第七节 容器的开孔与附件 65

一、容器的开孔与补强 65

二、容器的接口管与凸缘 68

三、人孔、手孔与视镜 70

第八节 容器设计举例 71

复习题 75

一、列管式换热器结构及主要零部件介绍 76

二、列管式换热器分类 76

第一节 概述 76

第二十三章 列管式换热器的机械设计 76

三、列管式换热器标准简介 77

四、列管式换热器机械设计内容 79

第二节 管子及其与管板的连接 79

一、管子 79

二、管子在管板上的固定 80

一、管子在管板上的排列形式 83

第三节 管板结构 83

二、管间距 84

三、管板尺寸的确定 85

四、管程的分程及管板与隔板的连接 95

五、管板与壳体的连接结构 97

第四节 折流板、支承板、旁路挡板、拦液板的作用及结构 98

一、折流板 98

二、支承板 102

三、旁路挡板 102

四、拦液板 102

第五节 温差应力 103

一、换热器中的温差应力 103

二、温差应力的补偿 105

三、膨胀节的结构型式、基本参数及计算 107

四、管子拉脱力的计算 112

一、管箱 114

第六节 管箱与壳程接管 114

二、壳程接管 115

第七节 列管式换热器的机械设计举例 116

第二十四章 塔设备的机械设计 121

第一节 塔体和裙座的机械设计 121

一、塔体壁厚计算 121

二、裙座设计 129

三、塔体与裙座设计举例 137

第二节 板式塔结构设计 149

一、概述 149

二、整块式塔盘结构 151

三、分块式塔盘结构 154

四、接管结构 162

五、除沫装置 164

第三节 填料塔结构设计 167

一、概述 167

二、液体分布装置 168

三、栅板结构 171

四、接管结构 174

第二十五章 反应釜的机械设计 175

第一节 概述 175

一、反应釜的总体结构 175

二、反应釜机械设计的依据 177

三、反应釜机械设计的内容和步骤 177

第二节 反应釜釜体的设计 178

一、概述 178

二、筒体的直径及高度 178

三、夹套的直径及高度 179

四、壁厚的确定 180

五、蛇管的布置 181

六、工艺接管口 184

七、反应釜釜体设计举例 185

第三节 反应釜的搅拌装置 188

一、搅拌器的型式、特点及安装方式 188

二、搅拌轴系 196

三、搅拌附件——挡板和导流筒 202

第四节 反应釜的传动装置 204

一、概述 204

二、电动机的选用 204

三、减速机的选用 206

四、传动装置的机座 209

五、底座设计 212

第五节 反应釜的轴封装置 213

一、概述 213

二、填料箱密封 213

三、机械密封 218

四、机械密封与填料箱密封的比较 228

附录 229

附录一 筒体和封头数据 229

附表1-1 钢制筒体的容积、面积及重量 229

附表1-2 以内径为公称直径的椭圆形封头的尺寸、内表面积和容积 230

附表1-3 以内径为公称直径的碳素钢、普通低合金钢、复合钢板制椭圆形封头的重量 232

一、容器技术要求 233

(一)碳素钢及普通低合金钢焊制容器技术要求 233

附录二 化工设备图面技术要求 233

(二)不锈耐酸钢焊制容器技术要求 235

二、换热器技术要求 236

(一)列管式换热器装配图技术要求 236

(三)折流板、支承板技术要求 237

三、塔设备技术要求 237

(二)管板技术要求 237

(一)板式塔装配图技术要求 238

(二)填料塔装配图技术要求 238

四、带有搅拌器的反应釜技术要求 238

(一)反应釜装配图技术要求 238

(二)搅拌轴技术要求 239

(三)搅拌器技术要求 239

(四)填料箱技术要求 240

(五)机械密封技术要求 240