过程装备及控制技术
2、内容和进行方式
以指定课题和自选课题相结合的方式,鼓励学生自己选择课题。
指定课题为液氨储罐设计和搅拌反应釜设计。要求每个学生独立完成以下工作:
设计计算说明书一份,设计总装图一张(一律用Autocad绘制)
毕业设计强调以学生为主,老师指导为辅。在设计过程中,提倡独立思考、深入钻研的学习精神和严肃认真,一丝不苟、有错必改、精益求精的工作态度。反对不求甚解、照搬照抄、敷衍塞责、容忍错误的做法。
搅拌反应釜大多是间歇操作,将一定数量的几种反应物料投入釜内,反应完成后卸料,完成一个操作循环。反应过程中还常需加热或冷却,操作温度是在不断变化的,随着反应的进行,操作压力也在不断改变。而且参加反应的各种物料对钢材的腐蚀作用是各不相同的,有的物料对钢材有很强的腐蚀作用,这就应该按照化学生产工艺的要求选择釜体材料,一般在设计任务书上都有推荐的适用钢材。
选择化工容器的材料也是设计中的一个重要问题,应该综合考虑容器的操作条件和钢材的性能、价格等。
氨对钢材的腐蚀作用很轻,但是,置于室外的液氨贮罐,它的操作温度就是当地的大气温度,它的操作压力就是操作温度对应的饱和蒸汽压。随着气温的变化,液氨贮罐的操作温度和压力也将随之变化,制造贮罐的钢材应能承受这种变化。在我国北方严寒地区,冬季最低气温可达-40℃,这对普通碳钢低温脆性(冲击韧性严重下降),就应选用低温设备用钢(如09MnVDR)。
在设计工作中,选择容器的型式是极为重要的。储罐的形状有圆柱形或球形;圆柱形储罐两端的封头有椭圆形、球面形、锥形和平盖等反应釜的传热面是夹套或蛇管,它们的设计方法不同。在分析评价各种容器型式的结构特点和应用场合后,一般都是按照设计任务书指定的容器型式进行设计。
液氨贮罐通常由卧式圆柱形筒体和两端椭圆形端盖组成,按照化学工艺的要求设置进料口、出料口、排污口、压力表、安全阀和液面计等,为了检修方便开设人孔,并用鞍式支座支承于混凝土基地上。
总体设计:选择容器的型式和材料。
设计计算:主要零部件的设计计算;选择并核算容器附件等。
绘制装配图:要求一律用Autocad绘制容器总装图一张。
整理和编写计算说明书:内容一般为目录、设计任务书、正文部分、参考资料四大部分组成。
设计总结和答辩:由学生对设计成果作简要介绍,并就设计思想、参数和结构的选择等作必要的说明,最后总结设计的优缺点和收获。老师针对学生考虑不细的地方提问,目的是使学生通过设计获得比较全面的化工容器设计知识和完成比较系统的设计技能训练。
化工容器的设计一般包括工艺设计和机械设计两部分。工艺设计是根据生产任务提供的工艺条件(物料性能、操作压力和温度、产量等),选择容器的型式和材料,确定容器的主要尺寸(如直径、长度或高度)等机械设计是在工艺设计的基础上,进行强度(或稳定)计算等,确定容器的壁厚,选择并核算容器的附件(法兰、人孔、支座和各种工艺接管等),考虑容器的(焊接)加工要求确定各部分结构,最后绘制化工容器的装配图和各零部件的工作图。
三、毕业设计中应正确对待的几个问题
1、参考已有资料与创新的关系
鼓励学生要善于查找、掌握和使用各种资料。熟悉和利用已有资料,即可减少重复工作,加快设计进度,也是引导学生继承和发展前人积累的经验和成果的一次很好的锻炼。但是,要防止学生盲目抄袭已有资料,要鼓励学生具体问题具体分析,大胆创新。
2、正确使用标准和规范
第一章 概述
一、毕业设计的目的、内容和进行方式
1、目的
毕业设计是本专业学生一次全面的设计综合训练,是校内课程的最后一个重要的教学环节,其基本目的是:培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。掌握化工容器设计的一般方法和步骤,了解和掌握常用的设计过程和进行方式。;完成设计技能的基本训练,例如计算,绘图,运用设计资料、手册、标准、和规范以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。。
设计分阶段进行,每一阶段的设计经认真检查无误后,方可继续进行。
二、毕业设计的一般过程
毕业设计大体按以下几个阶段进行。
设计准备:认真研究设计任务书,明确设计要求、条件、内容和步骤;通过阅读有关化工容器资料、图纸、参观实物或模型以及进行设计实物的拆装等,以了解设计对象;复习课程有关内容,以熟悉有关的设计方法和步骤;准备好设计需要的图书、资料和用具;拟定设计计划等。第一个月内上交开题报告,经指导老师审阅确认。
设计中正确运用标准,有利于减轻设计工作量,有利于节省设计时间,有利于零件的互换性和加工工艺性,从而收到良好的经济效果。对于国家标准或部门标准都要严格遵守和执行。
第二章 课题的设计过程
一、液氨储罐设计过程
1、设计准备工作、选择容器的型式和材料
2、设计计算筒体和封头
3、选择附件并核算开孔补强
4、绘制装配图
5、编写计算说明书
6、答辩
二、搅拌反应釜设计过程
1、设计准备工作、选择容器的型式和材料
2、设计釜体和夹套
3制装配图
6、编写计算书明书
三、自选课题设计过程
自选课题在经过充分思考,老师同意的情况下,可根据课题的自身特点,拟好设计过程。
第三章
在明确设计的目的,了解设计的一般过程后,学生应该认真研究设计任务书,考资料,加深了解设计对象;复习本课程的有关内容以熟悉设计的方法和步骤;准备好设计所需的图书、资料和用具;按照规定的计划安排进行相应设计工作时间的规划。为确保按时按质量要求完成课题的设计,老师按进程审阅学生所完成设计的任务,经老师审阅无误后方可继续进行下一阶段的设计内容,完成全部设计内容才能参加答辩,评定成绩。
搅拌反应的釜体通常由立式圆拄形筒体和两端椭圆形端盖组成,为了检修方便,顶盖与筒体采用法兰连接。化学反应经常伴随热量变化,常见的传热装置是夹套和蛇管,为加速反应和强化传热,装设搅拌装置。搅拌器的类型众多,应该按照化学生产工艺的要求选择,搅拌的传动装置包括电动机、减速器和机座等,它们和搅拌轴的密封装置一起安装在顶盖上。按照化学生产工艺的要求在釜体或夹套上开设反应物料、加热或冷却介质的进、出口,检测仪表和安全装置的接管,观察反应用的视镱,检修用的人孔或手孔等,反应釜的夹套外常有保温层,并用立式容器的悬挂式支座支承于楼板或基座上。