化工容器攪拌反應釜設計說明書

課程設計攪拌反應釜設計姓名:學號: 專業(yè): 學院: 指導老師: 年 月 日 目錄一 設計內(nèi)容概述1. 1 設計要求1. 2 設計步驟1. 3 設計參數(shù)二 罐體和夾套的結構設計2. 1 幾何尺寸2. 2 厚度計算2. 3 最小壁厚2. 4 應力校核三 傳動部分的部件選取 3.1 攪拌器的設計 3.2 電機選取 3.3 減速器選取 3.4 傳動軸設計 3.5 支撐與密封設計 四 參考文獻 一 設計內(nèi)容概述（一）設計要求： 壓力容器的基本要求是安全性和經(jīng)濟性的統(tǒng)一。安全是前提，經(jīng)濟是目標，在充分保證安全的前提下，盡可能做到經(jīng)濟。經(jīng)濟性包括材料的節(jié)約，經(jīng)濟的制造過程，經(jīng)濟的安裝維修。攪拌容器常被稱為攪拌釜，當作反應器用時，稱為攪拌釜式反應器，簡稱反應釜。反應釜廣泛應用于合成塑料、合成纖維、合成橡膠、農(nóng)藥、化肥等行業(yè)。反應釜由攪拌器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置及支座、人孔、工藝接管等附件組成。壓力容器的設計，包括設計圖樣，技術條件，強度計算書，必要時還要包括設計或安裝、使用說明書。若按分析設計標準設計，還應提供應力分析報告。強度計算書的內(nèi)容至少應包括：設計條件，所用規(guī)范和標準、材料、腐蝕裕度、計算厚度、名義厚度、計算應力等。設計圖樣包括總圖和零部件圖。設計條件，應根據(jù)設計任務提供的原始數(shù)據(jù)和工藝要求進行設計，即首先滿足工藝設計條件。設計條件常用設計條件圖表示，主要包括簡圖，設計要求，接管表等內(nèi)容。簡圖示意性地畫出了容器的主體，主要內(nèi)件的形狀，部分結構尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表達的內(nèi)容。 （二）設計步驟：1.進行罐體和夾套設計計算；2.攪拌器設計； 3.傳動系統(tǒng)設計； 4.選擇軸封； 5.選擇支座形式并計算； 6.手孔校核計算；7.選擇接管，管法蘭，設備法蘭。設計參數(shù)及要求容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力，MPa0.180.25設計壓力，MPa0.20.3工作溫度，100130設計溫度，120150介質染料及有機溶劑冷卻水或蒸汽全容積, 1.0操作容積, 0.80傳熱面積, 3腐蝕情況微弱推薦材料Q235-A 接 管 表符號公稱尺寸 DN連接面形式用途A25蒸汽入口B25加料口C80視鏡D65溫度計管口E25壓縮空氣入口F40放料口G25冷凝水出口H100手孔 （三）設計參數(shù)：設計一臺夾套傳熱式配料罐 二、罐體和夾套的結構設計(一) 幾何尺寸 1-1全容積 V=1.0m3 1-2 操作容積V1=0.80 m3 1-3 傳熱面積 F=3m2 1-4 釜體形式：圓筒形 1-5 封頭形式：橢圓形 1-6 長徑比 i= H1/ D1=1.6 1-7 初算筒體內(nèi)徑 帶入計算得：0.9267m 1-8 圓整筒體內(nèi)徑 =1000mm 1-9 1米高的容積 按附表D-1選取 =0.785 m3 1-10 釜體封頭容積 按附表D-2選取 =0.1505 m3 1-11 釜體高度=(V-)/ =1.08m 1-12圓整釜體高度=1100mm 1-13 實際容積V=*+=0.636*1.4+0.1113=1.014 1-14 夾套筒體內(nèi)徑 按表4-3選取得：=+100=1100mm 1-15 裝料系數(shù)=/V=0.8 1-16操作容積=0.8 1-17 夾套筒體高度(V-)/=0.827 1-18 圓整夾套筒體高度=900mm 1-19 罐體封頭內(nèi)表面積 按附表D-2選取 F1封=1.1625 1-20 一米高筒體內(nèi)表面積 按附表D-1選取 F1m=3.141-21 實總傳熱面積 按式4-5校核 F=F1m*H2+F1封=3.14*0.9+1.1625=3.6253。（二）厚度計算（按內(nèi)壓進行強度計算） 2-1設備材料 Q235-A 2-2設計壓力（罐體內(nèi)）P1=0.2MPa 2-3設計壓力（夾套內(nèi)） P2=0.3MPa 2-4設計溫度（罐體內(nèi)）t1=120 2-5設計溫度（夾套內(nèi)）t2=150 2-5液柱靜壓力P1H= 10-6gh=0.014MPa 2-6計算壓力 P1C=P1=0.214MPa 2-7液柱靜壓力 P2H=0MPa 2-8計算壓力P2C= P2=0.3 MPa 2-9罐體及夾套焊接系數(shù) 采用雙面焊，局部無損探傷 =0.85 2-10設計溫度下材料許用應力t=113Mpa 2-11罐體筒體計算厚度=1.12mm，按最小壁厚原則取為3mm 2-12夾套筒體計算厚度=1.72mm，按最小壁厚原則取為3mm 2-13罐體封頭計算厚度，按最小壁厚原則取為3mm 2-14夾頭封頭計算厚度，按最小壁厚原則取為3mm 2-15取最小厚度 min=3mm作為計算厚度 ，mm 2-16取鋼板厚度負偏差 C1=0.6mm 2-17腐蝕裕度C2=2.0mm 2-18厚度附加量 C=C1+C2=2. 6mm 2-19罐體筒體設計厚度 1c= +C2=3+2.6=6mm 2-20夾套筒體設計厚度 2C= +C2=3+2.6=6mm 2-21罐體封頭設計厚度 1C= +C2=3+2.6=6mm 2-22夾套封頭設計厚度 2C= +C2=3+2.6=6mm 2-23罐體筒體名義厚度 1n=6mm 2-24夾套筒體名義厚度 2n=6mm 2-25罐體封頭名義厚度 1n=6mm 2-26夾套封頭名義厚度 2n=6mm （三）最小壁厚（按外壓校核厚度） 3-1罐體筒體名義厚度 1n=6mm (假設) 3-2厚度附加量 C=C1+C2=0.6+2.0=2.6mm 3-3罐體筒體有效厚度1e =1n -C=3.4mm 3-4罐體筒體外徑D1O =+21n=1000+2*6=1012mm 3-5筒體計算長度L=H2+1/3h1+h2=900+1/3*275 =992mm 3-6系數(shù)L/D1O=1012/992=1.021 3-7系數(shù)D1O/1e=992/3.4=292 3-8系數(shù) 查參考文獻1 圖11-5 得： A=0.0003 3-9系數(shù) 查參考文獻1 圖無法查出B，因此需按照其他公式計算 3-10需用外壓力P=0.28Mpa0.3Mpa 所以穩(wěn)定。 3-21筒體罐體名義厚度1n =8(確定) 3-22筒體封頭名義厚度1n =8(假設) 3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm 3-24罐體封頭有效厚度1e= 1n-C=8-2.8=5.2mm 3-25罐體封頭外徑D1O= D1+2*1n=1000+2*16=1012mm 3-26標準橢圓封頭當量球殼外半徑R1O=0.9 *D1O=0.9*992=892.8mm 3-27系數(shù)A= =0.0006 3-28系數(shù) 查參考文獻1 圖 11-8 得：B=101 3-29許用外壓力=0.43MPa0.3MPa 3-30罐體封頭名義厚度1n=8mm(確定) （四）水壓試驗校核 4-1罐體試驗壓力P1T=1.25P1=1.25*0.2=0.56MPa 4-2夾套水壓試驗壓力P1T=1.25P2=1.25*0.3=0.78Mpa 4-3材料屈服點應力s=235MPa 4-4 0.9 =0.9*0.85*235=179.8MPa 4-5罐體圓筒應力=82.6179.8MPa 4-6夾套內(nèi)壓試驗應力=126.6179.8MPa 三 傳動部分的部件選取 3.1 攪拌器的設計 在本課程設計中，選擇推進式攪拌器，它類似風扇扇葉結構。推進式攪拌器 直徑Dj=0.33D1，即為300mm,轉速為200r/min。故所選的推進式攪拌器的主要尺寸 為Dj=300mm,D=40mm,d1=80mm,Do=M12,H=65。 3.2 電機選取 根據(jù)功率選取Y132M2-6型電動機，P=5.5KW，n=960r/min。 3.3 減速器選取 根據(jù)反應釜的特點選取P系列帶傳動減速機，單級。 3.4 攪拌軸校核 3.4.1 軸功率 P=5.5KW85.3%=4.69KW; 3.4.2 軸轉數(shù) n=200r/min; 3.4.3 軸材料 45鋼； 3.4.4 軸所傳遞轉矩 3.4.5 材料許用扭轉切應力=35N/mm2 ； 3.4.6 軸的扭轉強度校核公式：, 3.4.7 3.4.7 軸的臨界轉速公式：r/min= r/min 取 r/min 3.4.7 攪拌器轉速為=200 r/min 3.5 支撐與密封設計 反應釜是立式安裝，故采用耳式支座，并選擇B型筋板。選擇的耳式支座支座號為3，允許載荷30KN，高度200mm，地腳螺栓30-M24。反應釜攪拌軸處的密封，屬于