化工設(shè)備課程設(shè)計(jì).攪拌釜式反應(yīng)器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、第 11 頁 共 15 頁 7/8/2021大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)題 目：攪拌反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間：2013.12.16至2013.12.23 攪拌釜式反應(yīng)器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容安排1. 釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：設(shè)備結(jié)構(gòu)、人孔數(shù)量及位置，儀表接管選擇、工藝接管管徑計(jì)算等。2. 設(shè)備壁厚計(jì)算及其強(qiáng)度、穩(wěn)定性校核3. 筒體和裙座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核4. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書一份5. 繪制裝配圖一張（電子版）二、設(shè)計(jì)條件工作壓力釜內(nèi)0.1mpa夾套0.3 mpa工作溫度釜內(nèi)80 夾套140 工作介質(zhì)釜內(nèi)溶液夾套水、蒸汽腐蝕情況

2、輕微攪拌型式平槳式轉(zhuǎn)速85r/min功率1.4kw設(shè)備容積v16.75m3傳熱面積7.1m2 推薦材料q235b三、設(shè)計(jì)要求1.學(xué)生要按照任務(wù)書要求，獨(dú)立完成塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)；2.根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算書、圖紙及平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)分。四、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容1.符號(hào)說明2.前言（1）設(shè)計(jì)條件；（2）設(shè)計(jì)依據(jù)；（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述。3.材料選擇（1）選擇材料的原則；（2）確定各零、部件的材質(zhì)；（3）確定焊接材料。4.繪制結(jié)構(gòu)草圖（1）按照工藝要求，繪制工藝結(jié)構(gòu)草圖；（2）確定裙座、接管、人孔、控制點(diǎn)接口及附件、內(nèi)部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示；（3）標(biāo)注形位尺寸。5.標(biāo)準(zhǔn)化零、部件選擇及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算：（

3、1）接管及法蘭選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖統(tǒng)一編制表格。內(nèi)容包括：代號(hào)，pn,dn,法蘭密封面形式，法蘭標(biāo)記，用途）。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）人孔選擇：pn,dn,標(biāo)記或代號(hào)。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（3）其它標(biāo)準(zhǔn)件選擇。6.結(jié)束語：對(duì)自己所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)與評(píng)價(jià)，經(jīng)驗(yàn)與收獲。7.主要參考資料?！驹O(shè)計(jì)要求】： 1.計(jì)算單位一律采用國(guó)際單位；2.計(jì)算過程及說明應(yīng)清楚；3.所有標(biāo)準(zhǔn)件均要寫明標(biāo)記或代號(hào)；4.設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄要有序號(hào)、內(nèi)容、頁碼；5.設(shè)計(jì)計(jì)算書中與裝配圖中的數(shù)據(jù)一致。如果裝配圖中有修改，在說明書中要注明變更；6.設(shè)計(jì)計(jì)算書要有封面和封底，均采用a4紙，正文用小四號(hào)宋體，行間距1.25倍，橫向裝訂成冊(cè)。目錄攪拌釜式反應(yīng)

4、器設(shè)計(jì)條件11 確定筒體的直徑和高度22. 確定夾套的直徑和高度23. 確定夾套的材料和壁厚34. 確定內(nèi)筒的材料和壁厚35. 水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核46. 選擇釜體法蘭57. 選擇攪拌器、攪拌軸和聯(lián)軸器68. 選擇攪拌傳動(dòng)裝置和密封裝置79. 校核l1/ b和l1/d710. 容器支座的選用計(jì)算811. 選用手孔、視鏡、溫度計(jì)和工藝接管912 參考資料1013 設(shè)計(jì)感想1011攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件 工藝條件圖工藝條件 工作壓力釜內(nèi)0.1mpa夾套0.3 mpa工作溫度釜內(nèi)80夾套140工作介質(zhì)釜內(nèi)溶液夾套水、蒸汽腐蝕情況輕微攪拌型式平槳式轉(zhuǎn)速85r/min功率1.4kw設(shè)備容積v16.75m

5、3傳熱面積25.28m2推薦材料q235b編號(hào)名稱dna進(jìn)蒸汽25b壓力表25c手孔250d溫度計(jì)40e進(jìn)物料25f安全閥40g出料40h排凝液25i視鏡80備注夾套加熱蒸汽系統(tǒng)裝上安全閥，釜外保溫，反應(yīng)釜安裝在樓板上。管 口1 確定筒體的直徑和高度根據(jù)反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于液液相類型h/di=11.3，選取h/di=1.3 得，由di= 2.54m；圓整（間隔100mm）到標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑系列，選取筒體直徑di2600mm。查標(biāo)準(zhǔn)封頭參數(shù)資料得dn2600mm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭高度h1=690mm，直邊高度h2=40mm，內(nèi)表面積fn=7.65m2，容積vh=2.513m3。計(jì)算得每米高圓筒的體積

6、v11/4*2.62=5.309m3 h=2.682m筒體高度圓整為h2600m于是h/d=2600/2600=1 核查結(jié)果符合原定范圍內(nèi)。2. 確定夾套的直徑和高度夾套的內(nèi)徑 dj=di+200=2800mm （符合壓力容器公稱直徑系列要求） hj=2.208m 選取夾套hj=2200mm則h0=hhj=2600-2200=400mm 這樣便于筒體法蘭螺栓的裝拆驗(yàn)算夾套傳熱面積fl1hj+fn=*di*2.2+7.65=25.28m27.1m2 即夾套傳熱面積符合設(shè)計(jì)要求3. 確定夾套的材料和壁厚 夾套選取q235a的材質(zhì)，可以知道板厚在4.516mm，設(shè)計(jì)溫度在150時(shí)q235a的許用應(yīng)力

7、t=113mpa，因?yàn)橛袏A套有安全閥，所以p1.1pw 那么p0.33mpa，因?yàn)閮?nèi)部夾套無法探傷，故取0.60 根據(jù)夾套的鋼板厚度負(fù)偏差c1=0.25mm,單面腐蝕取腐蝕余量c2=1.0mm。 夾套的壁厚計(jì)算如下:td =+c=+1.6=8.431mm標(biāo)準(zhǔn)橢圓形夾套封頭的壁厚為:t=+c=8.422mm圓整至鋼板規(guī)定尺寸，并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn),選取夾套的筒體和封頭壁厚均為10mm。4. 確定內(nèi)筒的材料和壁厚依題意可初選筒體厚度11mm,并取c1=0.8mm c2=2mm 筒體有效壁厚 te=11-2.8=8.2mm =2600+2*11=1422 lhj+h2+=2200+40+690/32470

8、l/d0=2470/2622=0.942 由和l/d0可查表得a2.7，再查b38mpa p= mpa 0.1 mpa因?yàn)橛?jì)算的p p且比較接近所以選筒體厚度11mm若選取筒體下封頭壁厚14mm 并取c1=0.8mm c2=2mm則， te=14-2.811.2mm標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的外壓計(jì)算當(dāng)量球面半徑:ri=kdi=0.92600=2340mma=5.96查得b80mpa許用外壓力 p=mpap=0.33mpa取筒體下封頭壁厚14mm, 符合設(shè)計(jì)要求為了制造方便，所以上封頭和下封頭的厚度也設(shè)計(jì)為14mm。5. 水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核 內(nèi)筒水壓試驗(yàn)壓力pt=0.1*1.1+0.1=0.21mpa

9、pt=1.25p=0.13mpa取二者最大值pt=0.21mpa夾套水壓試驗(yàn)壓力pt0.3*1.1+0.10.43mpa，pt=1.25p=0.4125mpa 取夾套水壓試驗(yàn) ptj=0.43mpa內(nèi)筒水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力：夾套水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力由于q235a在常溫時(shí)235mpa0.9211.5mpa水壓試驗(yàn)時(shí)內(nèi)筒夾套都小于.,故水壓試驗(yàn)安全。筒體許用壓力0.21mpa,夾套水壓試驗(yàn)時(shí)故夾套在進(jìn)行水壓時(shí)筒體內(nèi)需要充壓才能保持筒體穩(wěn)定。6. 選擇釜體法蘭根據(jù)dn=2600mm，p=0.3mpa 由于pn不會(huì)超過0.6mpa，可以選用甲型平焊法蘭。確定為rf型、甲型平焊法蘭。其尺寸為d=2760 d

10、1=2715 d2=2676 d3=2656 d4=2653 墊片材料為石棉橡膠板，選用墊片為2655*2655*3 ，jb/t4704-20007. 選擇攪拌器、攪拌軸和聯(lián)軸器 根據(jù)工藝條件要求，查閱槳式攪拌器（hg/t2501.41991）選取攪拌器外徑1000mm，攪拌軸直徑d100mm的平槳式攪拌器，標(biāo)記為：攪拌器1000100 hg/t2501.41991 選擇攪拌軸材料為45鋼，鋼的許用扭應(yīng)力為=3040mpa，計(jì)算系數(shù)a118107,則攪拌軸的直徑為 d=a(118107)(42.638.6)mm表311 幾種常用軸材料的及a值軸的材料q2,35,2035,1cr18ni9ti4

11、540cr,35simn,40mnb,38simnmo,3cr13/mpa1220203030404052a16013513511811810710798考慮到鍵槽可能對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱和物料對(duì)軸的腐蝕，并可以取攪拌軸的d50mm。查閱標(biāo)準(zhǔn)攪拌傳動(dòng)裝置聯(lián)軸器，（hg215701995）中夾殼式聯(lián)軸器形式、尺寸、技術(shù)要求、選用立式夾殼聯(lián)軸器。公稱直徑50mm的聯(lián)軸器的最大扭矩515 nm。驗(yàn)算聯(lián)軸器的扭矩，查表312，選取工作情況系數(shù)k1.5，聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩為：nm 表312 工作情況系數(shù)k原動(dòng)機(jī)工 作 機(jī)扭矩變化很小的機(jī)械扭矩變化很小的機(jī)械扭矩變化中等的機(jī)械扭矩變化和沖擊載荷中等的機(jī)械扭矩變化

12、和沖擊載荷很大的機(jī)械電動(dòng)機(jī)1.31.51.71.92.3夾殼聯(lián)軸器的標(biāo)記為：聯(lián)軸器dn50 hg2157019958. 選擇攪拌傳動(dòng)裝置和密封裝置根據(jù)設(shè)計(jì)條件，查閱標(biāo)準(zhǔn)攪拌傳動(dòng)裝置傳動(dòng)軸、減速器型號(hào)及技術(shù)參數(shù)、（hg215681995）及其附錄單級(jí)立式擺線鐘輪減速器，按照攪拌功率和轉(zhuǎn)速選擇擺線針齒行星減速機(jī)bld1.5229q。查閱標(biāo)準(zhǔn)y系列三相異步電動(dòng)機(jī)、（hbt103912002），選電機(jī)y90l4,額定功率：1.5kw，轉(zhuǎn)速1400r/min，根據(jù)表313查得擺線針齒行星減速機(jī)傳動(dòng)效率為0.95，減速機(jī)輸出功率為1.50.951.425kw，符合攪拌要求。參考標(biāo)準(zhǔn)單支點(diǎn)機(jī)架、hg2156

13、61995，根據(jù)所選減速機(jī)設(shè)計(jì)減速機(jī)機(jī)架。根據(jù)操作條件選用帶襯套及冷卻水套鑄填料箱，查閱攪拌傳動(dòng)裝置碳鋼填料箱、（hg215371992）公稱軸徑dn50的填料箱，標(biāo)記為：填料箱 pn0.6 dn50 hg/t21537.719929. 校核l1/ b和l1/d槳式攪拌器安裝一層，根據(jù)安裝要求和考慮帶襯套填料箱有支承作用，得l1 2100mm，參考單支點(diǎn)機(jī)架、（hg21561995），機(jī)座jb50尺寸，可得b565mm。4 50 均符合要求。10. 容器支座的選用計(jì)算 反應(yīng)釜因需外另保溫，故選用b型懸掛式支座。反應(yīng)釜的總質(zhì)量包括物料（或水壓試驗(yàn)的水）w1,釜體和夾套的質(zhì)量w2,電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、

14、攪拌裝置、法蘭、保溫層等附件w3。當(dāng)釜內(nèi)、夾套內(nèi)充滿水時(shí)的質(zhì)量比物料重，由此 20800kg釜體和夾套的質(zhì)量可以查手冊(cè)或自行計(jì)算，由此w24182.6+2782.2+2082+1382254kg電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)總質(zhì)量約100kg,攪拌裝置質(zhì)量約40kg，筒體法蘭77.7 kg，保溫層約100 kg,手孔及其它拉管附件質(zhì)量約50kg，由此w3100+40+77.7+100+50367.7 kg反應(yīng)釜總質(zhì)量ww1+w2+w320800+2254+367.723420.7kg即總重力約為234kn反應(yīng)釜安裝4個(gè)支座，但按3個(gè)支座承受計(jì)算，查閱標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（jb/t472592），可以選用承載能力為10

15、0kn的支座b2 jb/t47251992 材料為q235b11. 選用手孔、視鏡、溫度計(jì)和工藝接管根據(jù)板式平焊法蘭手孔（hg215292005）,選用手孔形式為a式，pn0.6 mpa dn250mm .手孔rf dn250 pn0.6 hg215292005加熱蒸汽進(jìn)口管a采用32無縫鋼管,配法蘭pn0.6 dn25 hg205931997 冷凝液出口管h 和壓力表接管b都選用32無縫鋼管，配法蘭pn0.6 dn25 hg205931997 加強(qiáng)套管溫度計(jì)d的管口選用45進(jìn)料管口e采用32無縫鋼管，配法蘭pn0.6 dn25 hg205931997 安全閥接管f采用32無縫鋼管，配法蘭pn

16、0.6 dn40 hg205931997出料管口g采用453.5無縫鋼管（詳細(xì)見p54）配法蘭pn0.6 dn40 hg205931997 由標(biāo)準(zhǔn)壓力容器視鏡i選用碳素鋼帶頸視鏡894.5 dn80 hgj50286512 參考資料化學(xué)工程師技術(shù)全書 鄺生魯 化學(xué)工業(yè)出版社化工壓力容器設(shè)計(jì)方法、問題和要點(diǎn)王非 化學(xué)工業(yè)出版社化工工程制圖 魏崇光 鄭曉梅 化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 董大勤 化學(xué)工業(yè)出版社壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè) 董大勤 袁鳳隱 化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) 匡國(guó)柱 史啟才 化學(xué)工業(yè)出版社化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 賀匡國(guó) 化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) 朱有庭 曲文海 于浦義 化學(xué)工業(yè)出版社過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì) 潘紅良等 華東理工大學(xué)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 刁玉瑋等 大連理工大學(xué)出版社13 設(shè)計(jì)感想 這個(gè)課設(shè)很坑，坑很多，以至于做到后面我已經(jīng)無從下手了。資料翻了很多，網(wǎng)上也找了很多，甚至于這個(gè)原版的我都翻出來了，但是我還是無力的去算下去。在做這個(gè)的時(shí)候一頓在想自己是不是化工的學(xué)生，怎么做起設(shè)計(jì)來這么憋手蹩腳的。算到后面我真的感覺我是個(gè)農(nóng)民了，這些都是科學(xué)家做的事情，小生徹底的折服在這塊石頭上了。盡管我們幾個(gè)人多方討論，驗(yàn)證，但在基礎(chǔ)缺乏的情況下還是得不出什么玩意出來，各種模