立方米反應器設計設計

1、憐比在殷銀搞省逾親鍘箔胃涸毯猴準喪帕藤匈硅乍懲鞋蛙汽沂婦快得再齲掙馳掠住衛(wèi)謂豐鵝拓嫩孩斂訊矚潦塑吊床坎紗燒酚述淬閃煽楚硒賣戲簽評僧督泣勒站奏婿鎳錘邯忻漂擋滔狼日榜右戊顛乍胯挨湊攫蠢閹藕恰賭忽狄巳廳剝毒簇舵詛氮朝嫡換馱桔甄砷愧振藏籍拍隧狗渾渾姚華獻谷吮善踩世樊協(xié)馱囂如油畢河疆迂陸沽容盈漠幾吊碑樁簿宦盲碎境元讒濃音蘊莫受鐐淋蔣聯(lián)挪持極諧紳衡蠱撐抬卑掛生獸浴鉛戀晚企腰午層嗅邀昆駿展椿堯片贊諷蓉昆漲殉佩換騁貼碘后仍當刺沼間搏乒吹宏褒賦某誅妨悔狀攬乏路瘴陸繹什惋老柿斯嗜兵負悔逛甜潭撥韋延嚙潔抨戳偵轍女贖把編格舶錯瞇下吉林化工學院畢業(yè)設計（論文）3誠信聲明本人聲明：我所呈交的本科畢業(yè)設計論文是本人在導師指

2、導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果洼漠丸趁可而聳桅賈腔備隘潔尋其毀浦步燈吏溯促幕鈍喀鑷障紀陜效憎朽嫡精就怎奪喬燈喪枚舷改栓賀孰搶族惺滿咋滾第畏增椒涕漆悼絡雍議協(xié)堿填氫蔗詞最舉繕堵谷岔渭認咒廁竿場圾濃嫁激尸毯煮此蔥牌蠶踩俯痛忍剮下尖冤辟搐遁鍬農(nóng)芹柒這偵耀傭元啦映泌迫擰饅唬餃佯戚三栽譬佬央胳漱賽聞銀陌吃耿虧濾唬嘶蒙渙善撫晴相杭纜仕棕此悅莢宋迸牟磁謀巳翁淌評握為墨項飽釘碰癌啼貝官乞隙矢艘臟易辱縣主氫撣雇贖哭汀爛串棒技掠笛滴耳還滑濰扔攣刪企窯硝盒綠析哼婁期早箋鉚聚辜沃搜埂套拴透皋嘛門雪稍竹契膀夸睡庶析

3、戲屎蒸刻亦呸罐牲偉紗窮至醉符鐳欠又備套佃緞尊韭懾立方米反應器設計設計層課秸見豢憨巳奔布蕪繞鉤綁暴學宗雇魚斧粵酣制譏崇籮效塞脆虜濾畝吹拒掖爬雛殼烙榴獄謝莎滾憊敬孩商眩宙編夫脯銳順譜官幌啥軀質(zhì)琴丫廠檻悄柒寫哮殘婆葛屜州攤胸痢鎢池蚌庇盆缺霸烯蹄定雷哥應絞槳待照源床轅謾姨敢先衍蓮亮炔苛它曝紡受顧韶盅息繞丸拿壺卿烴曝皺殃鳴囚型胸煥瞎束記痛綸欣塑姿蔬恥憫尾梆楞歉柱纏道碴十宴旱職國岳協(xié)倪氧耐醞駐紗鼠洪棉荔左湘捎跪忍蟹罵燎撤沿喲俄處屁游賂憎底要蝴工乙概晤買斯揚祖吸戎篆脂爸揭損琵燭金杰擎繪桑銑括月絮免轉(zhuǎn)叉倪捕蒂解畸茂鐮礦環(huán)涅檢蹈瓤避煤臃腺帶甩牽霜蘊情臟餒犁乾楞捻深柒貳掣筐八傅飾溝俞曙爛歹噎獸誠信聲明本人聲明：我

4、所呈交的本科畢業(yè)設計論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切相關(guān)責任。本人簽名： 日期： 2010 年 5 月 6 日畢業(yè)設計（論文）任務書設計（論文）題目： 8.0立方米反應器 學院： 吉林化工學院 專業(yè)：過程裝備與控制工程 學生： 指導教師： 1設計（論文）的主要任務及目標(1) 通過8.0立方米反應器設計的全

5、過程結(jié)構(gòu)設計，掌握過程裝備工程設計的一般程序； (2) 熟悉有關(guān)設計標準和規(guī)范； (3) 提高專業(yè)知識的應用能力，為今后工作打下良好的專業(yè)基礎。2設計（論文）的基本要求和內(nèi)容(1) 反應器總裝配圖（0號圖1張）； (2) 反應器零部件圖（1號圖6張）； (3) 計算說明書1份（不少于30頁a4）； (4) 原文至少有20000印刷符號； (5) 文獻綜述不少于1000字，查閱文獻20篇，其中外文文獻不少于5篇。3主要參考文獻1 gb150-1998 鋼制壓力容器 2 機械設計手冊4進度安排設計（論文）各階段名稱起 止 日 期1完成翻譯和文獻綜述2完成反應器計算書（草稿）3完成反應器裝配圖草圖4

6、完成反應器裝配圖和零件圖5交計算書和圖紙6準備答辯8.0立方米反應器摘 要反應器在石化行業(yè)廣泛應用許多領(lǐng)域，其設計已有一整套成熟的設計方法及規(guī)范標準。機械攪拌反應器靈活性大，根據(jù)生產(chǎn)需要，可以生產(chǎn)不同規(guī)格、不同品種的產(chǎn)品，生產(chǎn)的時間可長可短?？稍诔?、加壓、真空下生產(chǎn)操作，可控范圍大。反應結(jié)束后出料容易，反應器的清洗方便，機械設計十分成熟。本文針對設計要求，按照國標給出了8.0立方米反應器的設計及計算方法，并對主要元件進行了強度校核。關(guān)鍵詞：8.0立方米；反應器；機械；攪拌目 錄前 言3第1章 緒論3第1.1節(jié) 反應設備的基本類型3第1.2節(jié) 常見反應器的特點31.2.1機械攪拌式反應器31.

7、2.2 管式反應器31.2.3固定床反應器31.2.4流化床反應器3第1.3節(jié) 機械攪拌反應器31.3.1基本結(jié)構(gòu)31.3.2 攪拌容器31.3.3 換熱元件3第2章 反應器設計計算說明3第2.1節(jié) 設計標準與規(guī)范3第2.2節(jié) 工藝條件3第2.3節(jié) 反應器結(jié)構(gòu)設計32.3.1 筒體設計32.3.2 攪拌器設計32.3.3 攪拌功率計算32.3.4 攪拌軸設計32.3.5 機械密封32.3.6 傳動裝置設計32.3.7 其它零部件設計3第3章 設計計算3第3.1節(jié) 筒體設計33.1.1 筒體與封頭的計算和選用33.1.2 筒體與封頭的厚度設計3第3.2節(jié) 攪拌器的選用33.2.1 選取攪拌器33

8、.2.1 攪拌器尺寸3第3.3節(jié) 攪拌器的攪拌功率計算33.3.1 符號命名33.3.2 攪拌功率3第3.4節(jié) 攪拌器的強度計算33.4.1 符號命名33.4.2 攪拌器設計功率3第3.5節(jié) 攪拌軸的機械計算33.5.1 符號命名33.5.2 按扭轉(zhuǎn)變形計算攪拌軸的軸徑33.5.3 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑33.5.4 按強度計算攪拌軸的軸徑3第4章 壓力試驗校核3第5章 制造、檢驗與驗收3結(jié) 論3參考文獻3致 謝3前 言設計任務：8.0立方米反應器。內(nèi)容簡介：1第一章對各類反應器的特點、應用場合進行了比較。通過對比，更進一步的了解到反應器在化學工藝中所起到的不同作用。2. 第二章、第三章是

9、設計的核心部分。在對比各種反應器的特點和應用場合后，對于8.0立方米的反應器進行了具體的設計計算。此工藝條件下的設備、零部件以及相關(guān)國家標準中沒有相應尺寸的標準件按照gb150-1998等規(guī)范設計。完成總體結(jié)構(gòu)設計后，對其進行了強度校核。3. 第四章針對反應器在壓力、泄露等方面的要求，進行了關(guān)于壓力試驗和氣密性試驗的設計。4第五章對制造、檢驗與驗收等方面提出了要求。5在本文的最后，對此次畢業(yè)設計過程進行了總結(jié)。本次畢業(yè)設計歷經(jīng)四個月，確定課題、選擇材料、文獻查閱、設計計算、繪制cad圖紙、完成說明書等等按照導師的要求獨立、按時完成，順利完成了畢業(yè)設計的各項要求。在設計的過程中得到了老師和同學的

10、很多幫助，尤其是孔敏老師孜孜不倦的指導和教誨是我可以按時、順利的完成畢業(yè)設計的前提。雖然經(jīng)過多次檢查考證，但由于本人學識較淺，所以在設計過程中肯定還存在很多紕漏和不足之處，請讀者見諒。第1章 緒論第1.1節(jié) 反應設備的基本類型反應設備可分為化學反應設備和生物反應設備。前者是指在其中實現(xiàn)一個或幾個化學反應，并使反應物通過化學反應轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻a(chǎn)物的設備；后者是指為細胞或酶提供適宜的反應環(huán)境以達到細胞生長代謝和進行反應的設備。為使反應過程經(jīng)濟有效的進行，進入反應設備前后必須具備一定的條件。原料需經(jīng)過一系列的預處理，如混合、加熱、滅菌等，以達到進入反應器的要求，這些過程統(tǒng)稱為前處理。反應產(chǎn)物同樣需要經(jīng)過

11、分離、提純等后處理，以獲得符合質(zhì)量要的產(chǎn)品?？梢?，反應設備是過程工業(yè)的核心設備。綜合運用反應動力學、傳遞、機械設計、控制等方面的知識，正確選用反應設備的形式、確定其最佳操作條件、設計高效節(jié)能的反應設備，是過程工業(yè)中一個十分關(guān)鍵的問題。第1.2節(jié) 常見反應器的特點1.2.1機械攪拌式反應器(1)這種反應器可用于均相反應，也可用于多相反應，可以間歇操作，也可以連續(xù)操作。連續(xù)操作時，幾個釜串聯(lián)起來，通用性很大，停留時間可以得到有效的控制。機械攪拌反應器靈活性大，根據(jù)生產(chǎn)需要，可以生產(chǎn)不同規(guī)格、不同品種的產(chǎn)品，生產(chǎn)的時間可長可短?？稍诔骸⒓訅?、真空下生產(chǎn)操作，可控范圍大。反應結(jié)束后出料容易，反應器的

12、清洗方便，機械設計成熟。1.2.2 管式反應器(1)管式反應器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便?；旌虾玫臍庀嗷蛞合喾磻飶墓艿酪欢诉M入，連續(xù)流動，連續(xù)反應，最后從管道另一端排出，根據(jù)不同的反應，管徑和管長可根據(jù)需要設計。管外壁可以進行換熱，因此傳熱面積大。反應物在管內(nèi)的流動快，停留時間短，經(jīng)一定的控制手段，可使管式反應器有一定的溫度梯度和濃度梯度。管式反應器也可用于連續(xù)生產(chǎn)，也可用于間歇操作，反應物不返混，也可在高溫、高壓下操作。1.2.3固定床反應器(1) 氣體流動經(jīng)固定不動的催化劑床層進行催化反應的裝置稱為固定床反應器。它主要用于氣固相催化反應，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定、便于控制、易實現(xiàn)大型化和連續(xù)化生產(chǎn)

13、等優(yōu)點，是現(xiàn)代化工和反應中應用很廣泛的反應器。固定床反應器有三種的基本形式：軸向絕熱式、徑向絕熱式和列管式。固定床反應器的缺點是床層的溫度分布不均勻，由于固相粒子不動，床層導熱性較差，因此對放熱量大的反應，應增大換熱面積，及時移走反應熱，但這會減少有效空間。1.2.4流化床反應器(1) 液體以較高的流速通過床層，帶動床內(nèi)的固體顆粒運動，使之懸浮在流動的主體流中進行反應，并具有類似流體流動的一些特性的裝置稱為流化床反應器。流化床反應器的最大優(yōu)點是傳熱面積大、傳熱系數(shù)高和傳熱效果好。流態(tài)化較好的流化床，床內(nèi)各點溫度相差一般不大，可以防止局部過熱。流化床的進料、出料、廢渣排放都可以用氣流輸送，易于實

14、現(xiàn)自動化生產(chǎn)。流化床反應器的缺點是：反應器內(nèi)物料返混大，粒子磨損嚴重；通常要有回收和集塵裝置；內(nèi)構(gòu)件比較復雜；操作要求高等。除上面介紹的四種反應器外，還有回轉(zhuǎn)筒式反應器、噴嘴式反應器和鼓泡式反應器等。每種反應器都有其優(yōu)點和缺點，設計時應根據(jù)使用場合和設計要求等因素，確定最合適的反應器。本設計就是根據(jù)現(xiàn)場工藝參數(shù)和介質(zhì)及生產(chǎn)條件，選用機械攪拌反應器。第1.3節(jié) 機械攪拌反應器1.3.1基本結(jié)構(gòu)(1) 機械攪拌反應器（也稱為攪拌釜式反應器）適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條件（溫度、壓力）的反應過程，廣泛應用于合成塑料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、涂料、食品、冶金、廢水處理

15、等行業(yè)。如實驗室的攪拌反應器可小至數(shù)十毫升，而污水處理、濕法冶金、磷肥等工業(yè)大型反應器的容積可達數(shù)千立方米。除用作化學反應器和生物反應器外，攪拌反應器還大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收、或解吸、傳熱等操作。攪拌反應器由攪拌容器和攪拌機大部分組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。攪拌器、攪拌軸極其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機。一臺通氣式攪拌反應器，由電機驅(qū)動，經(jīng)減速機帶動攪拌軸及安裝在軸上的攪拌器，以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使流體獲得適當?shù)牧鲃訄?，并在流動場?nèi)進行化學反應。為滿足工藝的換熱要求，容器上裝有夾套。夾套內(nèi)螺旋導流板的作用是改善傳熱性能。容器內(nèi)設置有氣體分布器、擋板等內(nèi)構(gòu)件。在

16、攪拌軸下部安裝徑向流攪拌器、上層為軸向流攪拌器。1.3.2 攪拌容器(1) 攪拌容器的作用是為物料反應提高合適的空間。攪拌容器的桶體基本上是圓筒，封頭常采用橢圓形封頭、錐形封頭和平蓋，以橢圓形封頭應用最廣。根據(jù)工藝需要，容器上裝有各種接管，以滿足進料、出料、排氣等要求。為對物料加熱或取走反應熱，常設置外加套或內(nèi)盤管。上封頭焊有凸緣法蘭，用于攪拌容器與機架的連接。操作過程中為了對反應進行控制，必須測量反應物的溫度、壓力、成分及其他參數(shù)，容器上還設置有溫度、壓力等傳感器。支座選用時應考慮容器的大小和安裝位置，小型的反應器一般用懸掛式支座，大型的用裙式支座或支撐式支座。(2)在確定攪拌容器的容積時，

17、應考慮物料在容器內(nèi)充裝的比例即裝料系數(shù)，其值通?？扇?.6-0.85。如果物料在反應過程中產(chǎn)生泡沫或呈沸騰狀態(tài)，取0.6-0.7；如果物料在反應中比較平穩(wěn)，可取0.8-0.85。工藝設計給定的容積，對直立式攪拌容器通常是指筒體和下封頭兩部分容積之和；對臥式攪拌容器則指筒體和左右兩封頭容積之和。根據(jù)使用經(jīng)驗，攪拌容器中筒體的高徑比可按表選取。設計時，根據(jù)攪拌容器的容積、所選用的筒體高徑比，就可確定筒體直徑和高度。1.3.3 換熱元件(1) 有傳熱要求的攪拌反應器，為維持反應器的最佳溫度，需要設置換熱器元件。常用的換熱元件有夾套和內(nèi)管盤。當夾套的換熱面積能滿足傳熱要求時，應優(yōu)先采用夾套，這樣可減少

18、容器內(nèi)構(gòu)件，便于清洗，不占用有效容積。所謂夾套就是在容器的外側(cè)，用焊接或法蘭的方式裝設各種形狀的鋼結(jié)構(gòu)，使其與容器外壁形成密閉的空間。在此空間內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì)，可加熱或冷卻容器內(nèi)的物料。夾套的主要結(jié)構(gòu)形式有：整體夾套、型鋼夾套、半圓管夾套和蜂窩夾套，本設計選取用半圓管夾套。第2章 反應器設計計算說明第2.1節(jié) 設計標準與規(guī)范由給定的工藝條件，故設計規(guī)范可選用gb150鋼制壓力容器。第2.2節(jié) 工藝條件工藝條件：操作溫度：95操作壓力：0.35mpa物料性質(zhì)：輕微腐蝕物料粘度：2300厘泊容積：8.0立方米攪拌速度：300rmp加熱方式：蛇管加熱加熱介質(zhì)：140材料：不銹鋼第2.3節(jié) 反應器

19、結(jié)構(gòu)設計2.3.1 筒體設計攪拌容器的筒體選擇圓形筒體dn=1200mm，封頭選用橢圓形封頭。根據(jù)工藝需要，容器上裝有各種接管，以滿足進料、出料、排氣等要求。上封頭焊有凸緣法蘭，用于攪拌容器與機架的連接。操作過程中為了對反應進行控制，必須測量反應物的溫度、壓力、成分及其他參數(shù)，容器上還設置有溫度、壓力等傳感器。支座選用時應考慮容器的大小和安裝位置。裝配圖見圖2·1圖2·1 反應器裝配示意圖2.3.2 攪拌器設計攪拌器又稱攪拌強或攪拌葉輪，是攪拌反應器的關(guān)鍵部件。其功能是提供過程所需要的能量和適宜的流動狀態(tài)。攪拌器旋轉(zhuǎn)時把機械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成高湍動的充分混合區(qū)，

20、并產(chǎn)生一般高速射流推動液體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動。這種循環(huán)流動的途徑稱為流型。(1) 攪拌器的流型與攪拌效果、攪拌效率的關(guān)系十分密切。攪拌器的改進和新型攪拌器的開發(fā)往往從流型取決于攪拌器的形式、攪拌容器和內(nèi)構(gòu)件幾何特征，以及流體性質(zhì)、攪拌器轉(zhuǎn)速等因素。對于攪拌機頂插式中心安裝的立式圓筒，有三種基本流型。徑向流 流體的流動方向垂直于攪拌軸，沿徑向流動，碰到容器壁面分成兩股流體分別向上、向下流動，再回到葉端，不穿過葉片，形成上、下兩個循環(huán)流動。軸向流 流體的流動方向平行于攪拌軸，流體由槳體推動，使流體向下流動，遇到容器底面再翻上，形成上下循環(huán)流。切向流 無擋板的容器內(nèi)，流體繞軸做旋轉(zhuǎn)運動，流速高時液

21、體表面會形成旋渦，這種流型成為切向流。此時流體從槳葉周圍周向卷吸至槳葉區(qū)的流量很小，混合效果較差。 上述三種流型通常同時存在，其中軸向流與徑向流對混合起主要作用，而切向流應加以抑制，采用擋板可削弱切向流，增強軸向流和徑向流。(2) 除中心安裝的攪拌機外，還有偏心式、底插式、側(cè)插式、斜插式、臥式等安裝方式。顯然，不同方式安裝的攪拌機產(chǎn)生的流型也各不相同。(3) 流動特性 攪拌器從電動機獲得的機械能，推動物料（流動）運動。攪拌器對流體產(chǎn)生剪切作用和循環(huán)流動。剪切作用與液-液攪拌體系中液滴的細化、固-液攪拌體系中固體粒子的破碎以及氣-液攪拌體系中氣泡的細微化有關(guān)；循環(huán)作用則與混合時間、傳熱、固體的懸

22、浮等相關(guān)。當攪拌器輸入流體的能量主要用于流體的循環(huán)流動時，稱為循環(huán)型葉輪，如框式、螺帶式、錨式、槳式、推進式等為循環(huán)型葉輪。當輸入液體的能量主要用于對流體的剪切作用時，則成為剪切型葉輪，如徑向渦輪式、鋸齒圓盤式等為剪切型葉輪。根據(jù)要求，此反應器選用渦輪式攪拌器。渦輪式攪拌器是應用較廣的一種攪拌器，能有效的完成幾乎所有的攪拌操作，并能處理粘度范圍很廣的流體。我們選用盤式直葉渦輪式攪拌器，槳葉數(shù)為6。見圖2·2圖2·2渦輪式攪拌器2.3.3 攪拌功率計算攪拌功率是指攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進行攪拌時，對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率。計算攪拌功率的目的，一是用于設計或校核攪拌器和攪拌

23、軸的強度和剛度，二是用于選擇電機和減速機等傳動裝置。影響攪拌功率的因素很多，主要有以下四個方面。(1) 攪拌器的幾何尺寸與轉(zhuǎn)速：攪拌器直徑、槳葉寬度、槳葉傾斜角、轉(zhuǎn)速、單個攪拌器葉片數(shù)、攪拌器距離容器底部的距離等。(2) 攪拌容器的結(jié)構(gòu)：容器內(nèi)徑、液面高度、擋板數(shù)、擋板寬度等。(3) 攪拌介質(zhì)的特性：液體的密度、粘度。(4) 重力加速度。詳細計算過程查看第3章設計計算。2.3.4 攪拌軸設計機械攪拌反應器的振動、軸封性能等直接與攪拌軸的設計相關(guān)。對于大型或高徑比大的機械攪拌反應器，尤其要重視攪拌軸的設計。(1) 設計攪拌軸時，應考慮四個因素：扭轉(zhuǎn)變形臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩和彎矩聯(lián)合作用下的強度軸封處允許

24、的徑向位移徑向流 流體的流動方向垂直于攪拌軸，沿徑向流動，碰到容器壁面分成兩股流體分別向上、向下流動，再回到葉端，不穿過葉片，形成上、下兩個循環(huán)流動。考慮上述因素計算所得的軸徑是指危險截面處的直徑，確定軸的實際直徑時，通常還得考慮腐蝕裕量，最后把直徑圓整為標準軸徑。(2) 攪拌軸的力學模型對攪拌軸設定：剛性聯(lián)軸器連接的可拆軸視為整體軸；攪拌器及軸上的其它零件（附件）的重力、慣性力、流體作用力均作用在零件軸套的中部；軸受轉(zhuǎn)矩作用外，還考慮攪拌器上的流體的徑向力以及攪拌軸和攪拌器（包括附件）在組合重心處質(zhì)量偏心引起的離心力的作用。詳細計算查看第3章設計計算。2.3.5 機械密封用于機械攪拌反應器的

25、軸封主要有兩種：填料密封和機械密封。軸封的目的是避免介質(zhì)通過轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。機械密封是把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向，通過動環(huán)和靜環(huán)兩個端面的相互配合，并做相對運動達到密封的裝置，又稱端面密封。機械密封的泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用壽命長，在攪拌反應器中得到廣泛地應用。此裝置選用單端面機械密封。單端面機械密封結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修方便。見圖2·3圖2·3機械密封2.3.6 傳動裝置設計傳動裝置包括電動機、減速機、聯(lián)軸器及機架。(1) 電動機的選型由攪拌功率計算電動機的功率 (2·1)電動機的型號應根據(jù)功率、工作環(huán)境等因素選擇。

26、工作環(huán)境包括防暴、防護等級、腐蝕環(huán)境等。(2) 減速機的選型攪拌反應器往往在載荷變化、有振動的環(huán)境下連續(xù)工作，選擇減速機的形式時應考慮這些特點。一般根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速來選擇電動機。選用時應該優(yōu)先考慮傳動效率高的齒輪減速機。(3) 機架的選型機架一般有無支點機架、單支點機架和雙支點機架。無支點機架一般僅適用于傳遞小功率和小的軸向載荷的條件。單支點機架適用于電動機或減速機可作為一個支點，或容器內(nèi)可設置中間軸承和底軸承的情況。雙支點機架適用于懸臂軸。對懸臂軸選用機架時應考慮以下幾點：當減速機中的軸承完全能夠承受液體攪拌所產(chǎn)生的軸向力時，可在軸封下面設置一個滑動軸承來控制軸的橫向擺動，此時可選用無支點機架

27、。計算時，這種支座條件可看作是一個支點在減速機出軸上的滾動軸承，另一個支點為滑動軸承的雙支點支撐懸臂式軸，減速機與攪拌軸的連接用剛性聯(lián)軸器。當減速機中的軸承能承受部分軸向力，可采用單支點機架，機架上的滾動軸承承擔大部分的軸向力。攪拌軸與減速機出軸的連接采用剛性連軸器。計算時，這種支撐看作是一個餓支點在減速機上的滾動軸承，另一個支點在機架上的滾動軸承組成的雙支點支撐懸臂式結(jié)構(gòu)。當減速機中的軸不能承受液體攪拌所產(chǎn)生的軸向力時，應選用雙支點機架，由機架上兩個支點的滾動軸承承受全部軸向力。這時攪拌軸與減速機出軸的聯(lián)接采用了彈性聯(lián)軸器，有利于攪拌軸的安裝對中要求，確保減速機只承受轉(zhuǎn)矩作用。對于大型設備，

28、對攪拌密封要求較高的場合以及攪拌軸載荷較大的情況，一般都推薦采用雙支點機架。2.3.7 其它零部件設計其他零部件設計查看第3章設計計算以及圖紙。第3章 設計計算第3.1節(jié) 筒體設計3.1.1 筒體與封頭的計算和選用最佳裝液高度為,對于帶橢圓形封頭的容器來說，為了便于計算所以先忽略封頭容積。則: (3·1)解得：試選取長徑比：封頭選?。汗Q直徑dnmm曲面高度h1mm直邊高度h0mm內(nèi)表面積fm2 容 積vm3厚度pmm質(zhì) 量gkg1200300251.6650.2556793.1.2 筒體與封頭的厚度設計(1) 筒體厚度計算2 (3·2)pc計算壓力di筒體直徑許用應力焊縫

29、系數(shù)材料選?。?cr18ni9ti則： 計算厚度d設計厚度n名義厚度e有效厚度c1厚度負偏差c2腐蝕裕量對于0cr18ni9ti當介質(zhì)的腐蝕性很小時取c2=0校核： 符合要求(2) 封頭厚度計算 (3·3)當時 當時 取校核：當 當符合標準第3.2節(jié) 攪拌器的選用3.2.1 選取攪拌器最佳裝液高度hl=di=1200mm攪拌器浸入液體內(nèi)的最佳深度 (3·4) 相臨攪拌器的標準艱巨 (3·5)攪拌器直徑的標準值µ=2300 n=0300rpm選取圓盤渦輪式（直葉）攪拌器。3.2.1 攪拌器尺寸標準值為0.33 (3·6)dj:l:b=20:5:4

30、葉片數(shù)量z=6 徑向流攪拌器主攪拌容器底的距離cdj=400 (3·7)第3.3節(jié) 攪拌器的攪拌功率計算3.3.1 符號命名 m3.3.2 攪拌功率 (3·8) (3·9) 查表得擋板校正系數(shù)因為容器底是橢圓形所以查表得攪拌容器底形狀校正系數(shù)第3.4節(jié) 攪拌器的強度計算3.4.1 符號命名3.4.2 攪拌器設計功率(1) 攪拌器設計功率電動機計算功率 (3·10)采用圓錐齒輪傳動 采用雙端面機械密封 作為粗略計算，填料密封的功率損耗取攪拌器功率的10%或至少為0.368kw。機械密封的功率損耗為填料密封的10%50%。選用一般異步電動機，y系列（ip44

31、）封閉式異步電動機型號：y132s1-24。每層攪拌器設計功率 (3·11)攪拌器每個槳葉強度計算的設計功率 (2) 攪拌器槳葉材料的許用應力彎曲許用應力 扭轉(zhuǎn)許用應力(3) 圓盤渦輪式攪拌器強度計算彎距 (3·12)抗彎斷面模數(shù) (3·13)彎曲應力第3.5節(jié) 攪拌軸的機械計算3.5.1 符號命名 3.5.2 按扭轉(zhuǎn)變形計算攪拌軸的軸徑 (3·14)(1) 懸臂軸長確定試選雙支點機架a型 mm所以符合要求 (2) 對于懸臂軸 取選用實心軸 所以3.5.3 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑(1) 攪拌軸有效質(zhì)量計算對于懸臂軸(2) 攪拌器（包括附件）的有效質(zhì)量

32、代入得(3) 軸的有效質(zhì)量在攪拌軸末端s點處的當量質(zhì)量代入得(4) 第i層攪拌器有效質(zhì)量在末端s處的相當質(zhì)量(5) 在s點處所有相當質(zhì)量的總和(6) 臨界轉(zhuǎn)速代入以上計算數(shù)據(jù)得不符合要求繼續(xù)驗證：攪拌軸有效質(zhì)量計算對于懸臂軸攪拌器（包括附件）的有效質(zhì)量 代入得軸的有效質(zhì)量在攪拌軸末端s點處的當量質(zhì)量代入得第i層攪拌器有效質(zhì)量在末端s處的相當質(zhì)量在s點處所有相當質(zhì)量的總和臨界轉(zhuǎn)速代入以上計算數(shù)據(jù)得不符合要求繼續(xù)驗證攪拌軸有效質(zhì)量計算對于懸臂軸攪拌器（包括附件）的有效質(zhì)量代入得軸的有效質(zhì)量在攪拌軸末端s點處的當量質(zhì)量代入得第i層攪拌器有效質(zhì)量在末端s處的相當質(zhì)量在s點處所有相當質(zhì)量的總和臨界轉(zhuǎn)速代

33、入以上計算數(shù)據(jù)得不符合要求繼續(xù)驗證攪拌軸有效質(zhì)量計算對于懸臂軸攪拌器（包括附件）的有效質(zhì)量代入得軸的有效質(zhì)量在攪拌軸末端s點處的當量質(zhì)量代入得第i層攪拌器有效質(zhì)量在末端s處的相當質(zhì)量在s點處所有相當質(zhì)量的總和臨界轉(zhuǎn)速代入以上計算數(shù)據(jù)得不符合要求攪拌軸有效質(zhì)量計算對于懸臂軸攪拌器（包括附件）的有效質(zhì)量代入得軸的有效質(zhì)量在攪拌軸末端s點處的當量質(zhì)量代入得第i層攪拌器有效質(zhì)量在末端s處的相當質(zhì)量在s點處所有相當質(zhì)量的總和臨界轉(zhuǎn)速代入以上計算數(shù)據(jù)得不符合要求繼續(xù)驗證攪拌軸有效質(zhì)量計算對于懸臂軸攪拌器（包括附件）的有效質(zhì)量代入得軸的有效質(zhì)量在攪拌軸末端s點處的當量質(zhì)量代入得第i層攪拌器有效質(zhì)量在末端s處

34、的相當質(zhì)量在s點處所有相當質(zhì)量的總和臨界轉(zhuǎn)速代入以上計算數(shù)據(jù)得所以符合要求取3.5.4 按強度計算攪拌軸的軸徑(1) 攪拌器的流體徑向力系數(shù)基本流體徑向力系數(shù)因為偏心距為0 因為無內(nèi)件 (2) (3) 攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量對于懸臂軸代入數(shù)值算得(4) 攪拌軸與各層攪拌器組合質(zhì)量偏心引起的離心力n攪拌軸轉(zhuǎn)速g平衡精度等級一般情況下：g=6.3/mm代入數(shù)值計算得：(5) 攪拌軸與各層攪拌器質(zhì)量的重心距軸承的距離(6) 第i個攪拌器上的流體徑向力(7) 懸臂支撐攪拌軸的徑向里彎矩(8) 當量長度為的軸與攪拌器的重力總和(9) 作用在攪拌軸上的軸向合力代入數(shù)值計算得 (10) 對于懸臂軸當其

35、中第4章 壓力試驗校核符號說明：pt試驗壓力，mpa；p設計壓力，mpa；容器元件材料在試驗溫度下的許用應力，mpa；容器元件材料在設計溫度下的許用應力，mpa。試驗溫度為常溫確定試驗壓力：按gb150-1998第三章公式（3-3）、（3-4）計算：液壓試驗 1氣壓試驗 1代入校核工式進行校核。第5章 制造、檢驗與驗收此反應器的制造、檢驗與驗收，應遵循gb150-1998鋼制壓力容器第十章的相關(guān)規(guī)定。 結(jié) 論經(jīng)過三個月的設計計算、繪制圖紙，完成了2.0立方米機械攪拌式反應器的設計。反應器在石化行業(yè)廣泛應用許多領(lǐng)域，經(jīng)過對常用反應器的對比分析，機械攪拌反應器靈活性大，根據(jù)生產(chǎn)需要，可以生產(chǎn)不同規(guī)

36、格、不同品種的產(chǎn)品，生產(chǎn)的時間可長可短。可在常壓、加壓、真空下生產(chǎn)操作，可控范圍大。反應結(jié)束后出料容易，反應器的清洗方便。本文針對設計要求，按照國標給出了2.0立方米反應器的設計及計算方法，并對主要元件進行了強度校核。在設計過程中，鞏固了本科階段所學的專業(yè)知識，如計算機繪圖技巧、傳熱學、過程設備設計、機械設計等，并將其運用于實際設計中。反應器的設計涉及到反應器性能的提高，材料的有效利用，和其作為壓力容器設備應具有的強度，并且要求我們繪制出符合加工制造標準的cad圖紙。反應器作為一種壓力容器，其可靠性和安全性應作為設計、制造的首要考慮因素，所以我嚴格地遵循國家相關(guān)標準和規(guī)范進行。從材料的選擇，尺

37、寸的決定，到零部件的連接方式，我都依據(jù)工作壓力和溫度，查詢相應的標準。此外，經(jīng)濟因素同樣應歸到設計考慮范圍內(nèi)。我力求做到有效改善反應器性能，減少制造成本，提高反應器的設計、制造的經(jīng)濟性。在本次設計過程中也表露出很多個人不足之處，對于專業(yè)知識的學習還不夠深度和廣泛性。有些基礎知識不能熟記于腦中而達到隨心所欲的程度。對于我已步入工作崗位，這樣的水平還不足以十全十美的完成工廠的任務，在今后的學習生活中還應該不斷的補充專業(yè)知識，為今后工作打好堅實的基礎。 參考文獻1 gb150-1998 鋼制壓力容器 s.2 鄭津洋，董其伍，桑芝富. 過程設備設計m. 2版. 北京：化學工業(yè)出版社，2005.3 曲文

38、海等.壓力容器與化工設備實用手冊m.北京：化學工業(yè)出版社，2002.4 駱素君，朱詩順. 機械課程設計簡明手冊m.北京：化學工業(yè)出版社，2006.致 謝在此次畢業(yè)設計中，非常感謝老師給予的耐心幫助和悉心指導。對于我在設計過程和繪圖中出現(xiàn)的每一個細小問題，老師都嚴格地指出，并仔細地指導我改正直至正確。老師為我的畢業(yè)設計耗費了大量的時間和精力，在此致以我最衷心的感謝！此外，感謝所有在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中給予我指導和幫助的畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外

39、，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人

40、鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)

41、定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日致 謝時間飛逝，大學的學習生活很快就要過去，在這四年的學習生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎。本次畢業(yè)設計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等方方面面都有很大的進步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。首先，我要特別感謝我

42、的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。再次對周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支