攪拌反應釜計算設計說明書

1、攪拌反應釜計算設計說明書（總10頁）-本頁僅作為文檔封面，使用時請直接刪除即可-內頁可以根據(jù)需求調整合適字體及大小-課程設計設計題目攪拌式反應釜設計學生姓名學 號專業(yè)班級過程裝備與控制工程扌旨導教師"過程裝備課程設計”任務書設計者姓名：指導老師：班級：學號:日期：1 設計內容設計一臺夾套傳熱式帶攪拌的反應釜2.設計參數(shù)和技術特性指標設計參數(shù)及要求容器內夾套內工作壓力，MPa設計壓力，MPa工作溫 度，°C設計溫 度，°C<100<150介質有機溶劑蒸汽全容積，操作容積，傳熱面積，n?>3腐蝕情況微弱推薦材料Q345R攪拌器型 式推進式攪拌軸轉 速

2、250 r/min軸功率3 kW接管表符aKI連接面 形式用途A25PL/RF蒸汽入口B65PL/RF加料口Cl.2100視鏡D25PL/RF溫度計管口E25PL/RF壓縮空氣入 口F40PL/RF放料口G25PL/RF冷凝水出口3.設計要求（1）進行罐體和夾套設計計算；（2）選擇接管、管法蘭、設備法蘭；（3）進 行攪拌傳動系統(tǒng)設計；（4）設計機架結構；（5）設計凸緣及選擇軸封形式；（6）繪制配料反應釜的總裝配圖；（7）繪制皮帶輪和傳動軸的零件圖1罐體和夾套的設計確定筒體內徑表4-2幾種攪拌釜的長徑比i值攪拌釜種類設備內物料類型長徑比i值一般攪拌釜液-固相或液-液相物料i =1氣-液相物料i=

3、1 2發(fā)酵罐類I =當反應釜容積V小時，為使筒體內徑不致太小，以便在頂蓋上布置接管和 傳動裝置，通常i取小值，此次設計取i=。一般由工藝條件給定容積V、筒體內徑卩按式4T估算：得D=1084mm.式中V一工藝條件給定的容積，”F;i 一一長徑比，i =邑（按照物料類型選取，見表4-2）Di由附表4T可以圓整£>,=1100, 一米高的容積V = /n3確定圭寸頭尺寸橢圓封頭選取標準件，其形式選取化工設備機械基礎課程設計指導書圖4-3,它的內徑與筒體內徑相同，釜體橢圓封頭的容積由附表4-2嶺< =，（直 邊高度取50mm） o確定筒體高度反應釜容積V按照下封頭和筒體兩部分之

4、容積之和計算。筒體高度由計算H1= （） /二，圓整高度厲=1000mm。按圓整后的厲修正實際容積由式V=V1mXH1+V 封二 X+二 “F式中V封-封頭容積，H?；卩侏米高的容積加'/mH圓整后的高度，m。夾套幾何尺寸計算夾套的結構尺寸要根據(jù)安裝和工藝兩方面的要求。夾套的內徑d2可根據(jù)內徑9由p500600700180020003000d2q+50Q+100£>, +200選工藝裝料系數(shù)“/選取，設計選取7=0夾套高度的計算H2二（tiV-V封）/V1m=夾套筒體高度圓整為/72= 800mmo罐體的封頭的表面積由化工設備機械基礎附表4-2查的F封二。一米高的筒體內

5、表面由化工設備機械基礎附表4T查的。Flm-實際的傳熱面積F二>3,由化工設備機械基礎式4-5校核3所以傳熱面積 合適。2夾套反應釜的強度計算強度計算的參數(shù)的選取及計算均符合GB150-1998鋼制壓力容器的規(guī) 程。此次設的工作狀態(tài)已知時，圓筒為外壓筒體并帶有夾套，由筒體的公稱直徑D1V>600mm,被夾套包圍的部分分別按照內壓和外壓圓筒計算，并取苴中較大者。設備選帚Q-235-A優(yōu)質沸騰碳素鋼。設計的設備有工藝參數(shù)給定的內壓為門=o夾套內的設計壓力由工藝參數(shù)給定為p2=o罐體內的設計溫度仆100"6夾套內的設計溫度° v 1509。在加壓和工作狀態(tài)下要考慮液柱

6、的高度由化工設備機械基礎課程設計指導書 式 P1h 二計算壓力夾套的液柱靜壓力p2fl =0MPP1c=P1+P1h=+=o計算壓力p2c = p2通過焊接的容器，其焊縫中可能存在一定的缺陷，而且在焊縫附近會由于受熱 而引起組織結構的變化，從而成為薄弱環(huán)節(jié)，因此在計算是要加入焊縫系 數(shù)可按過程設備設計表4-5選取0=做為其接頭系數(shù)。設計溫度下的材料許用應力b由化工設備機械基礎表9-5查取Q' =113o罐體的筒體的計算厚度。61=P1cD1/ (26t(D-P1c)= X1300/ (2X113X)夾套的筒體的計算厚度6 2=P2cD2/ (26t(D-P2c)=X 1400/ (2X

7、113X)O罐體封頭的計算厚度=P1cD1/ (26t<D)= X1300/ (2X113X 26)夾套封頭的計算厚度6 2, =P2cD2/ (26tO)=X 1400/ (2X113X)鋼板的厚度負偏差G由過程設備設計表4-2取G =0.6切。腐蝕裕量 C2=由此的厚度附加量。C二C1+C2二則罐體筒體的設計厚度61d=6 1+C2=則夾套筒體的設計厚度6 2d二6 2+C2二罐體封頭的設計厚度61dz =61z +C2=夾套封頭的設計厚度& 2d' =6 2z +C2=對于碳素鋼或是低合金鋼規(guī)定筒體的最小厚度不應小于，若加上腐蝕裕量 2mm ,則名義厚度至少應取5m

8、m ,由鋼板的標準規(guī)格名義厚度取為 6mm o罐體筒體的名義厚度久取5mm。夾套筒體的名義厚度5“取5mm。罐體封頭的名義厚度久取5mm。夾套封頭的名義厚度兀取5mm。3穩(wěn)定性計算各國的設計規(guī)范均推薦采用圖算法，此次設計的也采用圖算法。由罐體圓筒%何=168所以是薄壁圓筒，僅需進行穩(wěn)定性校核。假設罐體筒體的名義厚度久為8mmo在內壓計算時由過程設備設計表4-2可以查6mm的鋼板厚度負偏差CX, 腐蝕裕量主要是防止容器在受壓的條件下由于均勻腐蝕，機械磨損而導致 的厚度消弱減薄，筒體和封頭都要考慮，對于碳素鋼和底合金鋼C,不小于mm o 此處取 C? = 2mm , C=C1 +C2=。罐體筒體的

9、有效厚度6 1e=6 1 n-C二二。罐體筒體的外徑 D1 o=1120mm由化工設備機械基礎查橢圓封頭的曲邊高度h1=350mm,直邊高度h2二50mm,筒體的計算 L二H2+1/3h1+h2二。計算系數(shù)L/D10=o計算系數(shù)D10/51e=以厶/久和%何的值由過程設備設計圖4-7做為計算圖查得A值A=«由所選的材料為碳素鋼由過程設備設計查4-6做為計算圖查B的值B = 97o由過程設備設計的式4-26計算許用壓力p,P二B/ D1o/6 1e=97/=>假設罐體封頭的名義厚度久'為8mm。在內壓計算時由過程設備設計表4-2可以查8mm的鋼板厚度負偏差G =0.8“，

10、腐蝕裕量主要是防止容器在受壓的條件下由于均勻腐蝕， 機械磨損而導致的厚度消弱減薄，筒體和封頭都要考慮，對于碳素鋼和 底合金鋼C?不小于mm。此處取C2 = 2mm ,C| =C, +C2 =2+0.8 = 2.8/巾"o罐體封頭的有效厚度6 1e=6 1 n-C二二。罐體筒體的外徑D1o=1016mmo筒體的計算L=H2+1/3h1+h2=0可以由過程設備設計式4-89得A二。由過程設備設計圖4-7可以查的相應的B = 98o許用外壓力P二B/ D1o/6 1e=97/=>罐體封頭的名義厚度取為血為8mm。4.水壓試驗校核出材料本身的缺陷外，壓力容器在制造過程中由于焊縫的存在可

11、能會有缺陷 存在，為了考察缺陷對壓力容器的影響，壓力容器完成后要進行壓力試 驗。對于內壓容器耐壓試驗的目的是為了在超壓的情況下缺陷是不是會迅 速擴展開了，釀成事故，同時檢測密封結構的密封性能。內壓容器圓筒試驗壓力按過程設備設計式4-87 P1T=o夾套的水壓試驗壓力按過程設備設計式4-87 P2T二。材料在屈服點的應力6 s二345MPa。6T=o罐體圓筒的應力6 1 T=P1 T (D1+61e) /2 6 1e=<o夾套圓筒的應力6 2T二P2T (D2+6 2 e) /2 6 2 e=<所以壓力試驗合格，所選的厚度合適。5攪拌軸的設計攪拌軸的設計與一般的機械軸的設計方法與一般

12、的傳動軸相同。此處選軸 的材料為45鋼。軸的功率P為4kwo軸的轉速為250min。軸的材料為45o軸所傳遞的扭矩T = 9.55 x 10 £ = 152.8/V / mm。n所選的45鋼的許用剪切應力為35MPo系數(shù)A。取為112。軸端直徑d > A密=28.22mm開1個鍵槽軸徑擴大5過程設備設計：X (1+)=圓整軸徑，即直徑d = 30mm連軸器選用6 V帶輪的設計計算內容和步驟傳動的額定功率P為查附表5-4則取Y132M1-6型電機小帶輪轉速n1=960r/min 大帶輪轉速嗎=250/7 min工況系數(shù)KA =設計功率Pd=X =選V帶型號B型帶傳動比 i =96

13、0/250=小皮帶計算直徑選160mm驗證代速 v=nD1n1/60X1000二s>5m/s所選定速度應在最大2530和最小5之間，正好符合要求。所以選小帶輪的直 徑為160mm?；瑒勇蔱取。大帶輪的計算直徑D2二(n1/n2) D1 (1-E ) 二960/250X160X ()所以取大帶輪的直徑為630mmo初定中心距由0.7(2 + %) v % < 2(% + 4)所以取匕,=1000。可以計算帶的基準長度為厶血可以有式計算得到并且要在最大最小距離之間,Ld<, =2a+ n /2 (D1+D2) + (D2-D1)(D2-D1) /4a=2 X 1000+2 (16

14、0+630) + (630-160)(630-160) /4X1000=在最大最小距離之間。選取基準長度Ld=3550mm確定中心距a確定帶按裝時的最大最小距離之間，a=ao+ (Ld-Ldo) /2=1000+ () /2=1127mm小帶輪包角a =180° - (D2-D1) /aX°=180° - (630-160) /1000X0=156° >120, 大于120度。單根V帶的額定功率Po二。APo =包角修正系數(shù)Ka = 0.98帶長修正系數(shù)匕=1.11帶根數(shù) z=Pc/ (Po+APo ) Ka KL=(+) X X圓整取4根帶。 '7參考文獻1.