搅拌反应釜课程设计

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课程设计说明书

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指导教师：

~

设计时间：

要求与说明

一、学生采用本报告完成课程设计总结。

二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。所附设备安

装用计算机绘图画出。

三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。￥

^

目录

一、设计任务书 (5)

二、设计方案简介 (6)

罐体几何尺寸计算 (7)

确定筒体内径 (7)

确定封头尺寸 (8)

。

确定筒体高度 (9)

夹套几何计算 (10)

夹套内径 (10)

夹套高度计算 (10)

传热面积的计算 (10)

夹套反应釜的强度计算 (11)

强度计算的原则及依据 (11)

按内压对筒体和封头进行强度计算 (12)

*

压力计算 (12)

罐体及夹套厚度计算 (12)

按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14)

水压试验校核 (16)

（二）、搅拌传动系统 (17)

进行传动系统方案设计 (17)

作带传动设计计算 (17)

计算设计功率Pc (17)

'

选择V形带型号 (17)

选取小带轮及大带轮 (17)

验算带速V (18)

确定中心距 (18)

(18)

验算小带轮包角

1

确定带的根数Z (18)

确定初拉力Q (19)

搅拌器设计 (19)

`

搅拌轴的设计及强度校核 (19)

选择轴承 (20)

选择联轴器 (20)

选择轴封型式 (21)

（三）、设计机架结构 (21)

（四）、凸缘法兰及安装底盖 (22)

凸缘法兰 (22)

安装底盖 (23)

|

（五）、支座形式 (24)

支座的选型 (24)

支座载荷的校核计算 (25)

(六)、容器附件 (26)

手孔和人孔 (27)

设备接口 (27)

接管与管法兰 (27)

视镜 (28)

&

四、设计结果汇总 (31)

五、参考资料 (33)

六、后记 (35)

七、设计说明书评定 (37)

八、答辩过程评定 (37)

：

】

一、设计任务书

设计题目：夹套反应釜的设计

设计条件：设计参数及要求

设计参数及要求简图

夹套内

|

容器内

工作压力/MPa

设计压力/MPa【

工作温度/℃100130

<150

设计温度/℃'

<120

介质染料及有机溶剂水蒸气

全容积/m3;

操作容积/ m3

传热面积/ m2>3

微弱

]

腐蚀情况

推荐材料Q345R或Q245R

搅拌器型式浆式

200

搅拌轴转速

/(r/min)

轴功率/kW4

工艺接管表

符号公称尺寸连接面形式

A25PL/RF—

蒸汽入口

B65PL/RF进料口

-视镜

C

1，2；

100

D25PL/RF温度计管口

E25PL/RF压缩空气入口

放料口

F40~

PL/RF

二、设计方案简介

，

三、工艺计算及主要设备计算

（一）、罐体和夹套的结构设计

夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。夹套传热是一种应用最普遍的外部传热方式。

罐体和夹套的设计主要包括其结构设计，各部分几何尺寸的确定和强度的计算与校核。

罐体一般是立式圆筒容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头。

罐体几何尺寸计算

确定筒体内径

：

一般由工艺条件给定全容积V ，筒体内径 按照D 1公式 估算 D 1 ≈ 3

4i

V π[1]

式中 V ——工艺条件给定容积，m 3

； i ——长径比， 11D H i =

其按物料选取，根据参考文献[1]，

图1-1 几种搅拌釜的长径比值

选取i=。由任务书给出的V=，可得D 1==1348mm ，查阅压力容器公称直径GB9019—1998[2]

~

图1-2 筒体的容积、面积和质量

圆整为D

1=1400 mm,同时得到V

1m

=m， F

1m

=。

确定封头尺寸

反应釜筒体与夹套最常用的封头型式是标准椭圆封头，以内径为基准的椭圆封头类型代号为EHA，其内径与筒体内径相同，根据筒体内径D

1

=1400mm,参阅[3]可选取以下信息：

曲边高度h

1

（mm） 350

直边高度h

2

(mm) 25

内表面积F封（m2）

]

容积V封（m3）

图1-3 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸

确定筒体高度

反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度1

H按公式计算，并进行圆整。

H

1=（V－V封）/V

1m

[4]

式中 V封——封头容积，m3；

V

1m

——1m高筒体容积，m3/m；

>

V

1m

=m，V封=

H

1

=（－）/==1366mm

圆整后H

1

=1400mm

当筒体高度确定后，应按圆整后的筒体高度修正设计容积，则

V

修正=V

1m

×H

1

＋V封=×＋= m3

工艺要求的传热面积F ，即

F 筒＋F 封 ≥F [6]

式中 F 筒 ——筒体表面积F 筒，F 筒=H 2×F 1m ，m 2 F 封——封头面积，m 2

}

F 1m ——1m 高筒体内表面积，m 2/m

F 筒 =H 2×F 1m =×= ， F 筒＋F 封=＋= >3m 2

因此符合传热要求。因圆筒型夹套传热面积小，故选用圆筒型夹套。

图1-4 U 型夹套与圆筒型夹套的比较

夹套反应釜的强度计算

当反应釜的几何尺寸确定后，则要根据已知的公称直径、设计压力和设计温度进行强度计算，确定罐体及夹套的筒体和封头的厚度。

/

强度计算的原则及依据

图1-5 焊接接头系数设计温度下材料需用应力=113 MPa[10]

图1-6钢板许用应力

罐体筒体计算厚度

C

t

c

P

D

P

1

1

1

1

]

[2-

=

φ

δ

σ=；[11]