化工容器搅拌反应釜设计说明书

课程设计搅拌反应釜设计姓名:学号: 专业: 学院: 指导老师: 年 月 日 目录一 设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计步骤1. 3 设计参数二 罐体和夹套的结构设计2. 1 几何尺寸2. 2 厚度计算2. 3 最小壁厚2. 4 应力校核三 传动部分的部件选取 3.1 搅拌器的设计 3.2 电机选取 3.3 减速器选取 3.4 传动轴设计 3.5 支撑与密封设计 四 参考文献 一 设计内容概述（一）设计要求： 压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。搅拌容器常被称为搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌釜式反应器，简称反应釜。反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。压力容器的设计，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。强度计算书的内容至少应包括：设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。设计图样包括总图和零部件图。设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等内容。简图示意性地画出了容器的主体，主要内件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的内容。 （二）设计步骤：1.进行罐体和夹套设计计算；2.搅拌器设计； 3.传动系统设计； 4.选择轴封； 5.选择支座形式并计算； 6.手孔校核计算；7.选择接管，管法兰，设备法兰。设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa0.180.25设计压力，MPa0.20.3工作温度，100130设计温度，120150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, 1.0操作容积, 0.80传热面积, 3腐蚀情况微弱推荐材料Q235-A 接 管 表符号公称尺寸 DN连接面形式用途A25蒸汽入口B25加料口C80视镜D65温度计管口E25压缩空气入口F40放料口G25冷凝水出口H100手孔 （三）设计参数：设计一台夹套传热式配料罐 二、罐体和夹套的结构设计(一) 几何尺寸 1-1全容积 V=1.0m3 1-2 操作容积V1=0.80 m3 1-3 传热面积 F=3m2 1-4 釜体形式：圆筒形 1-5 封头形式：椭圆形 1-6 长径比 i= H1/ D1=1.6 1-7 初算筒体内径 带入计算得：0.9267m 1-8 圆整筒体内径 =1000mm 1-9 1米高的容积 按附表D-1选取 =0.785 m3 1-10 釜体封头容积 按附表D-2选取 =0.1505 m3 1-11 釜体高度=(V-)/ =1.08m 1-12圆整釜体高度=1100mm 1-13 实际容积V=*+=0.636*1.4+0.1113=1.014 1-14 夹套筒体内径 按表4-3选取得：=+100=1100mm 1-15 装料系数=/V=0.8 1-16操作容积=0.8 1-17 夹套筒体高度(V-)/=0.827 1-18 圆整夹套筒体高度=900mm 1-19 罐体封头内表面积 按附表D-2选取 F1封=1.1625 1-20 一米高筒体内表面积 按附表D-1选取 F1m=3.141-21 实总传热面积 按式4-5校核 F=F1m*H2+F1封=3.14*0.9+1.1625=3.6253。（二）厚度计算（按内压进行强度计算） 2-1设备材料 Q235-A 2-2设计压力（罐体内）P1=0.2MPa 2-3设计压力（夹套内） P2=0.3MPa 2-4设计温度（罐体内）t1=120 2-5设计温度（夹套内）t2=150 2-5液柱静压力P1H= 10-6gh=0.014MPa 2-6计算压力 P1C=P1=0.214MPa 2-7液柱静压力 P2H=0MPa 2-8计算压力P2C= P2=0.3 MPa 2-9罐体及夹套焊接系数 采用双面焊，局部无损探伤 =0.85 2-10设计温度下材料许用应力t=113Mpa 2-11罐体筒体计算厚度=1.12mm，按最小壁厚原则取为3mm 2-12夹套筒体计算厚度=1.72mm，按最小壁厚原则取为3mm 2-13罐体封头计算厚度，按最小壁厚原则取为3mm 2-14夹头封头计算厚度，按最小壁厚原则取为3mm 2-15取最小厚度 min=3mm作为计算厚度 ，mm 2-16取钢板厚度负偏差 C1=0.6mm 2-17腐蚀裕度C2=2.0mm 2-18厚度附加量 C=C1+C2=2. 6mm 2-19罐体筒体设计厚度 1c= +C2=3+2.6=6mm 2-20夹套筒体设计厚度 2C= +C2=3+2.6=6mm 2-21罐体封头设计厚度 1C= +C2=3+2.6=6mm 2-22夹套封头设计厚度 2C= +C2=3+2.6=6mm 2-23罐体筒体名义厚度 1n=6mm 2-24夹套筒体名义厚度 2n=6mm 2-25罐体封头名义厚度 1n=6mm 2-26夹套封头名义厚度 2n=6mm （三）最小壁厚（按外压校核厚度） 3-1罐体筒体名义厚度 1n=6mm (假设) 3-2厚度附加量 C=C1+C2=0.6+2.0=2.6mm 3-3罐体筒体有效厚度1e =1n -C=3.4mm 3-4罐体筒体外径D1O =+21n=1000+2*6=1012mm 3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=900+1/3*275 =992mm 3-6系数L/D1O=1012/992=1.021 3-7系数D1O/1e=992/3.4=292 3-8系数 查参考文献1 图11-5 得： A=0.0003 3-9系数 查参考文献1 图无法查出B，因此需按照其他公式计算 3-10需用外压力P=0.28Mpa0.3Mpa 所以稳定。 3-21筒体罐体名义厚度1n =8(确定) 3-22筒体封头名义厚度1n =8(假设) 3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm 3-24罐体封头有效厚度1e= 1n-C=8-2.8=5.2mm 3-25罐体封头外径D1O= D1+2*1n=1000+2*16=1012mm 3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R1O=0.9 *D1O=0.9*992=892.8mm 3-27系数A= =0.0006 3-28系数 查参考文献1 图 11-8 得：B=101 3-29许用外压力=0.43MPa0.3MPa 3-30罐体封头名义厚度1n=8mm(确定) （四）水压试验校核 4-1罐体试验压力P1T=1.25P1=1.25*0.2=0.56MPa 4-2夹套水压试验压力P1T=1.25P2=1.25*0.3=0.78Mpa 4-3材料屈服点应力s=235MPa 4-4 0.9 =0.9*0.85*235=179.8MPa 4-5罐体圆筒应力=82.6179.8MPa 4-6夹套内压试验应力=126.6179.8MPa 三 传动部分的部件选取 3.1 搅拌器的设计 在本课程设计中，选择推进式搅拌器，它类似风扇扇叶结构。推进式搅拌器 直径Dj=0.33D1，即为300mm,转速为200r/min。故所选的推进式搅拌器的主要尺寸 为Dj=300mm,D=40mm,d1=80mm,Do=M12,H=65。 3.2 电机选取 根据功率选取Y132M2-6型电动机，P=5.5KW，n=960r/min。 3.3 减速器选取 根据反应釜的特点选取P系列带传动减速机，单级。 3.4 搅拌轴校核 3.4.1 轴功率 P=5.5KW85.3%=4.69KW; 3.4.2 轴转数 n=200r/min; 3.4.3 轴材料 45钢； 3.4.4 轴所传递转矩 3.4.5 材料许用扭转切应力=35N/mm2 ； 3.4.6 轴的扭转强度校核公式：, 3.4.7 3.4.7 轴的临界转速公式：r/min= r/min 取 r/min 3.4.7 搅拌器转速为=200 r/min 3.5 支撑与密封设计 反应釜是立式安装，故采用耳式支座，并选择B型筋板。选择的耳式支座支座号为3，允许载荷30KN，高度200mm，地脚螺栓30-M24。反应釜搅拌轴处的密封，属于