搅拌釜式反应器课程设计书

1、搅拌釜式反应器课程设计书一、设计容安排1 .釜式反应器的结构设计包括：设备结构、人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。2 .设备壁厚计算及其强度、稳定性校核3 .筒体和裙座水压试验应力校核4 .编写设计计算书一份5 .绘制装配图一(电子版)二、设计条件工作压力釜0.1MPa夹套0.3(0.6)Mpa工作温度釜80c夹套140(160)C工作介质釜溶液夹套水、蒸汽腐蚀情况轻微搅拌型式平桨式转速85r/min功率1.4Kw设备容积V9.35m3推后材料Q235-A三、设计要求1 .学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计;2 .根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。四、设计说明

2、书的容1 .符号说明2 .前言(1)设计条件；(2)设计依据；(3)设备结构形式概述。3 .材料选择(1)选择材料的原则；(2)确定各零、部件的材质;(3)确定焊接材料。4 .绘制结构草图(1)按照工艺要求，绘制工艺结构草图；(2)确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；(3)标注形位尺寸。5 .标准化零、部件选择及补强计算：(1)接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。容包括：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标记，用途)。补强计算。(2)人孔选择：PN,DN标记或代号。补强计算。(3)其它标准件选择。6 .结束语：对自己所做的设计进行小结与

3、评价，经验与收获。7 .主要参考资料。目录搅拌釜式反应器设计条件11确定筒体的直径和高度22 .确定夹套的直径和高度23 .确定夹套的材料和壁厚34 .确定筒的材料和壁厚35 .水压试验及其强度校核56 .选择釜体法兰67 .选择搅拌器、搅拌轴和联轴器68 .选择搅拌传动装置和密封装置79 .校核L1/B和L1/d810 .容器支座的选用计算811.选用手孔、视镜、温度计和工艺接管912参考资料1013设计感想11搅拌釜式反应器设计条件工艺条件工艺条件图工作压力釜0.1Mpa夹套0.3Mpa工作温度釜80c夹套140C工作介质釜溶液夹套水、蒸汽P腐蚀情况轻微二搅拌型式平桨式转速85r/min功

4、率1.4Kw设备容积V9.35m3推后材料Q235-A口编p名称DNa进蒸汽25b压力表25c手孔250d温度计40e进物料25f安全阀40g出料40h排凝液25i视镜80备注夹套加热蒸汽系统装上安全阀，釜外保温，反应釜安装在楼板上。1确定筒体的直径和高度根据反应釜的设计要求，对于液液相类型H/Di=11.3,选取H/D=1.3得，由d"-4V=3k9.35=2.09m;.H/Di;1.3圆整(间隔100mm到标准公称直径系列，选取筒体直径D=2100mm查标准封头参数资料得D22100mm寸，标准椭圆封头高度h1=565mm直边高度h2=40mm表面积Fn=5.04m：容积5=1.

5、41而。计算得每米高圆筒的体积M=1/4兀*2.12=3.46/H=V-h=9.355.04=2.392mV13.46筒体高度圆整为H=2400m于是H/D=2400/2100=1.142核查结果符合原定围。2.确定夹套的直径和高度夹套的径Dj=D+100=2200mm投料系数0.85,则直筒夹套高度：9.35*0.851.58,Hj=z=1.820m1.424圆整夹套高度，选取H=1900mm则间隙H)=H-H=2400-1900=500mm这样便于筒体法兰螺栓的装拆验算夹套传热面积2F=L1H+Fn=12.74>7.1m2即夹套传热面积符合设计要求3 .确定夹套的材料和壁厚(压式容器

6、)夹套选取Q232A(又称为A3钢)的材质，可以知道板厚在420mm设计温度在150c日tQ235-A的许用应力t=113MPa因为有夹套有安全阀，所以P=1.1Pw那么Pj=0.33MPa,因为部夹套无法探伤，故取=0.60根据夹套的钢板厚度负偏差G1=0.6mm,单面腐蚀取腐蚀余量C2=1.0mm贝Uc=c1+c2=0.6+1.0=1.6直筒夹套的壁厚计算如下：td=PtDj+C=0.332200+1.6=6.967mm2P21130.6-0.33标准椭圆形夹套封头的壁厚为,PDj0.332200t=t-+C=1.6=6.960mm20.5P213圆整至钢板规定尺寸，

7、选取夹套的筒体和封头壁厚均为6mm夹套最大允许工作压力(MPaPmaxmaxDjtmax21130.66220060.455MPa夹套安全系数=0.455/0.33=1.378(符合要求)4 .确定筒的材料和壁厚(外压式容器)设筒体厚度t(mm),初步取负偏差C1=0.8mm腐蚀裕度C2=2mm则筒体有效壁厚：tetC1C2(mm圆筒外径：DgDi2*tDi2*(tC1C2)22002(t2.8)(1)0.4短筒式外压圆筒壁厚公式：-D。藕D(2)式中：筒受外压长度L=H+h2+*=2100+25+565/3=23133E：弹性模量，在本设计条件下，Q235AM206000MPap：工作压力的

8、1.1倍，即0.33MPa联立（1）和（2）,通过迭代法计算出te=8.8mm则，壁厚ttc1c28.80.8211.6mm,圆整至钢板规定尺寸12mm负偏差c=0.8mm腐蚀裕度C2=2mmfe在合适的围，则新的tet'CiC2120.829.2mD0Di2*t21002122124mmL/D02313/21241.089,D0/t2124/12167式（2）变形，圆筒外压临界压力公式：P2.59E-Z-'Z-''_2"53(L/D0)(D0/te).2.59*206000P0.453MPa3*1.089*(167.)安全系数襄1.37（满足设计要求

9、）为了制造方便，筒、上封头和下封头的厚度也设计为12mm以下计算时验证封头是否满足要求。取C1=0.8mmC2=2mm则，te=12-2.8=9.2mm标准椭圆形封头的外压计算当量球面半径：R=KD=0.9（2100+12）=1900.8mm许用外压力p”誓°.833*206吗0.466MPa（R/t）（1900.8/9.2）安全系数鬻1.412（完全满足实际要求1.4T6）5 .水压试验及其强度校核筒水压试验压力R=0.1*1.1+0.1=0.21MPaPT=1.25*0.1=0.125MPa取二者最大值PT=0.21MPa夹套水压试验压力Pr=0.3*1.1+0.1=0.43MP

10、a,Pr=1.25*0.3=0.375MPa取夹套水压试验PTj=0.43MPa筒水压试验时壁应力：PTD(tnc)0.212100(122.8)2(tnC)2(122.8)*0.85TfPrKD0.5(tnC)0.210.9*21000.5*(122.8)-36.04MPa2(tnC)2*(122.8)*0.6T28.32MPaPTDj(tnc)T2(tnC)夹套水压试验时壁应力0.43*2200(61.6)179.525MPa2*(61.6)*0.6RfKDj0.5(tnc)0.43*0.9*22000.5*(61.6)16143MpTjf2(tnc)2*(61.6)*0.6.a由于Q23

11、5-A在常温时s=235MPa0.9s=211.5MPa水压试验时筒夹套都小于0.9s,故水压试验安全。筒体许用压力0.21MPa,夹套水压试验时PTj0.43MPa故夹套在进行水压时筒体需要充压才能保持筒体稳定。6 .选择釜体法兰根据DN=1400叫mp=0.3MPa由于PN不会超过0.6Mpa,可以选用甲型平焊法兰。确定为RF型、甲型平焊法兰。其尺寸为D=2330D=2290D=2255D3=2241D4=2238垫片材料为石棉橡胶板，选用垫片为1440*1440*3,JB/T4704-20007 .选择搅拌器、搅拌轴和联轴器根据工艺条件要求，查阅桨式搅拌器(HG/T2501.4-1991

12、)选取搅拌器外径500mm搅拌轴直径d=50mm勺平桨式搅拌器，标记为：搅拌器50050HG/T2501.4-1991选择搅拌轴材料为45钢，钢的许用扭应力为=3040MPa计算系数A=118107，则搅拌轴的直径为(118107)j显(42.638.6)mmPd=A3P,n表311几种常用轴材料的及人值轴的材料Q2,35,2035,1Cr18Ni9Ti4540Cr,35SiMn,40mNb,38SiMnMo,3a13t/MPa1220203030404052A16013513511811810710798考虑到键梢可能对轴的强度的削弱和物料对轴的腐蚀，并可以取搅拌轴的d=50mm查阅标准搅拌

13、传动装置一一联轴器，(HG21570-1995)中夹壳式联轴器形式、尺寸、技术要求、选用立式夹壳联轴器。公称直径50mm勺联轴器的最大扭矩M"=515N?rn验算联轴器白扭矩，查表312,选取工作情况系数K=1.5,联轴器的计算扭矩MM为：40MnjKMn1.59550253N?m<Mnj85表312工作情况系数K工作机原动机扭矩变化很小的机械扭矩变化很小的机械扭矩变化中等的机械扭矩变化和冲击载荷中等的机械扭矩变化和冲击载荷很大的机械电动机1.92.3夹壳联轴器的标记为:联轴器DN50HG21570-19958 .选择搅拌传动装置和密封装置根据设计条件，查阅标

14、准搅拌传动装置-传动轴、减速器型号及技术参数、(HG215681995)及其附录单级立式摆线钟轮减速器，按照搅拌功率和转速选择摆线针齿行星减速机BLD1.5-229Q。查阅标准Y系列三相异步电动机、(HBT1039J2002),选电机Y90L-4,额定功率：1.5kw,转速1400r/min,根据表313查得摆线针齿行星减速机传动效率为0.95,减速机输出功率为1.5X0.95=1.425kw,符合搅拌要求。参考标准单支点机架、HG215661995,根据所选减速机设计减速机机架根据操作条件选用带衬套及冷却水套铸填料箱，查阅搅拌传动装置一一碳钢填料箱、(HG2153分1992)公称轴径DN50

15、勺填料箱，标记为：填料箱PN0.6DN50HG/T21537.719929 .校核L1/B和L1/d桨式搅拌器安装一层，根据安装要求和考虑带衬套填料箱有支承作用，得L1=2100mm参考单支点机架、(HG2156-1995),机座JB50尺寸，可得B=565mmL1/B2100/5653.72<4L1/d2100/5042<50均符合要求。10 .容器支座的选用计算反应釜因需外另保温，故选用B型悬挂式支座。反应釜的总质量包括物料(或水压试验的水)W釜体和夹套的质量W,电动机、减速机、搅拌装置、法兰、保温层等附件W。当釜、夹套充满水时的质量比物料重，由此WiLDj2HjD2(HHj)

16、VhVhj44222192.12(2.41.9)1.410.45310004410817kg釜体和夹套的质量可以查手册或自行计算，由此W=418X2.2+278X1.9+208X2+1382001.8kg电动机和减速机总质量约100kg，搅拌装置质量约40kg,筒体法兰77.7kg，保温层约100kg,手孔及其它拉管附件质量约50kg,由此W=100+40+77.7+100+50=367.7kg反应釜总质量WWWW=10817+2001.8+367.713186.5kg即总重力约为132kN反应釜安装4个支座，但按3个支座承受计算，查阅标准耳式支座(JB/T4725-92),可以选用承载能力为

17、50kN的支座B2JB/T47251992材料为Q235-B11.选用手孔、视镜、温度计和工艺接管根据板式平焊法兰手孔(HG21529-2005),选用手孔形式为a式，PN=0.6MPaDN=250mm.手孔RFDN250PN0.6HG21529-2005加热蒸汽进口管a采用323.5无缝钢管，配法兰PN0.6DN25HG20593-1997冷凝液出口管h和压力表接管b都选用323.5无缝钢管，配法兰PN0.6DN25HG20593-1997加强套管温度计d的管口选用453.5进料管口e采用323.5无缝钢管，配法兰PN0.6DN25HG20593-1997安全阀接管f采用323.5无缝钢管，

18、配法兰PN0.6DN40HG20593-1997出料管口g采用45X3.5无缝钢管（详细见P54）配法兰PN0.6DN40HG20593-1997由标准压力容器视镜i选用碳素钢带颈视镜89X4.5DN80HGJ502-86-512参考资料化学工程师技术全书邙生鲁化学工业化工压力容器设计一一方法、问题和要点王非化学工业化工工程制图崇光晓梅化学工业化工设备机械基础董大勤化学工业压力容器设计手册董大勤袁凤隐化学工业化工单元过程及设备课程设计匡国柱史启才化学工业化工容器及设备简明设计手册贺匡国化学工业化工设备设计手册朱有庭曲文海于浦义化学工业过程设备机械设计红良等华东理工大学化工设备机械基础刁玉玮等理

19、工大学13设计感想做完了搅拌釜式反应器的课程设计，刚开始觉得真的好复杂啊，从来没有做过这种类型的课题，想想都怕，不过得感老师，花了一节课的时间帮我们一层一层的抽丝剥茧，一点一点的分析，帮我们设计好了框架，帮我们采集了大量的数据参数以及公式，还做成了excel,方便了我们的运算和设计，才使得有幸完成。再回头发现，也觉得不是很难，就是好多参数得根据上一步或几步算出来的数据去查资料，这个有点麻烦，网上的数据和书上的数据相互借鉴查算，不过还好，其余的一些计算都还蛮好做的。通过做这个课程设计，我也知道了设计的不易，哪怕是实验室的最简单的仪器，背后都有无数的人在努力，一步一步的推进，才提高了我们的实验效率，为探寻世界的本质有了更深入的了解。即使有些仪器虽然知道了设计设想，但是真正设计起来还是充满了艰辛，充满了挑战，有些参数没有固定值，是需要通过不断的尝试不断的摸索才能找到合适的。虽然完成了这个课程设计，但是我觉得还是有一些不足之处，麻烦老师给予修正。最后还要感老师