反应釜的设计计算

过程装备与控制工程课程设计

Coursedesignofprocessequipmentandcontrolengineering反响釜的设计计算1.任务书主要内容：1设计方案确实定及工艺流程的说明；2反响器的工艺计算；3根本尺寸计算及根本结构设计；4壳体、开孔补强与搅拌轴及耳式支座的强度校核；5绘制反响器的装配图。2.设计条件：乙酸酐分解式为该反响的反响速率方程为，反响温度下反响速率常数为0.08。每小时处理量为，原料中乙酸的浓度。试设计一台连续操作釜式反响器到达要求：3.接近设计条件的实物图4.工艺设计计算结果原料的处理量反响时间5.工艺设计计算结果反响体积反响器的有效体积：反响器的实际体积：6.工艺设计计算局部结果参数汇总—原料液中乙酸酐的起始浓度，9.5×10^-2mol/L；—反映后乙酸酐的浓度，7.6×10^-3mol/L；—有效体积，1.44m3；—反响时间，143.75min；—乙酸酐的转化率92％。—单位时间原料液处理量，0.6m3/h；—反响器的实际体积，1.8m3；—装料系数0.8；

7.结构设计局部釜体结构形式的选择筒体：圆柱形釜底的封头形状：标准椭圆型顶盖连接方法：不可拆换热器形式：U形夹套8.结构设计计算结果釜体直径的计算对于直立反响釜来说，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和，根据釜体容积和物料性质，选定值，估算筒体内径。由于此反响为液—液反响，故而取，先忽略釜体封头的容积。9.结构设计计算结果筒体内径：根据标准圆整取10.

结构设计计算结果釜体高度的计算查表可知，直径为1300mm的椭圆封头总深度，内外表积，。11.12.13.结构计算计算结果计算厚度：14.15.结构计算计算结果夹套的选择夹套的内径1300mm夹套高度0.63m夹套筒体厚度计算厚度：0.41mm设计厚度：2.41mm名义厚度：6mm夹套封头厚度计算厚度：0.41mm设计厚度：2.41mm名义厚度：6mm16.结构计算计算结果反响釜的搅拌装置搅拌功率的计算粘度计算公式解得搅拌器直径d=400mm叶片直径b=80mm叶轮转速n=238.8r/min雷诺数17.结构计算计算结果经查?过程设备设计?功率曲线可知，功率准数Np=6搅拌功率P=3.91kw叶轮距槽底的安装高度Hi=400mm挡板宽度Wb=120mm电机的选用电动机功率P=4.57kw根据电动机的标准，查?机械设计课程设计?，电动机可选用Y·132M2-6，功率5.5kw，转速960r/min。18.结构计算计算结果减速机的选用根据轴转速960r/min，电动机功率为5.5kw。查表可知：应选用滚筒减速机，编号为96012。联轴器的选用查?机械设计课程设计?可知：联轴器应选GY4，类型为凸缘联轴器。搅拌轴材料的选择常用优质碳素钢有35、45、50钢，其中以45钢应用最多。搅拌轴受到扭转和弯曲的组合作用，其中以扭转为主。本次设计选用45钢作为搅拌轴的材料。19.结构设计计算结果搅拌轴直径的计算搅拌轴的材料选为45钢，轴材料剪切弹性模量，许用剪切应力轴传递最大转矩：搅拌轴为实心轴，那么直径：d=0.045m20.结构计算计算结果主要接管尺寸的计算进料管和出料管

df=16mm查手册取无缝钢管，法兰选用板式平焊钢管法兰PL2.5，B型，DN50。冷却水管的计算

ds=26.6mm查手册取无缝钢管，法兰选用板式平焊钢管法兰PL2.5，B型，DN40。21.主体设备配置图22.强度校核压力试验，选用液压试验内筒水压试验故在做水压试验时，内筒稳定性符合要求23.强度校核垫板厚度250mm垫板宽度200mm支座数量4支座高度200mm上盖板宽度70mm上盖板厚度16mm筋板长度205mm筋板内侧间距125mm筋板厚度8mm底板宽度160mm底板长度310mm螺纹中心至底板外缘距离50mm底板厚度10mm支座筋板设计温度下的拉伸弹性模量19700Mpa设计温度下支座材料的许用应力113Mpa支座材料的屈服强度235Mpa底板的许用弯曲应力141Mpa筋板材料的许用应力141Mpa地脚螺栓材料Q235B，腐蚀裕量3mm，规格M24每个支座的地脚螺栓个数1个。地脚螺栓常温下的许用应力147Mpa地脚螺栓常温下的许用切应力117.6Mpa支撑面许用耐压应力11.768Mpa耳式支座结构设计参数24.强度校核水平风载荷和地震载荷计算〔地震为九度〕支座本体计算单个支座本体承受的实际载荷单个支座本体允许载荷可以查表可知BN型耳式支座系列参数尺寸，可知[Q]=30KN。那么有：,支座本体平安25.强度校核支座处壳体内应力的计算应力校核支座上端A点支座下端B点：经计算校验合格支座处壳体所受的支座弯矩3370KN·mm由压力引起的一次总体薄膜应力周向应力16.38Mpa由压力引起的一次总体薄膜应力轴向应力8.19Mpa支座弯矩引起的最大应力周向应力57.869Mpa支座弯矩引起的最大应力轴线应力32.328Mpa支座弯矩引起的最大应力周向应力146.7Mpa支座弯矩引起的最大应力轴向应力229.4Mpa26.强度校核地脚螺栓的强度验算式中，摩擦系数取支座与根底垫板之间钢对钢的静摩擦系数0.3〔按钢结构设计标准〕。计算得的值小于0，说明不承受剪切力。开口补强的计算被削弱的金属面积A=168.2㎡封头起补强作用金属面积A1=1516.5㎡因为，所以需要补强圈进行补强27.强度校核搅拌轴刚度的校核为了防止搅拌轴产生过大的扭转变形，从而