夾套反應(yīng)釜課程設(shè)計

1、 課程設(shè)計 姓名： 學(xué)號: 班級： 指導(dǎo)教師： 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計參數(shù)要求容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力 ，Mpa設(shè)計壓力 ，Mpa0.70.9工作溫度 ，設(shè)計溫度 ，<110<140介質(zhì)染料及有機(jī)溶劑冷卻水或蒸汽全容積 ，m³2.5操作容積 ，m³2傳熱面積 ，m³7腐蝕情況微弱推薦材料Q235-A攪拌器型式漿式攪拌軸轉(zhuǎn)速 ，r/min50軸功率 ，KW1.41 設(shè)計方案的分析和擬定 根據(jù)任務(wù)書中的要求，一個夾套反應(yīng)釜主要有攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管等一些附件構(gòu)成。而攪拌容器又可以分為罐體和夾套兩部分。攪拌裝置分為攪拌器和攪拌

2、軸，根據(jù)任務(wù)說明書的要求本次設(shè)計攪拌器為漿式攪拌器；考慮到機(jī)械軸封的實用性和應(yīng)用的廣泛性，所以軸封采用機(jī)械軸封。在閱讀了設(shè)計任務(wù)書后,按以下內(nèi)容和步驟進(jìn)行夾套反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計。（1）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)工藝的要求，并考慮到制造安裝和維護(hù)檢修的方便來確定各部分結(jié)構(gòu)形式。（2）攪拌器的設(shè)計。 根據(jù)工藝參數(shù)確定各部幾何尺寸； 考慮壓力、溫度、腐蝕因素，選擇釜體和夾套材料； 對罐體、夾套進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算、校核；（3）傳動系統(tǒng)設(shè)計，包括選擇電機(jī)、確定傳動類型、選擇聯(lián)軸器等。（4）決定并選擇軸封類型及有關(guān)零部件。（5）繪圖，包括總圖、部件圖。（6）編制技術(shù)要求，提出制造、裝配、檢驗和試車等方面的要求。2

3、. 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計反應(yīng)釜是有罐體和夾套兩部分構(gòu)成，罐體是反應(yīng)的核心，為物料完成攪拌過程提供一個空間。夾套為反應(yīng)的操作溫度提供保障，是一個套在罐體外的密封空間容器。21罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計罐體采用立式的圓筒形容器，有筒體和封頭構(gòu)成。通過支座安裝在基礎(chǔ)平臺上。封頭采用橢圓形封頭。下封頭與筒體的連接采用焊接連接。而為了拆卸清洗方便，上封頭采用法蘭與筒體連接。夾套型式與罐體大致一致。2.2 罐體幾何尺寸計算2.2.1確定筒體內(nèi)徑 一般有工藝條件給定容積V、筒體內(nèi)徑Di 估算： 式中i為長徑比即： ，根據(jù)表4-2取i=1.1，已知V=2.5,則 =1425, 將Di 圓整到公稱直徑系列，則 =1400

4、(mm)，此時每米高的筒體容積=1.539，每米高的表面積=4.40m22.2.2 確定封頭尺寸 橢圓封頭選取標(biāo)準(zhǔn)件，它的內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑相同，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭尺寸見附表4-2.即DN= =1400（mm） 曲邊高度 h1 =350mm 直邊高度h2=25mm 容積=0.3977 表面積=2.2346 2.2.3 確定筒體的厚度Hi 反應(yīng)釜容積V通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計算。則筒體高度按下式計算并進(jìn)行圓整：=( V)/ 式中 -封頭容積：0.3977m3 -1m高筒體容積： =1.539 m3 /m 得 = (2.5-0.3977)/1.539=1.366m圓整后的=1.3m=1400mm按

5、筒高圓整后修正實際容積： V= × + =1.539*1.4+0.3977=2.55>2.5 m 復(fù)核結(jié)果符合規(guī)定范圍 2.3 夾套幾何尺寸計算 夾套內(nèi)徑D2可根據(jù)筒體內(nèi)徑D1按表4-3選?。篋2 =D1+100=1500mm 符合壓力容器公稱直徑系列，裝料系數(shù)=0.8夾套高H2 計算：H2 = （V-V封）/ =(0.8*2.5-0.3977)=1.07m 圓整后，H2 = 1100mm夾套所包圍的罐體的表面積，一定要大于工藝要求的傳熱面積F，即： F封F筒>=F 其中 F筒=H2 ×F1m 故 F封F筒 =2.23464.40×1.1=7.07&g

6、t;7罐內(nèi)不需要設(shè)置其他傳熱裝置。2.4 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計算 夾套反應(yīng)釜幾何尺寸確定后，要根據(jù)已知的公稱直徑，設(shè)計壓力和設(shè)計溫度進(jìn)行強(qiáng)度計算確定罐體及夾套的筒體和封頭的厚度。24.1 強(qiáng)度計算的原則及依據(jù)強(qiáng)度計算中各參數(shù)的選取及計算，均應(yīng)符合GB150-1998鋼制壓力容器的規(guī)定。圓筒為正壓外帶夾套時：當(dāng)圓筒的公稱直徑DN>=600時，被夾套包圍部分的圓筒分別按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中較大值，其余部分按內(nèi)壓圓筒設(shè)計。2.4.2 強(qiáng)度計算（按內(nèi)壓計算）罐體和夾套材料選用20R，設(shè)計溫度t1<=60（罐體內(nèi)），t2=100（夾套內(nèi)），設(shè)計壓力 = 0.2（罐體內(nèi)）， = 0.3

7、（夾套內(nèi)）。液柱靜壓力P1H=10-6gh=10-6*1.0*9.8*1400=0.014Mpa罐體計算壓力P1C=P1+P1H=0.2+0.014=0.214 Mpa夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸氣，故其液柱靜壓力可以忽略不計，則夾套的計算壓力為焊接接頭系數(shù)為查表可知設(shè)計溫度下，20R的許用應(yīng)力為,按內(nèi)壓計算筒體的計算厚度 ：夾套的計算厚度 ：筒體封頭計算厚度：夾套封頭計算厚度： 取鋼板厚度負(fù)偏差C1=0.6mm，由于雙面腐蝕且微腐蝕，故腐蝕余量，取最小厚度作為計算厚度 罐體筒體的設(shè)計厚度，罐體封頭的設(shè)計厚度夾套筒體的設(shè)計厚度，夾套封頭的設(shè)計厚度則罐體筒體的名義厚度 夾套筒體的名義厚度 罐體封頭的名義厚度

8、 夾套封頭的名義厚度 2.4.3 按外壓對筒體和封頭進(jìn)行穩(wěn)定性校核1.由強(qiáng)度計算可得罐體名義厚度 查表得4.5-5.5是鋼板的厚度負(fù)偏差則罐體筒體外徑 筒體計算長度 系數(shù)計算 當(dāng)時，查的A=0.000093許用外壓所以5mm的鋼板不能用。2.假設(shè)名義厚度為，由表可知 ，則則罐體的有效厚度 罐體筒體外徑 此時筒體的計算長度 系數(shù)計算 由表可知 時對應(yīng)的A=0.0006MPa， B=83MPa故許用外壓 故容器穩(wěn)定性滿足要求3.假設(shè)罐體封頭的名義厚度，則罐體封頭的有效厚度 罐體封頭外徑 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼半徑 系數(shù)計算 當(dāng)時由表得B=98MPa許用外壓 故橢圓形封頭滿足穩(wěn)定性要求罐體封頭的最小厚

9、度滿足要求2.4.4 水壓試驗校核計算夾套反應(yīng)釜應(yīng)對罐體和夾套分別進(jìn)行水壓試驗，并校核圓筒應(yīng)力T筒體材料為Q235-A，該材料有=235，取=0.85，則罐體筒體水壓試驗壓力 夾套筒體水壓試驗壓力 罐體內(nèi)筒水壓試驗時壁內(nèi)應(yīng)力： 夾套內(nèi)壓試驗應(yīng)力：水壓試驗安全3 反應(yīng)釜的攪拌裝置3.1 選擇攪拌器推進(jìn)式攪拌器，攪拌器之徑與罐體內(nèi)徑之比，取查表，有 鍵槽b=12 t=43.6 H=65質(zhì)量 3.62 3.2 攪拌軸設(shè)計攪拌軸的機(jī)械設(shè)計內(nèi)容同一般傳動軸，主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核攪拌軸的材料：選用 45鋼 選用電機(jī)Y132-6，5.5kw軸轉(zhuǎn)速=250，查表C=115，則考慮到開鍵槽軸擴(kuò)大7%，則d=34.45mm<40mm故d=40滿足要求 4 V帶輪設(shè)計計算傳動的額定功率p=5.5kw小皮帶輪轉(zhuǎn)速為電機(jī)轉(zhuǎn)速大皮帶輪轉(zhuǎn)速為已知攪拌軸轉(zhuǎn)速工況系數(shù)查表有=1.2設(shè)計功率根據(jù)和，選取B型帶速比i=3.84初選小皮帶輪直徑=125驗算帶速帶速在5m/s25m/s范圍內(nèi)，帶速合適選取滑動率=0.02，則大皮帶輪直徑=i（1-）=470.7，由表取直徑系列=