反應釜畢業(yè)設計-（最新）

1、陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 2.4 m3攪拌反應釜設計攪拌反應釜設計 摘摘 要要 本文設計的攪拌設備是攪拌反應釜，反應釜的結(jié)構(gòu)采用夾套式。內(nèi)筒介質(zhì)是染料 及有機溶劑，設計壓力為 0.7MPa；夾套內(nèi)介質(zhì)為冷卻水或蒸汽，設計壓力為 0.9MPa； 主體材質(zhì)為 Q345R，攪拌速度為 50r/min，反應釜體積為 2.4m3，操作體積為 2.0m3，軸 功率為 1.4KW。 攪拌反應釜主要由筒體和夾套組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器 和攪拌軸組成；傳動裝置是為攪拌裝置設置的，主要由電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳 動軸等組成；軸封裝置為動密封，一般采用機械密封或填料密封；它們與支座、人孔

2、、 工藝接管等附件一起，構(gòu)成完整的攪拌反應釜。 設計方法采用壓力容器常規(guī)設計方法，遵循化工設備要求，按照 GB150- 98鋼制壓力容器等技術法規(guī)執(zhí)行，設計內(nèi)容主要包括釜體（內(nèi)筒與夾套）強度、 結(jié)構(gòu)設計、校核和水壓試驗；攪拌裝置設計與校核；傳動裝置設計以及反應釜其他零 部件設計等。 反應釜作為攪拌設備的一種，其應用前景廣泛，尤其在石油與化工行業(yè)中更是得 到了廣泛的應用。 關鍵詞關鍵詞 反應釜；釜體；攪拌裝置；傳動裝置；附件 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） I Abstract This design of mixing equipment is stirred tank reactor with

3、 jacket. Inner tube is a dye and an organic solvent medium and the design pressure is 0.7Mpa.jacket cooling medium is water or steam and the design pressure ois 0.9MPa; The main material is Q345R, stirring speed is 50r/min, reactor volume is 2.4m3, operating volume is 2.0m3 and shaft power is 1.4KW。

4、 stirred tank reactor is mainly composedof the cylinder and the jacket ，mostly in medium and low-pressure vessels.The mixing device composed by a stirrer and agitator shaft.The gearing is set for the stirring device, mainly consists of motor, reducer, couplings and shafts and other components; seal

5、device is dynamic seal, generally use mechanical seal or packing.All of them with support, manholes, and other accessories with the takeover process constitute a complete stirred tank reactor. Pressure vessel design using conventional design methods, follow the chemical equipment requirement, accord

6、ing to GB150-98 steel pressure vessel and other technical enforcement.The designed mainly includes kettle body (inner tube and jacket) strength, structural design, school nuclear and hydraulic test, stirring device design and checking, gear design and other reactor components design. Reactor as a st

7、irring device has broad application prospects, especially in the oil and chemical industry it has been even more widely used. Keywords reactor；kettle；stirring device；gearing；attachment 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 II 目錄目錄 引言.- 1 - 第 1 章 緒論.- 3 - 1.1 反應釜研究的背景及意義.- 3 - 1.2 反應釜的研究現(xiàn)狀.- 3 - 1.3 反應釜的發(fā)展趨勢.- 4 - 第 2 章 反

8、應釜釜體的設計.- 6 - 2.1 釜體 、的確定.- 6 -DNPN 2.2 釜體筒體壁厚的設計.- 6 - 2.3 釜體封頭的設計.- 7 - 2.4 筒體長度的設計.- 7 -H 2.5 外壓筒體壁厚的設計.- 8 - 2.6 外壓封頭壁厚的設計.- 8 - 第 3 章 反應釜夾套的設計.- 10 - 3.1 夾套的、的確定.- 10 -DNPN 3.2 夾套筒體的設計.- 10 - 3.3 夾套封頭的設計.- 10 - 3.4 傳熱面積的校核.- 11 - 第 4 章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗.- 12 - 4.1 釜體的水壓試驗.- 12 - 4.2 釜體的氣壓試驗.- 12 -

9、4.3 夾套的液壓試驗.- 13 - 第 5 章 反應釜附件的選型及尺寸設計.- 15 - 5.1 釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設計.- 15 - 5.2 工藝接管的設計.- 16 - 5.3 接管墊片尺寸及材質(zhì).- 18 - 5.4 人孔的設計.- 19 - 5.5 視鏡的選型.- 20 - 5.6 支座的選型及設計.- 21 - 第 6 章 攪拌裝置的設計.- 23 - 6.1 攪拌軸直徑的初步計算.- 23 - 6.2 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算.- 23 - 6.3 聯(lián)軸器的選擇.- 23 - 6.4 攪拌器的設計.- 24 - 6.5 攪拌軸尺寸的設計.- 26 - 第 7 章 傳動裝置的選型和尺

10、寸計算.- 27 - 7.1 電動機的選型.- 27 - 7.2 減速器的選型.- 27 - 7.3 機架的設計.- 27 - 7.4 底座的設計.- 28 - 7.5 凸緣法蘭的選型.- 29 - 7.6 密封形式的選擇.- 29 - 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） III 7.7 安裝底蓋與密封箱體、機架的配置.- 30 - 第 8 章 焊縫結(jié)構(gòu)設計及開孔補強計算.- 31 - 8.1 釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu).- 31 - 8.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設計.- 32 - 8.3 封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計算.- 33 - 8.4 有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的金屬面積的計算.- 33 - 8.5

11、 判斷是否需要補強的依據(jù).- 34 - 結(jié)論與展望.- 35 - 致謝.- 36 - 參考文獻.- 37 - 附錄.- 38 - 附錄 A：主要參考文獻摘要及題錄.- 38 - 附錄 B：英文原文及翻譯.- 40 - 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 插圖清單插圖清單 圖 2-1 橢圓型封頭結(jié)構(gòu)9 圖 3-1 夾套下封頭的結(jié)構(gòu) 11 圖 3-2 夾套上封頭的結(jié)構(gòu) 11 圖 5-1 乙型平焊法蘭結(jié) 構(gòu)15 圖 5-2 墊片結(jié) 構(gòu)15 圖 5-3 蒸汽入口結(jié) 構(gòu)17 圖 5-4 突面板式平焊法蘭結(jié) 構(gòu)17 圖 5-5 墊片結(jié)構(gòu)形 式18 圖 5-6 人 孔19 圖 5-7 視 鏡21 圖 6-1 聯(lián)

12、軸器結(jié)構(gòu)形式及尺 寸24 圖 6-2 C 型凸緣聯(lián)軸器軸頭24 圖 6-3 攪拌器型 式25 圖 6-4 槳式攪拌器的結(jié) 構(gòu)25 圖 7-1 電動機結(jié)構(gòu)及安裝尺 寸27 圖 7-2 機架結(jié)構(gòu) 28 圖 7-3 底座的型式及尺寸 29 圖 7-4 凸緣法蘭結(jié)構(gòu)型式及尺寸 29 圖 7-5 填料密封結(jié)構(gòu)型式 30 圖 7-6 安裝底蓋與密封箱體、機架的配置結(jié) 構(gòu)30 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） I 表格清單表格清單 表 2-1 幾種攪拌設備筒體的高徑比6 表 3-1 封頭尺寸 11 表 5-1 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸 15 表 5-2 墊片的尺寸 16 表 5-3 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料 16 表 5

13、-4 板式平焊法蘭的尺寸 18 表 5-5 各法蘭墊片尺寸明細表 19 表 5-6 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸 20 表 5-7 PN1.0DN400 人孔的明細表20 表 5-8 視鏡材料 21 表 5-9 B 型耳式支座的尺寸22 表 6-1 漿式攪拌器的尺寸 25 表 7-1 機架尺寸 28 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 0 - 引言引言 反應釜的廣義理解即有物理或化學反應的容器，通過對容器的結(jié)構(gòu)設計與參數(shù)配 置，實現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混配功能。由于反應過程中的壓力 不同對容器的設計要求也不盡相同。不銹鋼反應釜廣泛應用于石油、化工、橡膠、農(nóng) 藥、染料、醫(yī)藥、食品

14、等生產(chǎn)型用戶和各種科研實驗項目的研究，用來完成水解、中 和、結(jié)晶、蒸餾、蒸發(fā)、儲存、氫化、烴化、聚合、縮合、加熱混配、恒溫反應等工 藝過程的容器。反應釜是綜合反應容器，根據(jù)條件對反應釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設 計。從開始的進料到出料均能夠以較高的自動化程度完成預先設定好的步驟要求，對 反應過程中的溫度、壓力等重要參數(shù)進行嚴格的調(diào)整。 1.反應釜常見的類型 反應釜根據(jù)材質(zhì)可大致分為一下幾種類型： 不銹鋼反應釜 不銹鋼反應釜由釜體、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置和其他附件等組成。 材質(zhì)一般有碳鋼、不銹鋼以及其他合金或復合材料；根據(jù)反應釜的制造機構(gòu)可分為開 式平蓋式反應釜、開式對焊法蘭是反應釜和閉式

15、反應釜三大類。攪拌形式一般有錨式、 漿式、渦輪式、推進式或框式等，攪拌裝置在高徑比較大時，可采用多層攪拌槳葉， 也可根據(jù)用戶要求任意匹配。密封形式可分為：填料密封、機械密封和磁力密封。加 熱方式有電加熱、熱水加熱、導熱油循環(huán)加熱、外（內(nèi)）盤管加熱等；冷卻方式為夾 套冷卻和釜內(nèi)盤管冷卻。廣泛應用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、科研等行業(yè)， 是用業(yè)完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化等化學工藝過程，出及有機染料和中間體 許多工藝過程的反應設備。 搪玻璃反應釜 搪玻璃反應釜是將含高二氧化硅的玻璃，襯于鋼制容器的內(nèi)表面，經(jīng)高溫的灼燒 而牢固的密著于金屬表面上成為復合材料制品。因此搪玻璃反應器具有玻璃的穩(wěn)定

16、性 和金屬強度的雙層優(yōu)點，是一種優(yōu)良的耐腐蝕設備。技術規(guī)范：使用壓力：0.2- 0.8Mpa；耐酸性：對各種有機酸、無機酸、有機溶劑均有較好的抗蝕性；耐堿性：對 堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。操作溫度：設備加熱或冷卻時，應緩慢進行。瓷層厚度： 玻璃設備的瓷層厚度 磁力攪拌反應釜 磁力攪拌反應釜的關鍵部件磁力耦合傳動器是一種利用永磁材料進行耦合傳動的 傳動裝置，改變了傳統(tǒng)機械密封和填料密封的那種能過軸套或填料密封攪拌軸的動密 封結(jié)構(gòu)為靜密封結(jié)構(gòu)，釜內(nèi)介質(zhì)完全處于由釜體與密封罩體構(gòu)成的密封腔內(nèi)，徹底解 決了填料密封和機械密封因動密封而造成的無法克服的泄露問題，使反應介質(zhì)絕無任 何泄露和污染。是國內(nèi)目前

17、進行高溫、 高壓下的化學反應最為理想的裝置，特別是進 行易燃、易爆、有毒介質(zhì)的化學反應，更加顯示出它的優(yōu)越性。 不飽和聚酯樹脂全套設備 不飽和聚酯樹脂全套設備由立式冷凝器、臥式冷凝器、反應釜、儲水器、分餾柱 五部分組成，適用范圍：用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、ABS 樹脂、 油漆的關鍵設備。 電加熱反應釜 電加熱反應釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無環(huán)境污染、無需鍋爐自 動加溫、使用方便等特點。用電熱棒加熱夾套里面的導熱油，使導熱油溫度升到所需 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） - 1 - 要的溫度，然后有測溫控制儀控制電熱棒使其斷電恒溫。是在吸收國內(nèi)外先進技術的 基礎上研制成

18、功的新型產(chǎn)品，廣泛地應用于醫(yī)藥、化工、食品、天然調(diào)味品、食品添 加劑、輕工等行業(yè)。 2.攪拌反應釜 攪拌反應釜是化學、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應設備之一。他是一種在 一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩種（或多種）液體與液體及液體與固 體或氣體物料混均，促使其化學反應的設備，通常伴有熱效應，有換熱裝置將所需的 熱量輸入或?qū)⑸傻臒崃恳瞥觥嚢璺磻磾嚢柩b置的安裝形式可分為立式、臥式、 傾斜式和底攪拌等；按攪拌形式可分為漿式、框式、錨式和推進式、渦輪式等。本文 所設計的攪拌反應釜為漿式攪拌反應釜。 漿式攪拌反應器在結(jié)構(gòu)上比較簡單，它的攪拌葉一般以扁鋼制造，當釜內(nèi)物料對 碳鋼有顯著腐

19、蝕性時，可用合金鋼或有色金屬制成，也可以用鋼制外包橡膠或環(huán)氧樹 脂，酚醛玻璃布等方法。槳葉安裝形式分為平直葉和折葉兩種。平直葉是頁面與旋轉(zhuǎn) 方向互相垂直；折葉則是與旋轉(zhuǎn)方向成一斜角度。平直葉主要使物料產(chǎn)生切向方向的 流動，加攪拌擋板后可產(chǎn)生一定的軸向攪拌效果。折葉與直葉相比軸向分流略多。漿 式攪拌器的運轉(zhuǎn)速度較慢，一般為 10-100r/min,圓周速度在 1.5-3m/s 范圍內(nèi)比較合適。 廣泛應用于促進傳熱可溶固體的混合與溶解以及需在慢速攪拌情況下，如攪拌被混合 的液體及帶有固體顆粒的液體都是很有效果的。 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 2 - 第第 1 章章 緒論緒論 1.1 反應釜

20、研究的背景及意義 隨著中國的發(fā)展越來越快，反應釜化工產(chǎn)品的出口量逐漸增加。全球?qū)Ω咝?，?質(zhì)化工產(chǎn)品的需求也日益增長，隨著企業(yè)產(chǎn)生對科學研究技術的需求，強力渴望生產(chǎn) 技術，生產(chǎn)設備的提高、進步和需求，進行國際間交流，將是中國成為全球化工制造 業(yè)中心，為化工設備帶來巨大的市場潛力。 同時，隨著科學技術的發(fā)展，人們對生活環(huán)境的要求逐漸提高， ，化工產(chǎn)業(yè)所制造 出的產(chǎn)品在我們的日常生活當中也隨處可見，為了能夠制造出更好的化工產(chǎn)品，不僅 對加工工藝提出了新的要求，也對其生產(chǎn)設備有了更新的要求，而反應釜作為精細化 工當中必不可缺的設備，更是成為重中之重。 鑒于攪拌反應釜是化工行業(yè)當中普遍使用的釜類設備，

21、因此，如何能夠?qū)F(xiàn)有的 攪拌反應釜類設備進行新的改進和加工，對于化工產(chǎn)業(yè)來說具有非常重要的意義，而 且它可以應用到國民經(jīng)濟、科技活動、國防建設和人民生活的各個領域。同時還可以 擴化工設備的出口，促進對外貿(mào)易和交流，因而對于振興我國的化工機械工業(yè)具有重 大的作用，對于推動我國科學技術的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展也具有極為深遠的戰(zhàn)略意 義。 1.2 反應釜的研究現(xiàn)狀 反應釜自 1912 年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展，至今全球仍以每年 35%的速度遞增。 我國也正處于快速發(fā)展當中，所以對其生產(chǎn)以及各類型的消費應用也保持在非常高的 水平。但是由于科學技術的限制，我國研制的反應釜以及在應用上跟國外相比，還是 有一定

22、差距的。 首先，國外所制造的反應釜，除了燃料行業(yè) 20000-40000L，其他的均可達到 120m3；而我國多在 6000L 以下。因為反應釜的容積小大與產(chǎn)量，批量生產(chǎn)中的質(zhì)量誤 差以及降低產(chǎn)品成本都有著密切相關的關系，所以這也限制了我國化工產(chǎn)品的質(zhì)量， 成本以及銷量。其次，國外的自動化水平高，在大工廠當中已經(jīng)實現(xiàn)了電腦自動化生 產(chǎn)，而我國的設備操縱還是普遍存在手工操作，這影響了產(chǎn)品的產(chǎn)量以及質(zhì)量，同時 對人身體的健康也有一定的影響。再者，在反應釜的構(gòu)成上，已經(jīng)由單一攪拌器發(fā)展 到雙攪拌器或外加泵的強制循環(huán)，而國外更是除了裝有攪拌器外，還使釜體沿水平線 旋轉(zhuǎn)，從而提高反應速度。 雖然我國跟國

23、外在反應釜的研制與應用上還有一定差距，但我國在這一領域上也 一直處于高速增長期，反應釜生產(chǎn)和消費應用的已廣泛應用于石油、化工、輕工、食 品、釀酒、制藥、家電、水電、機械、建筑、市政和各種民用器具中。 1990 年我國反應釜消費量為 26 萬噸，1999 年為 153 萬噸，2000 年為 173 萬噸， 2001 年為 225 萬噸，2004 年反應釜消費量達到 447 萬噸左右，居全世界第一位，2006 年反應釜消費量達到 600 萬噸以上，其中鉻鎳奧氏體反應釜的消費量占反應釜總消費 量的 75%80%。反應釜結(jié)構(gòu)調(diào)整和含鎳生鐵的使用也使人們看淡鎳的需求前景。近 年來，為降低鎳消耗量，反應釜

24、生產(chǎn)商從生產(chǎn)常規(guī)的奧氏反應釜（含 8%的鎳）轉(zhuǎn)向生 產(chǎn)低鎳（含 1-2%的鎳及 8-10%的錳）或無鎳反應釜，今年我國鐵素體反應釜的產(chǎn)量有 望達 200 萬噸。此外，不銹鋼反應釜含鎳生鐵的應用替代了金屬鎳的部分需求，今年 我國從東南亞等地進口了大量鎳礦，反應釜廠含鎳生鐵的使用量將達到 200 萬噸左右， 占反應釜行業(yè)鎳用量的 35。從而可見中國在這一領域發(fā)展的快速。 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） - 3 - 隨著近年來全球氣候變暖，在化工行業(yè)的發(fā)展的同時，對其產(chǎn)生的污染控制也越 來越嚴格，所以，從大的趨勢上來看，未來反應釜的發(fā)展，將從節(jié)能，環(huán)保以及更高 的工藝操作，材料等方面著手，以滿足市場與

25、發(fā)展潮流的變化。 1.3 反應釜的發(fā)展趨勢 對于攪拌反應釜的研究，除功率問題外，有關攪拌的流體力學研究具有重要意義。 這方面已做了許多工作，但尚需擴大和深入。在液體中進行攪拌時，攪拌器的功能不 僅引起液體的整個運功，而且要在液體中產(chǎn)生湍動，湍動程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而 產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關系。這些旋渦因經(jīng)常地互相撞擊和破裂，使液體受到劇烈的 攪拌。由此可見在攪拌操作中，對于流體力學理論的研究是極其重要的。 近代化學工業(yè)中，流動的物料不再只是一些低粘度的牛頓型流體，許多高粘度流 體也常常遇到，尤其是各種各樣的高分子溶液以及混有催化劑粒子的漿狀流體等非牛 頓型流體的應用日益廣泛。它們與通常的牛頓

26、型流體具有不同的流動特性，所以對于 非牛頓型液體的研究是當今的一個重要課題。對高粘度液休，特別是非牛頓型流體的 攪拌傳熱的研究，也是近年來的一個方向。聚合釜的傳熱特性與其中所用的攪拌器的 型式關系甚大。對于各種常用攪拌器型式的反應釜之傳熱，前人給出了許多方程式， 近年來在一些文章中也補充丁有關反應釜的傳熱系數(shù)的推算公式。 關于攪拌器，除非遇有特殊的任務，需要特殊設計之外，現(xiàn)有的各種攪拌器，尤 其常用的框式、平漿式、推進式和渦輪式等已足夠應用。而且這些攪拌器已有相應的 標準，所以對已有攪拌器性能的深刻了解。應予以更多的注意，以便使它們在使用中 能夠充分發(fā)揮作用。渦輪式攪拌器現(xiàn)正被廣泛使用，因為這

27、種攪拌器在工業(yè)上適應性 是很大的，它幾乎能有效地完成所有的攪拌任務，并能處理那些特別是化學工業(yè)中經(jīng) 常遇到的各種粘度的物料。 反應釜的軸封多是用填料密封和機械密封。一百多年前，初期的密封都是采用一 些天然材料如皮革和浸油繩等作為軸封。以后油浸繩密封逐漸發(fā)展成為今天的軟填料 密封。由于石油化學工業(yè)的發(fā)展，易燃易爆物質(zhì)比較多，對密封性能要求較嚴， 19351945 年間在英美等國均開始研究和應用機械密封，并得到到較快發(fā)展。機械密 封較填料密封有很多優(yōu)點：泄漏量極少。機械密封的泄漏量是填料密封的 1%。 摩擦功率損失相當小。由于接觸面的摩擦系數(shù)很小，因此，機械密封的功率損失約為 填料密封的 l015

28、%。使用壽命長。一般質(zhì)量好的機械密封可用 25 年，在正常工 作條件下不需要維護調(diào)整。對軸的精度和光潔度的要求沒有填料密封那樣嚴格，耐振 性能好。當軸擺動較大時，機械密封也能良好工作。同時，軸對密封腔孔的偏斜也不 十分敏感，減少了軸或軸套的磨損。在軸有防腐蝕涂層時(噴，涂、襯、搪、包等)，能 克服填料密封將防腐層磨損或破壞的缺點。機械密封的缺點是結(jié)構(gòu)復雜，裝拆不便， 對動環(huán)和靜環(huán)的表面光潔度及平直度要求高，不易加工，成本較高。但和優(yōu)點相比只 占次要地位。因而機械密封已日益得到廣泛應用。 隨著科學技術的發(fā)展，設備有大型化發(fā)展的趨勢，也要求攪拌設備大型化。如國 外聚合釜的容積已由最初的 840m3

29、擴大到 60100m3，最大的已達到 140m3。采用大 型聚合釜可大大減少操作和檢修人員，有利于自動化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定 產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌 的方式越來越多。 總的來說，隨著設備行業(yè)的發(fā)展，反應釜要求越來越高?；どa(chǎn)對反應釜的具 體要求和發(fā)展趨勢如下： 1、大容積化，這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 4 - 效途徑和發(fā)展趨勢。染料生產(chǎn)用反應釜國內(nèi)多為 6000L 以下，其它行業(yè)有的達 30m； 而其它行業(yè)可達 120 m。 2、反應釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到

30、用雙攪拌器或外加泵強制循環(huán)。國外， 除了裝有攪拌器外，尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應速度。 3、以生產(chǎn)自動化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作，如采用程序控制，既可保證 穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益，減輕體力勞動，又可消除對環(huán)境的污染。 4、合理地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強保溫措施，提高傳熱效率 使熱損失降至最低限度，余熱或反應后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術的應用 將是今后的發(fā)展方向。 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） - 5 - 第第 2 章章 反應釜釜體的設計反應釜釜體的設計 2.1 釜體 、的確定DNPN 2.1.1 釜體的確定DN 由文獻過程設備設計表 8-5 可知幾

31、種攪拌設備筒體的高徑比如表 2-1： 表 2-1 幾種攪拌設備筒體的高徑比 種類筒體內(nèi)物料類型高徑比 反應釜、混合槽液-液或液-固體系1-1.3 反應釜、分散槽氣液體系1-2 聚合釜懸浮液、乳化液2.08-3.85 攪拌發(fā)酵罐氣-液體系1.7-2.5 由給定參數(shù)：反應釜內(nèi)介質(zhì)為染料和有機溶劑，由表選取高徑比 i=1.3 將釜體視為筒體，由 V=(/4)，L=1.3則， 2 i D L i D （2-1） 3 4 i i D H V D Di=1330mm 圓整 Di=1400mm 2.1.2 釜體 PN 的確定 因設計壓力 p0.7，故：1.0MPaPNMPa 2.2 釜體筒體壁厚的設計 2.

32、2.1 設計參數(shù)的確定 設計壓力：0.7MPa；pp 計算壓力： = = 0.7； c p c ppMPa 設計溫度 ： t110；t 焊縫系數(shù)： 0.85（面焊全焊透對接接頭，局部無損檢測） ； 材料選擇：Q345R（熱處理下高強度，韌性好，焊接性能與成型性能良好， 耐腐蝕性能優(yōu)良） ； 許用應力：根據(jù)材料 Q345R、設計溫度 55，由文獻1表 D-1 知189 t t ；MPa 鋼板負偏差：由文獻2 表 14-6 得0.25 （GB6654-96） 1 C 1 C 腐蝕裕量：1.0（雙面腐蝕） 。 2 C 2 Cmm 2.2.2 筒體壁厚的設計 由公式設計壁厚 得： 2 2 ci d t

33、 c p D SC p 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 6 - mmSd06 . 4 1 7 . 085 . 0 1892 4 . 17 . 0 考慮，則=+=4.31， 1 C n S d S 1 Cmm 經(jīng)圓整并考慮鋼板常用規(guī)格，取故筒體的壁厚取 Sn=6mm 2.3 釜體封頭的設計 2.3.1 封頭的選型 由文獻2316 頁表 16-3 選釜體的封頭選標準橢球型，代號 EHA、標準 JB/T47462002。 1.3.2 設計參數(shù)的確定 Pc=0.7MPa 1.0（整板沖壓） ； 0.25（GB6654-96） ；1.0。 1 Cmm 2 Cmm 2.3.3 封頭的壁厚的設計 由公式

34、 21 5 . 02 cc p Dp c t ic n 得 mm n 49 . 4 0 . 125 . 0 24 . 3 圓整得 mm n 6 根據(jù)規(guī)定，封頭壁厚與筒體壁厚一致，所以封頭壁厚為 6mm。 2.3.4 封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定 根據(jù) DN=1400mm，由文獻2318 頁表 16- 5 知： 直邊高度： 25 體積： 0.398 1 hmm F V 3 m 曲邊深度： 350 內(nèi)表面積 A： 2.2346 2 hmm 2 m 質(zhì) 量 m: 102.9kg 2.4 筒體長度的設計H 2.4.1 筒體長度 H 的設計 ， TF VVV TF VVV 2 4 iF D HVV

35、=1299mm 2 4 F i VV H D 圓整得: H =1300mm 2.4.2 釜體長徑比的復核/ i L D 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） - 7 - 196. 1 1400 350251300 21 i iD hhH D L 在 1.01.3 之間，滿足要求。 2.5 外壓筒體壁厚的設計 2.5.1 設計外壓的確定 由設計條件可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為 0.9MPa，取設計外壓=0.9。pMPa 2.5.2 圖算法設計筒體的壁厚 設筒體的壁厚12，則：=12-2= 10， n Smm e S n SCmm2 oin DDS =1420， 4 .142 10 1424 0 e S D

36、mm 筒體的計算長度： = H+2h1L =1300+225 =1350()mm 948.0 1424 1350 0 D L 在文獻2中圖 15- 4 的坐標上找到 0.948 的值，由該點做水平線與對應的/ o L D 線相交，沿此點再做豎直線與橫坐標相交，交點的對應值為：948 . 0 0 DL 0.0001。A 由文獻2中選取圖 15-6，在水平坐標中找到=1.010-4點，由該點做豎直線與對A 應的材料溫度線相交，沿此點再做水平線與右方的縱坐標相交，得到系數(shù)的值為：B 130。BMPa 根據(jù)=得： =130/142.4=0.913（） p / oe B DS pMPa 因為0.9 0.

37、913，所以假設12合理，取筒體的壁厚pMPa pMPa n Smm 12。 n Smm 2.6 外壓封頭壁厚的設計 2.6.1 設計外壓的確定 封頭的設計外壓與筒體相同，即設計外壓=0.9。pMPa 2.6.2 封頭壁厚的計算 設封頭的壁厚=12，則: = 12-2= 10（） ，對于標準橢球形封 n Smm e S n SCmm 頭=0.9，0.91400=1260（） ， =1260/10= 126K ii RKDmm/ e Ri S 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 8 - 計算系數(shù)：。 4 1092 . 9 126 125 . 0 125 . 0 S R A i 由文獻2中圖 15

38、- 6 中選取，在水平坐標中找到=9.9210-4點，由該點做豎直A 線與對應的材料溫度線相交，沿此點再做水平線與右方的縱坐標相交，得到系數(shù)的B 值為值為：130。BMPa 根據(jù)=得： =1.03（） p / ie B RS pMPa 因為0.9 1.03，所以假設12合理， ，取封頭的壁厚為pMPa pMPa n Smm 12。mm 由在文獻2表 16-5 釜體封頭的結(jié)構(gòu)如圖 1-1，封頭質(zhì)量：208.0（）kg 圖 2-1 橢圓型封頭 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） - 9 - m V VV F 04 . 1 1 0 第第 3 章章 反應釜夾套的設計反應釜夾套的設計 3.1 夾套的、的確定D

39、NPN 3.1.1 夾套的確定DN 由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關系可知： 1400+100=1500（）100 ji DDmm 故取=1500mmDN 3.1.2 夾套的確定PN 由設備設計條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為 0.9，取1.0PNMPa 3.2 夾套筒體的設計 3.2.1 夾套筒體壁厚的設計 由公式 （3-C p Dp c t jc n 2 1） 得： mm n 74 . 5 25 . 1 49. 425 . 1 9 . 085 . 0 1892 15009 . 0 經(jīng)圓整及考慮標準規(guī)格，筒體壁厚取8。 n Smm 3.2.2 夾套筒體長度的初步設計 j H 根據(jù)筒體

40、DN=1400mm，由文獻2表 16-3 可知單位高容積 V1=1.54m3 由條件可知，操作容積 V0=2.0m3，總?cè)莘e V=2.4m3故裝料系數(shù) 83 . 0 0 V V 故筒體長度的估算值Hj 圓整后取 1.1m 3.3 夾套封頭的設計 3.3.1 封頭的選型 夾套的下封頭選標準橢球型，內(nèi)徑與筒體相同（Dj1500） 。代號 EHA，標準mm JB/T47462002。夾套的上部與筒體的連接選帶折邊錐形封頭，且半錐角。 45 3.3.2 橢球形封頭壁厚的設計 由公式 （3-C p Dp c t jc n 5 . 0 2 2） mm n 71. 525 . 1 9 . 05 . 00 .

41、 11892 15009 . 0 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 10 - 經(jīng)圓整，并考慮焊接方便取 。mm n 8 3.3.3 橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由文獻2表 165 可得封頭尺寸，見表 3-1： 表 3-1 封頭尺寸 直邊高度 h1總深度 h2容積 Vjf質(zhì) 量 m 25mm400mm0.486m3157.4kg 封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖 3-1： 圖 3-1 夾套下封頭的結(jié)構(gòu) 3.3.4 帶折邊錐形封頭壁厚的設計 考慮到封頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚 與夾套筒體的壁厚一致，即8。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2-2。 n Smm 圖 3-2 夾套上封頭的結(jié)構(gòu) 3.4

42、 傳熱面積的校核 由文獻2表 16-3 可得： DN=1400mm 釜體下封頭的內(nèi)表面積 Fh=2.2346 2 m DN=1400mm 筒體（1高）的內(nèi)表面積 F1= 4.396 2 mm 夾套包圍筒體的表面積= =4.3961.1=4.8356（ 2） S F 1 F j H m 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） - 11 - +=2.2346 + 4.8356=7.0702 h F S F)( 2 m 本設計要求的傳熱面積為 A=7m2，所以經(jīng)核算夾套的高度符合要求。 陳剛：2.4m3攪拌反應釜設計 - 12 - 第第 4 章章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗反應釜釜體及夾套的壓力試驗 4.1

43、釜體的水壓試驗 4.1.1 水壓試驗壓力的確定 水壓試驗壓力： （4-1） t T pp 25. 1 （4-2）MPappT) 1 . 0( 取兩者較大值作為最終水壓試驗壓力。 由公式（4-1）得 875 . 0 17 . 025 . 1 T p MPa 由公式（4-2）得 MPapT8 . 0 所以應取 PT=0.875MPa 4.1.2 液壓試驗的強度校核 由 得： max () 2() Tin n pDSC SC 775.61 )212(2 )2121400(875. 0 max 0.9 =0.91890.85=144.58（） s MPa 由61.775 (+0.1)， 取=1.125 T pp T pMPa 4.3.2 液壓試驗的強度校核 由 得： max () 2() Tin