攪拌釜式反應(yīng)器課程設(shè)計書

1、攪拌釜式反應(yīng)器課程設(shè)計書一、設(shè)計容安排1 .釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：設(shè)備結(jié)構(gòu)、人孔數(shù)量及位置，儀表接管選擇、工藝接管管徑計算等。2 .設(shè)備壁厚計算及其強度、穩(wěn)定性校核3 .筒體和裙座水壓試驗應(yīng)力校核4 .編寫設(shè)計計算書一份5 .繪制裝配圖一(電子版)二、設(shè)計條件工作壓力釜0.1MPa夾套0.3( 0.6) Mpa工作溫度釜80 c夾套140(160) C工作介質(zhì)釜溶液夾套水、蒸汽腐蝕情況輕微攪拌型式平槳式轉(zhuǎn)速85r/min功率1.4Kw設(shè)備容積V9.35m3推后材料Q235- A三、設(shè)計要求1 .學生要按照任務(wù)書要求，獨立完成塔設(shè)備的機械設(shè)計;2 .根據(jù)設(shè)計計算書、圖紙及平時表現(xiàn)綜合評分。四

2、、設(shè)計說明書的容1 .符號說明2 .前言(1)設(shè)計條件；(2)設(shè)計依據(jù)；(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)形式概述。3 .材料選擇(1)選擇材料的原則；(2)確定各零、部件的材質(zhì);(3)確定焊接材料。4. 繪制結(jié)構(gòu)草圖（ 1）按照工藝要求，繪制工藝結(jié)構(gòu)草圖；（ 2）確定裙座、接管、人孔、控制點接口及附件、部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示；（ 3）標注形位尺寸。5. 標準化零、部件選擇及補強計算：（ 1）接管及法蘭選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖統(tǒng)一編制表格。容包括：代號，PN,DN,法蘭密封面形式，法蘭標記，用途）。補強計算。（2）人孔選擇：PN,DN標記或代號。補強計算。（ 3）其它標準件選擇。6. 結(jié)束語：對自己

3、所做的設(shè)計進行小結(jié)與評價，經(jīng)驗與收獲。7. 主要參考資料。目錄攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計條件 11. 確定筒體的直徑和高度 22. 確定夾套的直徑和高度 23. 確定夾套的材料和壁厚 34. 確定筒的材料和壁厚 35. 水壓試驗及其強度校核 56. 選擇釜體法蘭 67. 選擇攪拌器、攪拌軸和聯(lián)軸器 68. 選擇攪拌傳動裝置和密封裝置 79. 校核 L1/ B 和 L1/d 810. 容器支座的選用計算 811. 選用手孔、視鏡、溫度計和工藝接管 912. 參考資料 1013. 設(shè)計感想 11攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計條件工藝條件工藝條件圖工作壓力釜0.1Mpa夾套0.3Mpa工作溫度釜80 c夾套140C工作

4、介質(zhì)釜溶液夾套水、蒸汽P腐蝕情況輕微二攪拌型式平槳式轉(zhuǎn)速85r/min功率1.4Kw設(shè)備容積V9.35m3推后材料Q235 A口編p名稱DNa進蒸汽25b壓力表25c手孔250d溫度計40e進物料25f安全閥40g出料40h排凝液25i視鏡80備注夾套加熱蒸汽系統(tǒng)裝上安全 閥，釜外保溫，反應(yīng)釜安裝在 樓板上。1確定筒體的直徑和高度根據(jù)反應(yīng)釜的設(shè)計要求，對于液液相類型H/Di=11.3 ,選取H/D = 1.3 得，由 d"- 4V = 3,4 935 = 2.09m;. H / Di ;1.3圓整（間隔100mm到標準公稱直徑系列，選取筒體直徑 D = 2100mm查標準封頭參數(shù)資料

5、得 DN 2100mm寸，標準橢圓封頭高度 h1=565mm 直邊高度h2=40mm表面積Fn=5.04m：容積 M=1.41rn3。計算得每米高圓筒的體積 M=1/4兀*2.1 2=3.46m3H=V-h =9.35 5.04 =2.392m V13.46筒體高度圓整為H= 2400m于是H/D=2400/2100=1.142核查結(jié)果符合原定圍。2.確定夾套的直徑和高度夾套的徑Dj=D+100=2200mm投料系數(shù)0.85,則直筒夾套高度： 9.35*0.85 1.58 ,H j=z=1.820m1.424圓整夾套高度，選取 H=1900mm則間隙H0=H- H=2400-1900=500m

6、m這樣便于筒體法蘭螺栓的裝拆驗算夾套傳熱面積 2 F= L1H+Fn=12.74>7.1m2即夾套傳熱面積符合設(shè)計要求3 .確定夾套的材料和壁厚(壓式容器)夾套選取Q232 A(又稱為A3鋼)的材質(zhì)，可以知道板厚在420mm 設(shè)計溫度在150c日t Q23"A的許用應(yīng)力t = 113MPa因為有夾套有安 全閥，所以P= 1.1Pw那么Pj=0.33MPa,因為部夾套無法探傷，故取 = 0.60根據(jù)夾套的鋼板厚度負偏差ci=0.6mm,單面腐蝕取腐蝕余量C2=1.0mm貝U c=c1+c2=0.6+1.0=1.6直筒夾套的壁厚計算如下：td = P Dj +C= 0.33 220

7、0+1.6=6.967mm2 P 2 113 0.6-0.33標準橢圓形夾套封頭的壁厚為, P Dj0.33 2200t二t-+C= l.6=6.960mm2 0.5P2 113 0.6 0.5 0.33圓整至鋼板規(guī)定尺寸，選取夾套的筒體和封頭壁厚均為6mm夾套最大允許工作壓力(MPa PmaxmaxDjtmax2 113 0.6 62200 60.455MPa夾套安全系數(shù)=0.455/0.33=1.378 (符合要求)4 .確定筒的材料和壁厚(外壓式容器)設(shè)筒體厚度t (mm),初步取負偏差C1=0.8mm腐蝕裕度C2=2mm則筒體有效壁厚：te t Ci C2(mim圓筒外徑：Do Di

8、2*t Di 2*(t c, c2) 2200 2(t 2.8)(1)0.4短筒式外壓圓筒壁厚公式：-Do藕D(2)式中：筒受外壓長度 L=H+m+*=2100+25+565/3= 23133E：彈性模量，在本設(shè)計條件下，Q235AM 206000MPap：工作壓力的1.1倍，即0.33MPa聯(lián)立（1）和（2）,通過迭代法計算出te=8.8mm則，壁厚t t C1 c2 8.8 0.8 2 11.6mm,圓整至鋼板規(guī)定尺寸 12mm負偏差c=0.8mm腐蝕裕度C2=2mm1在合適的圍，則 新的 te t' Ci C2 12 0.8 2 9.2 mD0 Di 2*t 2100 2 12

9、2124mmL/D0 2313/2124 1.089, D0/t 2124/12 167式（2）變形，圓筒外壓臨界壓力公式：P2.59E-Z-' Z-''_2"53(L/Do)(Do/te).2.59* 206000P 0.453MPa3*1.089* (167 .)安全系數(shù)襄1.37 （滿足設(shè)計要求）為了制造方便，筒、上封頭和下封頭的厚度也設(shè)計為12mm以下計算時驗證封頭是否滿足要求。取 C1=0.8mm C2=2mm則，t e=12-2.8 =9.2mm標準橢圓形封頭的外壓計算當量球面半徑：R=KD=0.9 （2100+12）=1900.8mm許用外壓力p

10、”誓 0.833* 206嗎0.466MPa（R/t ）（1900.8/9.2）安全系數(shù)鬻1.412 （完全滿足實際要求1.45 .水壓試驗及其強度校核筒水壓試驗壓力 R=0.1*1.1+0.1=0.21MPa P T=1.25*0.1=0.125MPa取二者最大值 PT=0.21MPa夾套水壓試驗壓力 Pr=0.3*1.1+0.1 =0.43MPa, Pr=1.25*0.3=0.375MPa取夾套水壓試驗 P Tj=0.43MPa筒水壓試驗時壁應(yīng)力：PTD (tn c)0.212100 (12 2.8)2(12 2.8)* 0.852(tn C)TfPTKD 0.5(tn c)0.210.9

11、* 2100 0.5*(12 2.8)- 36.04MPa2(tn C)2*(12 2.8)* 0.6T28.32 MPaPrDj (tn c)T 2(tn c)夾套水壓試驗時壁應(yīng)力0.43*2200 (6 1.6)179.525MPa2*(6 1.6)* 0.6R/KDj 0.5(* c) 0.43* 0.9* 2200 0.5* (6 1.6) 16143MPTjf2(tn c)2*(6 1.6) * 0.6. a由于Q235-A在常溫時s = 235MPa0.9 s=211.5MPa水壓試驗時筒夾套都小于0 .9 s,故水壓試驗安全。筒體許用壓力0.21MPa,夾套水壓試驗時PTj 0.

12、43MPa故夾套在進行水壓時筒體需要充壓才能保持筒體穩(wěn)定。6 .選擇釜體法蘭根據(jù)DN=1400mmp=0.3MPa由于PN不會超過0.6Mpa,可以選用甲型平焊法蘭。確定為 RF型、甲型平焊法蘭。其尺寸為D=2330 D=2290D2=2255 D 3=2241 D 4=2238墊片材料為石棉橡膠板，選用墊片為1440*1440*3 , JB/T4704-20007 .選擇攪拌器、攪拌軸和聯(lián)軸器根據(jù)工藝條件要求，查閱槳式攪拌器(HG/T2501.41991)選 取攪拌器外徑500mm攪拌軸直徑d = 50mm勺平槳式攪拌器，標記為： 攪拌器 500- 50 HG/T2501.4 -1991選擇

13、攪拌軸材料為45鋼，鋼的許用扭應(yīng)力為尸3040MPa計算 系數(shù)A= 118107，則攪拌軸的直徑為(118 107) j顯 (42.6 38.6)mmP d=A 3 P ,n表311幾種常用軸材料的及人值軸的材料Q2,35,2035,1Cr18Ni9T i4540Cr,35SiMn,40mNb,38SiMnMo,3a13t/MP a12 2020 3030 4040 52A160135135118118107107 98考慮到鍵梢可能對軸的強度的削弱和物料對軸的腐蝕，并可以取攪拌軸的d= 50mm查閱標準攪拌傳動裝置一一聯(lián)軸器，(HG2157a 1995)中夾殼式聯(lián)軸器形式、尺寸、技術(shù)要求、選

14、用立式夾殼聯(lián)軸器。公稱直徑 50mm勺聯(lián) 軸器的最大扭矩Mn =515 N? rn驗算聯(lián)軸器白扭矩，查表 312,選取 工作情況系數(shù)K= 1.5,聯(lián)軸器的計算扭矩Mnj為：40Mnj KM n 1.5 9550 253N? m < M nj85表312工作情況系數(shù)K工作機原動機扭矩變化很 小的機械扭矩變化很 小的機械扭矩變化中 等的機械扭矩變化和沖擊載 荷中等的機械扭矩變化和沖擊載 荷很大的機械電動機1.92.3夾殼聯(lián)軸器的標記為:聯(lián)軸器 DN50 HG21570- 19958 .選擇攪拌傳動裝置和密封裝置根據(jù)設(shè)計條件，查閱標準攪拌傳動裝置-傳動軸、減速器型號及 技術(shù)參

15、數(shù)、(HG215681995)及其附錄單級立式擺線鐘輪減速器， 按照攪拌功率和轉(zhuǎn)速選擇擺線針齒行星減速機BLD1.5 2 29Q。查閱標準Y系列三相異步電動機、(HBT1039J2002),選電機Y90L-4, 額定功率：1.5kw,轉(zhuǎn)速1400r/min ,根據(jù)表3- 13查得擺線針齒行星減 速機傳動效率為0.95 ,減速機輸出功率為1.5 X 0.95 = 1.425kw,符合攪 拌要求。參考標準單支點機架、HG215661995,根據(jù)所選減速機設(shè)計減速機機架根據(jù)操作條件選用帶襯套及冷卻水套鑄填料箱， 查閱攪拌傳動裝 置一一碳鋼填料箱、(HG2153分1992)公稱軸徑DN50勺填料箱，標

16、 記為：填料箱 PN0.6 DN50 HG/T21537.7 19929 .校核 L1/ B 和 L1/d槳式攪拌器安裝一層，根據(jù)安裝要求和考慮帶襯套填料箱有支承作 用，得Li = 2100mm參考單支點機架、(HG2156-1995),機座J B 50 尺寸，可得 B= 565mmL1/B 2100/565 3.72 <4 L1/d 2100/50 42<50 均符合要求。10 .容器支座的選用計算反應(yīng)釜因需外另保溫，故選用B型懸掛式支座。反應(yīng)釜的總質(zhì)量包括 物料(或水壓試驗的水)W釜體和夾套的質(zhì)量 W,電動機、減速機、攪拌 裝置、法蘭、保溫層等附件 W。當釜、夾套充滿水時的質(zhì)量

17、比物料重，由此W1 LDj2Hj D2(H Hj) Vh Vhj 44 2 22 1 9 2.12(2.4 1.9) 1.41 0.453 10004410817kg釜體和夾套的質(zhì)量可以查手冊或自行計算，由此W= 418X 2.2+278 X 1.9+208X2+138 2001.8kg電動機和減速機總質(zhì)量約100kg，攪拌裝置質(zhì)量約 40kg,筒體法蘭77.7 kg ，保溫層約100 kg, 手孔及其它拉管附件質(zhì)量約50kg，由此W= 100+40+77.7+100+50= 367.7 kg反應(yīng)釜總質(zhì)量W WWW= 10817+2001.8+367.7 13186.5kg即總重力約為132k

18、N反應(yīng)釜安裝4 個支座，但按 3 個支座承受計算，查閱標準 耳式支座(JB/T472592),可以選用承載能力為50kN的支座B2 JB/T47251992 材料為Q235 B11 . 選用手孔、視鏡、溫度計和工藝接管根據(jù)板式平焊法蘭手孔(HG21529 2005) , 選用手孔形式為a式，PN= 0.6 MPa DN = 250mm .手孔 RF DN250 PN0.6 HG21529- 2005加熱蒸汽進口管a 采用 32 3.5無縫鋼管, 配法蘭 PN0.6 DN25HG20593 1997冷凝液出口管h 和壓力表接管b 都選用 32 3.5無縫鋼管，配法蘭PN0.6 DN25 HG20

19、593 1997加強套管溫度計d 的管口選用45 3.5進料管口e 采用 32 3.5無縫鋼管，配法蘭PN0.6 DN25 HG20593 1997安全閥接管f 采用 32 3.5無縫鋼管，配法蘭 PN0.6 DN40 HG205931997出料管口 g采用45X 3.5無縫鋼管（詳細見P54）配法蘭PN0.6 DN40HG20593 1997由標準壓力容器視鏡i選用碳素鋼帶頸視鏡 89X4.5 DN80HGJ502 86 512 參考資料鄺生魯 化學工業(yè) 化學工業(yè)崇光 曉梅 化學工業(yè)董大勤化學工業(yè)董大勤袁鳳隱化學工業(yè)匡國柱史啟才化學工業(yè)賀匡國化學工業(yè)朱有庭曲文海于浦義 化學工業(yè)紅良等華東理工

20、大學刁玉瑋等理工大學13 設(shè)計感想做完了攪拌釜式反應(yīng)器的課程設(shè)計，剛開始覺得真的好復雜啊，從來沒有做過這種類型的課題，想想都怕，不過得感老師，花了一節(jié)課的時間幫我們一層一層的抽絲剝繭，一點一點的分析，幫我們設(shè)計好了框架，幫我們采集了大量的數(shù)據(jù)參數(shù)以及公式，還做成了excel ， 方便了我們的運算和設(shè)計，才使得有幸完成。再回頭發(fā)現(xiàn)，也覺得不是很難，就是好多參數(shù)得根據(jù)上一步或幾步算出來的數(shù)據(jù)去查資料，這個有點麻煩，網(wǎng)上的數(shù)據(jù)和書上的數(shù)據(jù)相互借鑒查算，不過還好，其余的一些計算都還蠻好做的。通過做這個課程設(shè)計，我也知道了設(shè)計的不易，哪怕是實驗室的最簡單的儀器， 背后都有無數(shù)的人在努力，一步一步的推進，才提高了我們的實驗效率， 為探尋世界的本質(zhì)有了更深入的了解。即使有些儀器雖然知道了設(shè)計設(shè)想， 但是真正設(shè)計起來還是充滿了艱辛，充滿了挑戰(zhàn)，有些參數(shù)沒有固定值， 是需要通過不斷的嘗試不斷的摸索才能找到合適的。雖然完成了這個課程設(shè)計，但是我覺得還是有一些不足之處，麻煩老師給予修正。最后還要感老師您兩年來不辭辛苦的給我們上課，教我們各種知識，耐心的 解答同學們的疑問，真心感老師，祝您身體健康，事業(yè)順利。附件：封頭參數(shù)旺;W可貪祭:忘海三.二營面程.客筑字號合林31校 普法庭 為東面積DN H K/工 A/m2 口436 7