夾套反應(yīng)釜課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　1 設(shè)計方案的分析和擬定</p><p>　　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

2、裝置分為攪拌器和攪拌軸，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(shí)用性和應(yīng)用的廣泛性，所以軸封采用機(jī)械軸封。</p><p>　　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。</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）攪拌器的設(shè)

3、計。</p><p>　　①根據(jù)工藝參數(shù)確定各部幾何尺寸；</p><p>　?、诳紤]壓力、溫度、腐蝕因素，選擇釜體和夾套材料；</p><p>　?、蹖摅w、夾套進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算、校核；</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）決定并選擇軸封類

4、型及有關(guān)零部件。</p><p>　?。?）繪圖，包括總圖、部件圖。</p><p>　?。?）編制技術(shù)要求，提出制造、裝配、檢驗(yàn)和試車等方面的要求。</p><p>　　2. 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計</p><p>　　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

5、的密封空間容器。</p><p>　　2．1罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　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。</p><p>　　夾套型式與罐體大致一致。</p><p>　　2.2 罐體幾何尺寸計

6、算</p><p>　　2.2.1確定筒體內(nèi)徑</p><p>　　一般有工藝條件給定容積V、筒體內(nèi)徑Di 估算： </p><p>　　式中i為長徑比即： ，根據(jù)表4-2取i=1.1，</p><p>　　已知V=2.5,則 =1425, 將Di 圓整到公稱直徑系列，則</p><p>　　=1400(mm)，此時

7、每米高的筒體容積=1.539，每米高的表面積=4.40m2</p><p>　　2.2.2 確定封頭尺寸</p><p>　　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） </p><p>　　曲邊高度 h1 =350mm 直邊高度h2=25mm 容積=0.3977 </p><

8、;p>　　表面積=2.2346 </p><p>　　2.2.3 確定筒體的厚度Hi</p><p>　　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－)/ </p><p>　　式中 ------------封頭容積：0.3977m3</p><p>　　----------

9、--1m高筒體容積： =1.539 m3 /m</p><p>　　得 = (2.5-0.3977)/1.539=1.366m</p><p>　　圓整后的=1.3m=1400mm</p><p>　　按筒高圓整后修正實(shí)際容積：</p><p>　　V= × + =1.539*1.4+0.3977=2.55>2.5 m&l

10、t;/p><p>　　復(fù)核結(jié)果符合規(guī)定范圍 </p><p>　　2.3 夾套幾何尺寸計算</p><p>　　夾套內(nèi)徑D2可根據(jù)筒體內(nèi)徑D1按表4-3選取：D2 =D1+100=1500mm</p><p>　　符合壓力容器公稱直徑系列，裝料系數(shù)=0.8</p><p>　　夾套高H2 計算：H2 = （V-

11、V封）/ =(0.8*2.5-0.3977)=1.07m </p><p>　　圓整后，H2 = 1100mm</p><p>　　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：</p><p>　　F封＋F筒>=F 其中 F筒=H2 ×F1m</p><p>　　故 F封＋F筒 =2.234

12、6＋4.40×1.1=7.07>7㎡</p><p>　　罐內(nèi)不需要設(shè)置其他傳熱裝置。</p><p>　　2.4 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計算</p><p>　　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。</p><p>　　2．4.1 強(qiáng)度計算的原則及依據(jù)&l

13、t;/p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　2.4.2 強(qiáng)度計算（按內(nèi)壓計算）</p><p&g

14、t;　　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（夾套內(nèi)）。</p><p><b>　　液柱靜壓力</b></p><p>　　P1H=10-6ρgh=10-6*1.0*9.8*1400=0.014Mpa</p><p><b>　　罐體

15、計算壓力</b></p><p>　　P1C=P1+P1H=0.2+0.014=0.214 Mpa</p><p>　　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</p><p><b>　　焊接接頭系數(shù)為</b></p><p>　　查表可知設(shè)計溫度下，20R的許用應(yīng)力為,按內(nèi)壓計算

16、</p><p><b>　　筒體的計算厚度 ：</b></p><p><b>　　夾套的計算厚度 ：</b></p><p><b>　　筒體封頭計算厚度：</b></p><p><b>　　夾套封頭計算厚度：</b></p><

17、p>　　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，</p><p>　　取最小厚度作為計算厚度 </p><p>　　罐體筒體的設(shè)計厚度，</p><p><b>　　罐體封頭的設(shè)計厚度</b></p><p>　　夾套筒體的設(shè)計厚度，</p><p><b&

18、gt;　　夾套封頭的設(shè)計厚度</b></p><p>　　則罐體筒體的名義厚度 </p><p>　　夾套筒體的名義厚度 </p><p>　　罐體封頭的名義厚度 </p><p>　　夾套封頭的名義厚度 </p><p>　　2.4.3 按外壓對筒體和封

19、頭進(jìn)行穩(wěn)定性校核</p><p>　　1.由強(qiáng)度計算可得罐體名義厚度 </p><p>　　查表得4.5-5.5是鋼板的厚度負(fù)偏差則</p><p><b>　　罐體筒體外徑 </b></p><p><b>　　筒體計算長度 </b></p><p><b>

20、;　　系數(shù)計算 </b></p><p>　　當(dāng)時，查的A=0.000093</p><p><b>　　許用外壓</b></p><p>　　所以5mm的鋼板不能用。</p><p>　　2.假設(shè)名義厚度為，由表可知 ，則</p><p>　　則罐體的有效厚度 </

21、p><p>　　罐體筒體外徑 </p><p>　　此時筒體的計算長度 </p><p><b>　　系數(shù)計算 </b></p><p>　　由表可知 時對應(yīng)的A=0.0006MPa， B=83MPa</p><p><b>　　故許用外壓 </b>&l

22、t;/p><p>　　故容器穩(wěn)定性滿足要求</p><p>　　3.假設(shè)罐體封頭的名義厚度，則</p><p>　　罐體封頭的有效厚度 </p><p><b>　　罐體封頭外徑 </b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼半徑 </p><p>　　系數(shù)計算 當(dāng)

23、時由表得B=98MPa</p><p>　　許用外壓 </p><p>　　故橢圓形封頭滿足穩(wěn)定性要求</p><p>　　罐體封頭的最小厚度滿足要求</p><p>　　2.4.4 水壓試驗(yàn)校核計算</p><p>　　夾套反應(yīng)釜應(yīng)對罐體和夾套分別進(jìn)行水壓試驗(yàn)，并校核圓筒應(yīng)力σT</p>&

24、lt;p>　　筒體材料為Q235-A，該材料有=235，取=0.85，則</p><p>　　罐體筒體水壓試驗(yàn)壓力 </p><p>　　夾套筒體水壓試驗(yàn)壓力 </p><p>　　罐體內(nèi)筒水壓試驗(yàn)時壁內(nèi)應(yīng)力： </p><p><b>　　夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力：</b></p><p>

25、<b>　　水壓試驗(yàn)安全</b></p><p>　　3 反應(yīng)釜的攪拌裝置</p><p><b>　　3.1 選擇攪拌器</b></p><p>　　推進(jìn)式攪拌器，攪拌器之徑與罐體內(nèi)徑之比，取</p><p><b>　　查表，有</b></p><p&

26、gt;　　鍵槽b=12 t=43.6 H=65</p><p>　　質(zhì)量 3.62 </p><p><b>　　3.2 攪拌軸設(shè)計</b></p><p>　　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</p><p>　　攪拌軸的材料：選用 45鋼 選用電機(jī)Y132-6，5.5kw&l

27、t;/p><p>　　軸轉(zhuǎn)速=250，查表C=115，則</p><p>　　考慮到開鍵槽軸擴(kuò)大7%，則d=34.45mm<40mm</p><p><b>　　故d=40滿足要求</b></p><p>　　三、標(biāo)準(zhǔn)零部件的選取 </p><p><b>　　⑴ 支座 </b&

28、gt;</p><p>　　1、支座類型：根據(jù)罐體的公稱直徑是1000mm,可由參考文獻(xiàn)2的附表4-9選擇標(biāo)準(zhǔn)耳式支座，又因設(shè)備需要保溫故選擇B型，由 JB/T 4725—92可知選擇 耳座B3。</p><p>　　2、數(shù)量：4個（對稱且承重）。</p><p>　　3、[Q]=30KN。 </p><p><b>　?、?手孔

29、</b></p><p>　　查參考文獻(xiàn)2的附表4-10，根據(jù)DN=150mm，PN=1.0Mpa,選擇帶頸平焊法蘭手孔，其有關(guān)資料如下：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)號 HG21530-95 凹凸面 MFM</p><p>　　H1=160mm, H2=85.5mm, m=23.3kg </p><p><b>

30、　?、?視鏡</b></p><p>　　由DN=80mm,PN=1.0MPa,可知選擇不帶頸的視鏡，查參考文獻(xiàn)可得資料如下:</p><p>　　D=145mm,D1=120mm,b1=25mm,b2=14mm 標(biāo)準(zhǔn)號為 JB593-64-2</p><p><b>　?、?法蘭</b></p><p&g

31、t;　　設(shè)備共需選用4個，其中壓力容器法蘭1個，管法蘭3個。</p><p>　　1、根據(jù)DN=1000mm,PN=0.6MPa,查參考文獻(xiàn)2的附表4-4和4-5可知選取 甲型平焊法蘭 ：名稱為 法蘭-T 1000-0.6 ；具體資料如下： </p><p>　　D=1130mm,D1=1090mm,D2=1055mm,D3=1045mm,D4=1042mm, d=23mm; 螺柱M20

32、, 數(shù)量 36；凸面法蘭質(zhì)量：80.85kg，凹面法蘭質(zhì)量：78.46kg</p><p>　　2、圖中a,b,e,g接管公稱尺寸均為25mm。根據(jù)DN=25mm,PN=1.0MPa,查參考文獻(xiàn)2的附表4-12可得有關(guān)資料如下：管子外徑A=32mm，法蘭外徑D=100mm，法蘭理論質(zhì)量為0.65kg。</p><p>　　3、圖中d接管公稱尺寸為65mm。根據(jù)DN=65mm,PN=1.0M

33、Pa，查參考文獻(xiàn)2的附表4-12可得有關(guān)資料如下：管子外徑A=76mm，法蘭外徑D=160mm，法蘭理論質(zhì)量為1.61kg。</p><p>　　4、 圖中f接管公稱尺寸為40mm。根據(jù)DN=40mm,PN=1.0MPa，查參考文獻(xiàn)2的附表4-12可得有關(guān)資料如下：管子外徑A=45mm，法蘭外徑D=130mm，法蘭理論質(zhì)量為1.20kg。</p><p><b>　?、?接管&l

34、t;/b></p><p>　　查參考文獻(xiàn)2的附表4-12，根據(jù)各種零件的DN不同， PN=1.0Mpa，選取保溫設(shè)備接管，由資料可知接管的伸出長度一般為從法蘭密封面到殼體外徑為150 mm，則接管a.b.d.e.f.g長均為1500mm</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．趙軍，張有忱，段成紅編.

35、 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第二版）</p><p>　　北京：化學(xué)工業(yè)出版社 </p><p>　　2．蔡紀(jì)寧，張秋翔編. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 課程設(shè)計指導(dǎo)書</p><p>　　北京：化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　3．化工機(jī)械手冊編輯委員會編 化工機(jī)械手冊</p><p>　　天津：天津大學(xué)出版社</p