化工容器搅拌反应釜设计说明书.docx
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化工容器搅拌反应釜设计说明书
<<化工容器>>课程设计
—搅拌反应釜设计
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一设计内容概述
1.1设计要求
1.2设计步骤
1.3设计参数
二罐体和夹套的结构设计
2.1几何尺寸
2.2厚度计算
2.3最小壁厚
2.4应力校核
三传动部分的部件选取
3.1搅拌器的设计
3.2电机选取
3.3减速器选取
3.4传动轴设计
3.5支撑与密封设计
四参考文献
一设计内容概述
（一）设计要求：
压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。
安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。
经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。
搅拌容器常被称为搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌釜式反应器，简称反应釜。
反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。
反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。
压力容器的设计，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。
若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。
强度计算书的内容至少应包括：
设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。
设计图样包括总图和零部件图。
设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。
设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等内容。
简图示意性地画出了容器的主体，主要内件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的内容。
（二）设计步骤：
1.进行罐体和夹套设计计算；
2.搅拌器设计；
3.传动系统设计；
4.选择轴封；
5.选择支座形式并计算；
6.手孔校核计算；
7.选择接管，管法兰，设备法兰。
设计参数及要求
容器内
夹套内
工作压力，MPa
0.18
0.25
设计压力，MPa
0.2
0.3
工作温度，℃
100
130
设计温度，℃
120
150
介质
染料及有机溶剂
冷却水或蒸汽
全容积,
1.0
操作容积,
0.80
传热面积,
3
腐蚀情况
微弱
推荐材料
Q235--A
接管表
符号
公称尺寸DN
连接面形式
用途
A
25
蒸汽入口
B
25
加料口
C
80
视镜
D
65
温度计管口
E
25
压缩空气入口
F
40
放料口
G
25
冷凝水出口
H
100
手孔
（三）设计参数：
设计一台夹套传热式配料罐
二、罐体和夹套的结构设计
（一）几何尺寸
1-1全容积V=1.0m3
1-2操作容积V1=0.80m3
1-3传热面积F=3m2
1-4釜体形式：
圆筒形
1-5封头形式：
椭圆形
1-6长径比i=H1/D1=1.6
1-7初算筒体内径
带入计算得：
0.9267m
1-8圆整筒体内径
=1000mm
1-91米高的容积
按附表D-1选取
=0.785m3
1-10釜体封头容积
按附表D-2选取
=0.1505m3
1-11釜体高度
=（V-
）/
=1.08m
1-12圆整釜体高度
=1100mm
1-13实际容积V=
*
+
=0.636*1.4
+0.1113
=1.014
1-14夹套筒体内径
按表4-3选取得：
=
+100=1100mm
1-15装料系数
=
/V=0.8
1-16操作容积
=0.8
1-17夹套筒体高度
（
V-
）/
=0.827
1-18圆整夹套筒体高度
=900mm
1-19罐体封头内表面积
按附表D-2选取F1封=1.1625
1-20一米高筒体内表面积
按附表D-1选取F1m=3.14
1-21实总传热面积按式4-5校核F=F1m*H2+F1封=3.14*0.9+1.1625=3.625
>3
。
（二）厚度计算（按内压进行强度计算）
2-1设备材料Q235-A
2-2设计压力（罐体内）P1=0.2MPa
2-3设计压力（夹套内）P2=0.3MPa
2-4设计温度（罐体内）t1=120℃
2-5设计温度（夹套内）t2=150℃
2-5液柱静压力P1H=10-6ρgh=0.014MPa
2-6计算压力P1C=P1=0.214MPa
2-7液柱静压力P2H=0MPa
2-8计算压力P2C=P2=0.3MPa
2-9罐体及夹套焊接系数采用双面焊，局部无损探伤φ=0.85
2-10设计温度下材料许用应力[σ]t=113Mpa
2-11罐体筒体计算厚度
=1.12mm，按最小壁厚原则取为3mm
2-12夹套筒体计算厚度
=1.72mm，按最小壁厚原则取为3mm
2-13罐体封头计算厚度
，按最小壁厚原则取为3mm
2-14夹头封头计算厚度
，按最小壁厚原则取为3mm
2-15取最小厚度δmin=3mm作为计算厚度δ，mm
2-16取钢板厚度负偏差C1=0.6mm
2-17腐蚀裕度C2=2.0mm
2-18厚度附加量C=C1+C2=2.6mm
2-19罐体筒体设计厚度δ1c=δ+C2=3+2.6=6mm
2-20夹套筒体设计厚度δ2C=δ+C2=3+2.6=6mm
2-21罐体封头设计厚度δ1Cʹ=δ+C2=3+2.6=6mm
2-22夹套封头设计厚度δ2Cʹ=δ+C2=3+2.6=6mm
2-23罐体筒体名义厚度δ1n=6mm
2-24夹套筒体名义厚度δ2n=6mm
2-25罐体封头名义厚度δ1nʹ=6mm
2-26夹套封头名义厚度δ2nʹ=6mm
（三）最小壁厚（按外压校核厚度）
3-1罐体筒体名义厚度δ1n=6mm（假设）
3-2厚度附加量C=C1+C2=0.6+2.0=2.6mm
3-3罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C=3.4mm
3-4罐体筒体外径D1O=
+2δ1n=1000+2*6=1012mm
3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=900+1/3*275=992mm
3-6系数L/D1O=1012/992=1.021
3-7系数D1O/δ1e=992/3.4=292
3-8系数查参考文献1图11-5得：
A=0.0003
3-9系数查参考文献1图无法查出B，因此需按照其他公式计算
3-10需用外压力[P]=
=0.28Mpa<0.3MPa
3-11罐体筒体名义厚度
δ1n=8mm（假设）
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