化工容器攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)說(shuō)明書.doc

課程設(shè)計(jì)攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)姓名:學(xué)號(hào): 專業(yè): 學(xué)院: 指導(dǎo)老師: 年 月 日 目錄一 設(shè)計(jì)內(nèi)容概述1. 1 設(shè)計(jì)要求1. 2 設(shè)計(jì)步驟1. 3 設(shè)計(jì)參數(shù)二 罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 1 幾何尺寸2. 2 厚度計(jì)算2. 3 最小壁厚2. 4 應(yīng)力校核三 傳動(dòng)部分的部件選取 3.1 攪拌器的設(shè)計(jì) 3.2 電機(jī)選取 3.3 減速器選取 3.4 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 3.5 支撐與密封設(shè)計(jì) 四 參考文獻(xiàn) 一 設(shè)計(jì)內(nèi)容概述（一）設(shè)計(jì)要求： 壓力容器的基本要求是安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。安全是前提，經(jīng)濟(jì)是目標(biāo)，在充分保證安全的前提下，盡可能做到經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)性包括材料的節(jié)約，經(jīng)濟(jì)的制造過(guò)程，經(jīng)濟(jì)的安裝維修。攪拌容器常被稱為攪拌釜，當(dāng)作反應(yīng)器用時(shí)，稱為攪拌釜式反應(yīng)器，簡(jiǎn)稱反應(yīng)釜。反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于合成塑料、合成纖維、合成橡膠、農(nóng)藥、化肥等行業(yè)。反應(yīng)釜由攪拌器、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置及支座、人孔、工藝接管等附件組成。壓力容器的設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)圖樣，技術(shù)條件，強(qiáng)度計(jì)算書，必要時(shí)還要包括設(shè)計(jì)或安裝、使用說(shuō)明書。若按分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，還應(yīng)提供應(yīng)力分析報(bào)告。強(qiáng)度計(jì)算書的內(nèi)容至少應(yīng)包括：設(shè)計(jì)條件，所用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、材料、腐蝕裕度、計(jì)算厚度、名義厚度、計(jì)算應(yīng)力等。設(shè)計(jì)圖樣包括總圖和零部件圖。設(shè)計(jì)條件，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)提供的原始數(shù)據(jù)和工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，即首先滿足工藝設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)條件常用設(shè)計(jì)條件圖表示，主要包括簡(jiǎn)圖，設(shè)計(jì)要求，接管表等內(nèi)容。簡(jiǎn)圖示意性地畫出了容器的主體，主要內(nèi)件的形狀，部分結(jié)構(gòu)尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表達(dá)的內(nèi)容。 （二）設(shè)計(jì)步驟：1.進(jìn)行罐體和夾套設(shè)計(jì)計(jì)算；2.攪拌器設(shè)計(jì)； 3.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 4.選擇軸封； 5.選擇支座形式并計(jì)算； 6.手孔校核計(jì)算；7.選擇接管，管法蘭，設(shè)備法蘭。設(shè)計(jì)參數(shù)及要求容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力，MPa0.180.25設(shè)計(jì)壓力，MPa0.20.3工作溫度，100130設(shè)計(jì)溫度，120150介質(zhì)染料及有機(jī)溶劑冷卻水或蒸汽全容積, 1.0操作容積, 0.80傳熱面積, 3腐蝕情況微弱推薦材料Q235-A 接 管 表符號(hào)公稱尺寸 DN連接面形式用途A25蒸汽入口B25加料口C80視鏡D65溫度計(jì)管口E25壓縮空氣入口F40放料口G25冷凝水出口H100手孔 （三）設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)一臺(tái)夾套傳熱式配料罐 二、罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一) 幾何尺寸 1-1全容積 V=1.0m3 1-2 操作容積V1=0.80 m3 1-3 傳熱面積 F=3m2 1-4 釜體形式：圓筒形 1-5 封頭形式：橢圓形 1-6 長(zhǎng)徑比 i= H1/ D1=1.6 1-7 初算筒體內(nèi)徑 帶入計(jì)算得：0.9267m 1-8 圓整筒體內(nèi)徑 =1000mm 1-9 1米高的容積 按附表D-1選取 =0.785 m3 1-10 釜體封頭容積 按附表D-2選取 =0.1505 m3 1-11 釜體高度=(V-)/ =1.08m 1-12圓整釜體高度=1100mm 1-13 實(shí)際容積V=*+=0.636*1.4+0.1113=1.014 1-14 夾套筒體內(nèi)徑 按表4-3選取得：=+100=1100mm 1-15 裝料系數(shù)=/V=0.8 1-16操作容積=0.8 1-17 夾套筒體高度(V-)/=0.827 1-18 圓整夾套筒體高度=900mm 1-19 罐體封頭內(nèi)表面積 按附表D-2選取 F1封=1.1625 1-20 一米高筒體內(nèi)表面積 按附表D-1選取 F1m=3.141-21 實(shí)總傳熱面積 按式4-5校核 F=F1m*H2+F1封=3.14*0.9+1.1625=3.6253。（二）厚度計(jì)算（按內(nèi)壓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算） 2-1設(shè)備材料 Q235-A 2-2設(shè)計(jì)壓力（罐體內(nèi)）P1=0.2MPa 2-3設(shè)計(jì)壓力（夾套內(nèi)） P2=0.3MPa 2-4設(shè)計(jì)溫度（罐體內(nèi)）t1=120 2-5設(shè)計(jì)溫度（夾套內(nèi)）t2=150 2-5液柱靜壓力P1H= 10-6gh=0.014MPa 2-6計(jì)算壓力 P1C=P1=0.214MPa 2-7液柱靜壓力 P2H=0MPa 2-8計(jì)算壓力P2C= P2=0.3 MPa 2-9罐體及夾套焊接系數(shù) 采用雙面焊，局部無(wú)損探傷 =0.85 2-10設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力t=113Mpa 2-11罐體筒體計(jì)算厚度=1.12mm，按最小壁厚原則取為3mm 2-12夾套筒體計(jì)算厚度=1.72mm，按最小壁厚原則取為3mm 2-13罐體封頭計(jì)算厚度，按最小壁厚原則取為3mm 2-14夾頭封頭計(jì)算厚度，按最小壁厚原則取為3mm 2-15取最小厚度 min=3mm作為計(jì)算厚度 ，mm 2-16取鋼板厚度負(fù)偏差 C1=0.6mm 2-17腐蝕裕度C2=2.0mm 2-18厚度附加量 C=C1+C2=2. 6mm 2-19罐體筒體設(shè)計(jì)厚度 1c= +C2=3+2.6=6mm 2-20夾套筒體設(shè)計(jì)厚度 2C= +C2=3+2.6=6mm 2-21罐體封頭設(shè)計(jì)厚度 1C= +C2=3+2.6=6mm 2-22夾套封頭設(shè)計(jì)厚度 2C= +C2=3+2.6=6mm 2-23罐體筒體名義厚度 1n=6mm 2-24夾套筒體名義厚度 2n=6mm 2-25罐體封頭名義厚度 1n=6mm 2-26夾套封頭名義厚度 2n=6mm （三）最小壁厚（按外壓校核厚度） 3-1罐體筒體名義厚度 1n=6mm (假設(shè)) 3-2厚度附加量 C=C1+C2=0.6+2.0=2.6mm 3-3罐體筒體有效厚度1e =1n -C=3.4mm 3-4罐體筒體外徑D1O =+21n=1000+2*6=1012mm 3-5筒體計(jì)算長(zhǎng)度L=H2+1/3h1+h2=900+1/3*275 =992mm 3-6系數(shù)L/D1O=1012/992=1.021 3-7系數(shù)D1O/1e=992/3.4=292 3-8系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1 圖11-5 得： A=0.0003 3-9系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1 圖無(wú)法查出B，因此需按照其他公式計(jì)算 3-10需用外壓力P=0.28Mpa0.3Mpa 所以穩(wěn)定。 3-21筒體罐體名義厚度1n =8(確定) 3-22筒體封頭名義厚度1n =8(假設(shè)) 3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm 3-24罐體封頭有效厚度1e= 1n-C=8-2.8=5.2mm 3-25罐體封頭外徑D1O= D1+2*1n=1000+2*16=1012mm 3-26標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑R1O=0.9 *D1O=0.9*992=892.8mm 3-27系數(shù)A= =0.0006 3-28系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1 圖 11-8 得：B=101 3-29許用外壓力=0.43MPa0.3MPa 3-30罐體封頭名義厚度1n=8mm(確定) （四）水壓試驗(yàn)校核 4-1罐體試驗(yàn)壓力P1T=1.25P1=1.25*0.2=0.56MPa 4-2夾套水壓試驗(yàn)壓力P1T=1.25P2=1.25*0.3=0.78Mpa 4-3材料屈服點(diǎn)應(yīng)力s=235MPa 4-4 0.9 =0.9*0.85*235=179.8MPa 4-5罐體圓筒應(yīng)力=82.6179.8MPa 4-6夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力=126.6179.8MPa 三 傳動(dòng)部分的部件選取 3.1 攪拌器的設(shè)計(jì) 在本課程設(shè)計(jì)中，選擇推進(jìn)式攪拌器，它類似風(fēng)扇扇葉結(jié)構(gòu)。推進(jìn)式攪拌器 直徑Dj=0.33D1，即為300mm,轉(zhuǎn)速為200r/min。故所選的推進(jìn)式攪拌器的主要尺寸 為Dj=300mm,D=40mm,d1=80mm,Do=M12,H=65。 3.2 電機(jī)選取 根據(jù)功率選取Y132M2-6型電動(dòng)機(jī)，P=5.5KW，n=960r/min。 3.3 減速器選取 根據(jù)反應(yīng)釜的特點(diǎn)選取P系列帶傳動(dòng)減速機(jī)，單級(jí)。 3.4 攪拌軸校核 3.4.1 軸功率 P=5.5KW85.3%=4.69KW; 3.4.2 軸轉(zhuǎn)數(shù) n=200r/min; 3.4.3 軸材料 45鋼； 3.4.4 軸所傳遞轉(zhuǎn)矩 3.4.5 材料許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=35N/mm2 ； 3.4.6 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核公式：, 3.4.7 3.4.7 軸的臨界轉(zhuǎn)速公式：r/min= r/min 取 r/min 3.4.7 攪拌器轉(zhuǎn)速為=200 r/min 3.5 支撐與密封設(shè)計(jì) 反應(yīng)釜是立式安裝，故采用耳式支座，并選擇B型筋板。選擇的耳式支座支座號(hào)為3，允許載荷30KN，高度200mm，地腳螺栓30-M24。反應(yīng)釜攪拌軸處的密封，屬于