化工設(shè)備課程設(shè)計(jì).攪拌釜式反應(yīng)器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、第 11 頁 共 15 頁 7/8/2021大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)題 目：攪拌反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間：2013.12.16至2013.12.23 攪拌釜式反應(yīng)器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容安排1. 釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算等。2. 設(shè)備壁厚計(jì)算及其強(qiáng)度、穩(wěn)定性校核3. 筒體和裙座水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核4. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書一份5. 繪制裝配圖一張（電子版）二、設(shè)計(jì)條件工作壓力釜內(nèi)0.1mpa夾套0.3 mpa工作溫度釜內(nèi)80 夾套140 工作介質(zhì)釜內(nèi)溶液夾套水、蒸汽腐蝕情況

2、輕微攪拌型式平槳式轉(zhuǎn)速85r/min功率1.4kw設(shè)備容積v16.75m3傳熱面積7.1m2 推薦材料q235b三、設(shè)計(jì)要求1.學(xué)生要按照任務(wù)書要求，獨(dú)立完成塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)；2.根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算書、圖紙及平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)分。四、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容1.符號(hào)說明2.前言（1）設(shè)計(jì)條件；（2）設(shè)計(jì)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(diǎn)接口及附件、內(nèi)部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示；（3）標(biāo)注形位尺寸。5.標(biāo)準(zhǔn)化零、部件選擇及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算：（

3、1）接管及法蘭選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖統(tǒng)一編制表格。內(nèi)容包括：代號(hào)，pn,dn,法蘭密封面形式，法蘭標(biāo)記，用途）。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）人孔選擇：pn,dn,標(biāo)記或代號(hào)。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（3）其它標(biāo)準(zhǔn)件選擇。6.結(jié)束語：對(duì)自己所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)與評(píng)價(jià)，經(jīng)驗(yàn)與收獲。7.主要參考資料?！驹O(shè)計(jì)要求】： 1.計(jì)算單位一律采用國際單位；2.計(jì)算過程及說明應(yīng)清楚；3.所有標(biāo)準(zhǔn)件均要寫明標(biāo)記或代號(hào)；4.設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄要有序號(hào)、內(nèi)容、頁碼；5.設(shè)計(jì)計(jì)算書中與裝配圖中的數(shù)據(jù)一致。如果裝配圖中有修改，在說明書中要注明變更；6.設(shè)計(jì)計(jì)算書要有封面和封底，均采用a4紙，正文用小四號(hào)宋體，行間距1.25倍，橫向裝訂成冊(cè)。目錄攪拌釜式反應(yīng)

4、器設(shè)計(jì)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. 確定內(nèi)筒的材料和壁厚35. 水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核46. 選擇釜體法蘭57. 選擇攪拌器、攪拌軸和聯(lián)軸器68. 選擇攪拌傳動(dòng)裝置和密封裝置79. 校核l1/ b和l1/d710. 容器支座的選用計(jì)算811. 選用手孔、視鏡、溫度計(jì)和工藝接管912 參考資料1013 設(shè)計(jì)感想1011攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件 工藝條件圖工藝條件 工作壓力釜內(nèi)0.1mpa夾套0.3 mpa工作溫度釜內(nèi)80夾套140工作介質(zhì)釜內(nèi)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v16.75m

5、3傳熱面積25.28m2推薦材料q235b編號(hào)名稱dna進(jìn)蒸汽25b壓力表25c手孔250d溫度計(jì)40e進(jìn)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。管 口1 確定筒體的直徑和高度根據(jù)反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于液液相類型h/di=11.3，選取h/di=1.3 得，由di= 2.54m；圓整（間隔100mm）到標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑系列，選取筒體直徑di2600mm。查標(biāo)準(zhǔn)封頭參數(shù)資料得dn2600mm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭高度h1=690mm，直邊高度h2=40mm，內(nèi)表面積fn=7.65m2，容積vh=2.513m3。計(jì)算得每米高圓筒的體積

6、v11/4*2.62=5.309m3 h=2.682m筒體高度圓整為h2600m于是h/d=2600/2600=1 核查結(jié)果符合原定范圍內(nèi)。2. 確定夾套的直徑和高度夾套的內(nèi)徑 dj=di+200=2800mm （符合壓力容器公稱直徑系列要求） hj=2.208m 選取夾套hj=2200mm則h0=hhj=2600-2200=400mm 這樣便于筒體法蘭螺栓的裝拆驗(yàn)算夾套傳熱面積fl1hj+fn=*di*2.2+7.65=25.28m27.1m2 即夾套傳熱面積符合設(shè)計(jì)要求3. 確定夾套的材料和壁厚 夾套選取q235a的材質(zhì)，可以知道板厚在4.516mm，設(shè)計(jì)溫度在150時(shí)q235a的許用應(yīng)力

7、t=113mpa，因?yàn)橛袏A套有安全閥，所以p1.1pw 那么p0.33mpa，因?yàn)閮?nèi)部夾套無法探傷，故取0.60 根據(jù)夾套的鋼板厚度負(fù)偏差c1=0.25mm,單面腐蝕取腐蝕余量c2=1.0mm。 夾套的壁厚計(jì)算如下:td =+c=+1.6=8.431mm標(biāo)準(zhǔn)橢圓形夾套封頭的壁厚為:t=+c=8.422mm圓整至鋼板規(guī)定尺寸，并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn),選取夾套的筒體和封頭壁厚均為10mm。4. 確定內(nèi)筒的材料和壁厚依題意可初選筒體厚度11mm,并取c1=0.8mm c2=2mm 筒體有效壁厚 te=11-2.8=8.2mm =2600+2*11=1422 lhj+h2+=2200+40+690/32470

8、l/d0=2470/2622=0.942 由和l/d0可查表得a2.7，再查b38mpa p= mpa 0.1 mpa因?yàn)橛?jì)算的p p且比較接近所以選筒體厚度11mm若選取筒體下封頭壁厚14mm 并取c1=0.8mm c2=2mm則， te=14-2.811.2mm標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的外壓計(jì)算當(dāng)量球面半徑:ri=kdi=0.92600=2340mma=5.96查得b80mpa許用外壓力 p=mpap=0.33mpa取筒體下封頭壁厚14mm, 符合設(shè)計(jì)要求為了制造方便，所以上封頭和下封頭的厚度也設(shè)計(jì)為14mm。5. 水壓試驗(yàn)及其強(qiáng)度校核 內(nèi)筒水壓試驗(yàn)壓力pt=0.1*1.1+0.1=0.21mpa

9、pt=1.25p=0.13mpa取二者最大值pt=0.21mpa夾套水壓試驗(yàn)壓力pt0.3*1.1+0.10.43mpa，pt=1.25p=0.4125mpa 取夾套水壓試驗(yàn) ptj=0.43mpa內(nèi)筒水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力：夾套水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力由于q235a在常溫時(shí)235mpa0.9211.5mpa水壓試驗(yàn)時(shí)內(nèi)筒夾套都小于.,故水壓試驗(yàn)安全。筒體許用壓力0.21mpa,夾套水壓試驗(yàn)時(shí)故夾套在進(jìn)行水壓時(shí)筒體內(nèi)需要充壓才能保持筒體穩(wěn)定。6. 選擇釜體法蘭根據(jù)dn=2600mm，p=0.3mpa 由于pn不會(huì)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=2760 d

10、1=2715 d2=2676 d3=2656 d4=2653 墊片材料為石棉橡膠板，選用墊片為2655*2655*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1000mm，攪拌軸直徑d100mm的平槳式攪拌器，標(biāo)記為：攪拌器1000100 hg/t2501.41991 選擇攪拌軸材料為45鋼，鋼的許用扭應(yīng)力為=3040mpa，計(jì)算系數(shù)a118107,則攪拌軸的直徑為 d=a(118107)(42.638.6)mm表311 幾種常用軸材料的及a值軸的材料q2,35,2035,1cr18ni9ti4

11、540cr,35simn,40mnb,38simnmo,3cr13/mpa1220203030404052a16013513511811810710798考慮到鍵槽可能對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱和物料對(duì)軸的腐蝕，并可以取攪拌軸的d50mm。查閱標(biāo)準(zhǔn)攪拌傳動(dòng)裝置聯(lián)軸器，（hg215701995）中夾殼式聯(lián)軸器形式、尺寸、技術(shù)要求、選用立式夾殼聯(lián)軸器。公稱直徑50mm的聯(lián)軸器的最大扭矩515 nm。驗(yàn)算聯(lián)軸器的扭矩，查表312，選取工作情況系數(shù)k1.5，聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩為：nm 表312 工作情況系數(shù)k原動(dòng)機(jī)工 作 機(jī)扭矩變化很小的機(jī)械扭矩變化很小的機(jī)械扭矩變化中等的機(jī)械扭矩變化和沖擊載荷中等的機(jī)械扭矩變化

12、和沖擊載荷很大的機(jī)械電動(dòng)機(jī)1.31.51.71.92.3夾殼聯(lián)軸器的標(biāo)記為：聯(lián)軸器dn50 hg2157019958. 選擇攪拌傳動(dòng)裝置和密封裝置根據(jù)設(shè)計(jì)條件，查閱標(biāo)準(zhǔn)攪拌傳動(dòng)裝置傳動(dòng)軸、減速器型號(hào)及技術(shù)參數(shù)、（hg215681995）及其附錄單級(jí)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(jī)bld1.5229q。查閱標(biāo)準(zhǔn)y系列三相異步電動(dòng)機(jī)、（hbt103912002），選電機(jī)y90l4,額定功率：1.5kw，轉(zhuǎn)速1400r/min，根據(jù)表313查得擺線針齒行星減速機(jī)傳動(dòng)效率為0.95，減速機(jī)輸出功率為1.50.951.425kw，符合攪拌要求。參考標(biāo)準(zhǔn)單支點(diǎn)機(jī)架、hg2156

13、61995，根據(jù)所選減速機(jī)設(shè)計(jì)減速機(jī)機(jī)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(dòng)裝置碳鋼填料箱、（hg215371992）公稱軸徑dn50的填料箱，標(biāo)記為：填料箱 pn0.6 dn50 hg/t21537.719929. 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l1 2100mm，參考單支點(diǎn)機(jī)架、（hg21561995），機(jī)座jb50尺寸，可得b565mm。4 50 均符合要求。10. 容器支座的選用計(jì)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(yàn)的水）w1,釜體和夾套的質(zhì)量w2,電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、

14、攪拌裝置、法蘭、保溫層等附件w3。當(dāng)釜內(nèi)、夾套內(nèi)充滿水時(shí)的質(zhì)量比物料重，由此 20800kg釜體和夾套的質(zhì)量可以查手冊(cè)或自行計(jì)算，由此w24182.6+2782.2+2082+1382254kg電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)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w3100+40+77.7+100+50367.7 kg反應(yīng)釜總質(zhì)量ww1+w2+w320800+2254+367.723420.7kg即總重力約為234kn反應(yīng)釜安裝4個(gè)支座，但按3個(gè)支座承受計(jì)算，查閱標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（jb/t472592），可以選用承載能力為10

15、0kn的支座b2 jb/t47251992 材料為q235b11. 選用手孔、視鏡、溫度計(jì)和工藝接管根據(jù)板式平焊法蘭手孔（hg215292005）,選用手孔形式為a式，pn0.6 mpa dn250mm .手孔rf dn250 pn0.6 hg215292005加熱蒸汽進(jìn)口管a采用32無縫鋼管,配法蘭pn0.6 dn25 hg205931997 冷凝液出口管h 和壓力表接管b都選用32無縫鋼管，配法蘭pn0.6 dn25 hg205931997 加強(qiáng)套管溫度計(jì)d的管口選用45進(jìn)料管口e采用32無縫鋼管，配法蘭pn0.6 dn25 hg205931997 安全閥接管f采用32無縫鋼管，配法蘭pn

16、0.6 dn40 hg205931997出料管口g采用453.5無縫鋼管（詳細(xì)見p54）配法蘭pn0.6 dn40 hg205931997 由標(biāo)準(zhǔn)壓力容器視鏡i選用碳素鋼帶頸視鏡894.5 dn80 hgj50286512 參考資料化學(xué)工程師技術(shù)全書 鄺生魯 化學(xué)工業(yè)出版社化工壓力容器設(shè)計(jì)方法、問題和要點(diǎn)王非 化學(xué)工業(yè)出版社化工工程制圖 魏崇光 鄭曉梅 化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 董大勤 化學(xué)工業(yè)出版社壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè) 董大勤 袁鳳隱 化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) 匡國柱 史啟才 化學(xué)工業(yè)出版社化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊(cè) 賀匡國 化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) 朱有庭 曲文海 于浦義 化學(xué)工業(yè)出版社過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì) 潘紅良等 華東理工大學(xué)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 刁玉瑋等 大連理工大學(xué)出版社13 設(shè)計(jì)感想 這個(gè)課設(shè)很坑，坑很多，以至于做到后面我已經(jīng)無從下手了。資料翻了很多，網(wǎng)上也找了很多，甚至于這個(gè)原版的我都翻出來了，但是我還是無力的去算下去。在做這個(gè)的時(shí)候一頓在想自己是不是化工的學(xué)生，怎么做起設(shè)計(jì)來這么憋手蹩腳的。算到后面我真的感覺我是個(gè)農(nóng)民了，這些都是科學(xué)家做的事情，小生徹底的折服在這塊石頭上了。盡管我們幾個(gè)人多方討論，驗(yàn)證，但在基礎(chǔ)缺乏的情況下還是得不出什么玩意出來，各種模