化工設備機械基礎夾套反應釜課程設計答辯教材課件

夾套反應釜夾套反應釜課程設計任務書設計參數要求容器內夾套內工作壓力，Mpa設計壓力，Mpa2.82.0工作溫度，℃設計溫度，℃<200<250介質氯乙烯單體蒸汽全容積，m34.3操作容積，m32.6傳熱面積，m3腐蝕情況微弱推薦材料16MnR攪拌器型式漿式攪拌軸轉速，r/min85軸功率，KW2.8課程設計任務書設計參數要求容器內夾套內工作壓力，Mpa設計目錄

1第二章反應釜夾套的設計2第三章

反應釜傳動裝置3第四章

攪拌裝置的選型與尺寸設計4第一章反應釜釜體的設計第五章反應釜的軸封裝置5第六章反應釜的其它附件6目錄1第二章反應釜夾套的設計2第三章反應釜傳動裝置3第三章

反應釜傳動裝置第五章反應釜的軸封裝置第六章反應釜的其它附件第二章反應釜夾套的設計第一章反應釜釜體的設計第四章

攪拌裝置的選型與尺寸設計

課程設計說明書

計算部分

選型部分第三章反應釜傳動裝置第五章反應釜的軸封裝置第六章反應計算部分計算部分第一章反應釜釜體的設計1.1反應釜筒體的設計和計算1.1.1筒體DN的確定對于直立反應釜來說，釜體設備的全容積是指圓柱形筒體及下封頭容積，

即V=Vg+Vf

式中Vg——設備筒體部分容積，m3;Vf——封頭容積，m3由于反應時基本處于氣液共存狀態(tài)，換熱一定要及時，所以主要目的要增大傳熱面積，根據實際經驗幾種攪拌器的長徑比大致如附表所示。(參考文獻【1】P287表9-3)所以設備的長徑比=1.2第一章反應釜釜體的設計1.1反應釜筒體的設計和計算1.1.設備條件反應溫度小于200℃，物料在反應過程中要呈沸騰的狀態(tài)，并且在反應過程中要進行攪拌，根據操作時允許的裝滿程度來確定裝料系數。本反應釜內的反應物質為氯乙烯單體，其粘度遠小于水，為提高設備的利用率，故選用η=0.6設備容積V與操作容積的關系為Vg=ηV故全容積為V=Vg∕η=4.3確定裝料系數及全容積設備條件反應溫度小于200℃，物料在反應過程中要呈沸騰的狀態(tài)Di的計算將L/Di

=1.2，η=0.6代入公式得Di圓整后Di=1600根據規(guī)定=1600㎜反應釜筒體PN的確定根據設計要求，反應釜體內部壓力為2.8MPa，因此PN=2.8MPaDi的計算將L/Di=1.2，η=0.6代入反應釜筒體封頭的設計選型和計算

1.2.1封頭的選型根據設計要求，該反應釜的封頭選用標準為橢圓形封頭，類型是EHA。(參考文獻【1】P104圖4-4)1.2.2設計參數的確定Pc=2.8MPaΦ=1(雙面焊接，100％無損探傷)C1=1㎜C2=1㎜當操作溫度為200℃時，查表得到16MnR材料=170MPa1.2.3封頭壁厚的計算

式子中是一經驗式。因所選的為標準橢圓形封頭，所以K=1將確定的參數代入公式=13.23mm反應釜筒體封頭的設計選型和計算

1.2.1封頭的選型9設計厚度=13.23+1.0=14.23㎜名義厚度（圓整量）=14.23+1+?=15.23+?圓整后取=16㎜1.4.4封頭深度計算H=Di∕4故封頭深度為H=400mm設計厚度=13.23+1101.3反應釜筒體長度H的設計1.3.1反應釜筒體長度H計算橢圓形封頭的容積帶入已知的數據，則

筒體每米高容積帶入相關數據，則則筒體高度估算為H=圓整后取得H=1800㎜1.3反應釜筒體長度H的設計1.3.1反應釜筒體長度H計111.3.2反應釜體長徑比L/Di復核反應釜體長度L=H+h+其中：H為筒體h為標準橢圓封頭直變長為橢圓深度L=1800+25+×400=1958mm圓整后L=2000mm長徑比復核與所選用的長徑比基本相符。1.3.2反應釜體長徑比L/Di復核121.4反應釜筒體壁厚設計內壓容器的壁厚計算公式為

代入數據得

設計厚度=13.29+1.0=14.29㎜名義厚度（圓整量）=14.29+1+?=15.29+?圓整后取=16㎜筒體的壁厚和封頭的相同所以選=16㎜1.4反應釜筒體壁厚設計內壓容器的壁厚計算公式為132.1夾套釜體DN、PN的確定2.1.1夾套釜體DN的確定夾套直徑與筒體直徑的關系（參閱文獻【3】表18—3）㎜2.1.2夾套釜體PN的確定由設計要求知夾套內部壓力為2.0MPa，因此夾套釜體PN=2.0MPa第二章反應釜夾套的設計Di500-600700-18002000-3000DjDi+50Di+100Di+2002.1夾套釜體DN、PN的確定第二章反應釜夾套的設計Di2.2夾套筒體的設計2.2.1設計參數的確定

Pc=2.0MPaΦ=1（雙面焊接，100％無損傷探傷）C1=1mmC2=1mm查表得到16MnR的2.2.2夾套筒體壁厚的設計內壓薄壁圓通的厚度設計可由公式代入數據mm設計厚度mm名義厚度=11.97+1=12.97mm圓整后名義厚度mm2.2夾套筒體的設計2.2.1設計參數的確定152.2.3夾套筒體長度橢圓形封頭的容積代入數據=0.6431102筒體每米高容積代入數據2.2698007則夾套筒體高度估算為m圓整后=1000mm2.2.3夾套筒體長度162.3夾套封頭的設計2.3.1封頭的選型根據設計要求可選用橢圓形封頭，類型是EHA2.3.2設計參數的確定Pc=2.0MPaΦ=1（雙面焊接，100％無損探傷）㎜㎜在250℃時16MnR的2.3.3夾套封頭壁厚的設計將已知參數代入公式

mm圓整后㎜2.3夾套封頭的設計2.3.1封頭的選型172.4對筒體和封頭進行強度校核根據參考文獻【1】附表9-1得到：常溫下[σ]=170MPa在操作溫度下（250℃）=156MPa在操作時夾套的內壓P=2.0MPa筒體的內壓Pc=2.8MPaΦ=1因為：P<Pc所以在進行校核時筒體應該按照筒體的內壓P=2.8MPa進行校核，夾套按照夾套的內壓p=2.0MPa進行校核。2.4.1夾套（內壓容器的試壓）：液壓：Pt=1.25p=1.25×2.0×=2.72氣壓：Pt=1.15p=1.15×2.0×=2.51=14－2=12㎜=345MPa2.4對筒體和封頭進行強度校核根據參考文獻【1】附表9-1得18液壓：===194.03MPa0.9Φ=0.9×1×345=310.5MPa因為<0.9Φ，所以水壓試驗驗證強度足夠。氣壓：===179.05MPa0.8Φ=0.8×1×345=276MPa因為<0.8Φ，所以氣壓實驗驗證強度足夠液壓：==192.4.2筒體（內壓容器的試壓）液壓：Pt=1.25p=1.25×2.8×=3.81氣壓：Pt=1.15p=1.15×2.8×=3.51=16－2=14㎜=345MPa液壓：===194.03MPa0.9Φ=0.9×1×345=310.5MPa因為<0.9Φ，所以水壓試驗驗證強度足夠。2.4.2筒體（內壓容器的試壓）20氣壓：===218.55MPa0.8Φ=0.8×1×345=276MPa因為<0.8Φ，所以氣壓實驗驗證強度足夠氣壓：==212.5法蘭連接結構的設計法蘭連接是由一對法蘭、數個螺栓和一個墊片（圈）所組成。法蘭在螺栓預緊力的作用下，把處于法蘭密封表面上的凹凸不平處填滿，這樣就為阻止介質泄漏形成了初始密封條件。壓力容器法蘭從整體看有三種形式：甲型平焊法蘭；乙型平焊法蘭；長頸對焊法蘭。參閱文獻【2】表10-1及文獻【1】附表14-1，根據它們的公稱直徑（即與法蘭配用的容器內徑）和公稱壓力（可以理解為法蘭的實際壓力），選定法蘭類型為長頸對焊法蘭。其主要尺寸如下表。2.5法蘭連接結構的設計法蘭連接是由一對法蘭、數個螺栓和一個第四章

攪拌裝置的選型與尺寸設計4.1反應釜的攪拌裝置在反應釜中，為增加反應速率、強化傳質或傳熱效果以及加強混合等作用，常常裝設攪拌裝置。攪拌裝置由攪拌器與攪拌軸組成，攪拌器形式很多，通常由工藝確定。攪拌軸可用實心或空心直軸，碳鋼材料常選用45號鋼，有防腐或污染要求的場合，應采用不銹耐酸鋼。4.2攪拌器的設計攪拌器又稱攪拌槳或葉輪。它的功能是提供工藝過程所需的能量和適宜的流動狀態(tài)，以達到攪拌的目的。攪拌器的型式主要有：槳式、推進式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式。根據任務說明書要求，并參閱【3】表18-5，選取攪拌器，其參數如下表第四章攪拌裝置的選型與尺寸設計4.1反應釜的攪拌裝置攪拌器主要參數Di=0.5DN=0.5×1600=800b=0.15Di=0.15×800=180攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱的高度有關。攪拌槳浸入液體內的最佳深度為下封頭與圓筒交界處。由所選封頭可知，攪拌槳高度為400mm。型式直徑Dj(mm）葉寬（mm）轉速（r/min)直葉80012085攪拌器主要參數型式直徑Dj(mm）葉寬（mm）轉速（r/4.3攪拌軸直徑的初步計算4.3.1攪拌軸的直徑的計算

軸的強度計算應根據軸的承載情況，采用相應的計算方法。對于只傳遞扭矩的圓截面，其強度條件為其中，式中——軸的扭剪應力，MPa；T——扭距，N·mm；——抗扭截面模量，；對圓截面軸，=/160.2P——軸所傳遞的功率，KW；n——軸的轉速，r/min；d——軸的直徑，mm；——軸的材料的許用應力，MPa。4.3攪拌軸直徑的初步計算4.3.1攪拌軸的直徑的計算25對于既傳遞扭矩又承受彎矩的軸，也可采用上式初步估算軸的直徑；但應將軸的許用剪應力適當降低，以彌補彎矩對軸的影響。將降低后的許用應力代入上式，可得如下設計公式A是由軸的材料和承載情況確定的系數。查閱參考文獻【3】第十一章235頁，得A=118，所以d=118=37.8mm。根據安裝軸上零件及其他結構上的要求，軸徑還需要適當增加5%—15%，通常得增加2—4mm的腐蝕裕量。所以d=37.81.15+4=47.47mm圓整得50mm。軸的材料：45鋼對于既傳遞扭矩又承受彎矩的軸，也可采用上式初步估算軸的直徑；264.3.2攪拌軸剛度校核電動機功率P=4.0KW，攪拌軸的轉速n=85r/min，材料為45鋼，=40MPa，剪切彈性模量G=8MPa,許用單位扭轉角=/m。由Tmax=9.55（Nmm)得所以圓軸的剛度足夠。4.3.2攪拌軸剛度校核274.4攪拌軸長度設計根據所選聯軸器，傳動軸伸入釜體長度L1=350mm，（參考文獻【2】P470，表18—37）可知L=H-L1-L2，其中H為釜體高度，L2為槳葉距釜底距離。封頭的深度為400mm。H=400+1800+400=2600mm.槳葉距釜底距離L2的確定：L2=400mm所以，攪拌軸長度L=2600-350-400=1950mm傳動軸軸徑d（mm）

伸入釜體長度L1(mm)503504.4攪拌軸長度設計根據所選聯軸器，傳動軸伸入釜體長度L1選型部分選型部分氯乙烯單體氯乙烯或氯乙烯與另一單體混合在水介質中于攪拌下懸浮聚合制得聚合物。該聚合物堆積密度高，在自由流動，脫單體，膠凝，和吸收增塑劑方面得到改善。氯乙烯單體氯乙烯或氯乙烯與另一單體混合在水介質中于攪拌下懸浮長徑比的影響（1）對攪拌功率的影響，因為攪拌功率與攪拌槳葉直徑的五次方成正比，如果攪拌槳葉的直徑歲釜體長徑比的減小而增大時，將會增大攪拌功率。（2）對傳熱的影響，當使用夾套傳熱時，長徑比的增大會使夾套的傳熱面積增大，同時改善傳熱效果。（3）工藝上的特定要求，例如物料反應，要求通入反應釜的空氣與物料要有足夠的接觸時間，這樣液位就必須有一定的高度，因而反應釜的長徑比應滿足這樣的特定要求。長徑比的影響（1）對攪拌功率的影響，因為攪拌功率與攪拌槳葉直法蘭的選型平焊鋼法蘭:適用于公稱壓力不超過2.5MPa的鋼管道連接.平焊法蘭的密封面可以制成光滑式,凹凸式和榫槽式三種.光滑式平焊法蘭的應用量最大.多用于介質條件比較緩和的情況下，如低壓非凈化壓縮空氣、低壓循環(huán)水，它的優(yōu)點是價格比較便宜

對焊鋼法蘭:用于法蘭與管子的對口焊接,其結構合理,強度與剛度較大,經得起高溫高壓及反復彎曲和溫度波動,密封性可靠.公稱壓力為0.25～2.5MPa的對焊法蘭采用凹凸式密封面.法蘭的選型平焊鋼法蘭:適用于公稱壓力不超過2.5MPa的鋼管化工設備機械基礎夾套反應釜課程設計答辯教材ppt課件電機的選型Y112M-2型號轉速（

）功率(Kw)效率(%)質量(kg)Y112M-22890485.546Y112M-2電機參數:

額定功率：4KW

額定電流：8.2A

轉速：2890r/min

效率：88.5%

功率因數：0.87

堵轉轉矩：2.2倍

堵轉電流：7.0倍

最大轉矩：2.3倍

噪聲：74dB(A)

振動速度：1.8mm/s

重量：45KG繞組參數：

槽數：30

線規(guī)：1.06

每槽線數：48

繞組形式：同心式

節(jié)距：1～16、2～15、3～14；1～14、2～13

接法：三角形線重：3.7KG電機的選型Y112M-2型號轉速（）功率(Kw)效率(%)化工設備機械基礎夾套反應釜課程設計答辯教材ppt課件LC100兩級圓柱齒輪減速機1、LC型減速機傳動性能特點

a、使用范圍廣：適用于普通以及防爆場合，滿足化工、石油、輕工、食品、有色冶金等工業(yè)生產的需要。

b、結構緊湊：本機為兩級同中心距斜齒輪傳動。體積小、重量輕、密封性能好。

c、傳動平穩(wěn)、噪聲低：采用斜齒嚙合，傳動平穩(wěn)。

d、使用壽命長：齒輪材料為合金銅，耐磨損、制造精度高。

e、效率高，承載能力強：效率高達96％以上，對節(jié)省電能優(yōu)點顯著。LC100兩級圓柱齒輪減速機1、LC型減速機傳動性能特點

a化工設備機械基礎夾套反應釜課程設計答辯教材ppt課件聯軸節(jié)聯軸節(jié)，又名聯軸器。coupling用來聯接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助于聯軸器與工作機相聯接。立式夾殼