搅拌反应釜设计

课程设计搅拌反应釜设计姓名学号专业过程装备与控制工程学院化工学院指导老师目录一设计内容概述11设计要求12设计参数13设计步骤二罐体和夹套的结构设计21几何尺寸22厚度计算23最小壁厚24应力校核三传动部分的部件选取31搅拌器的设计32电机选取33减速器选取34传动轴设计35支撑与密封设计四标准零部件的选取41手孔42视镜43法兰44接管五参考文献一设计内容概述（一）设计内容设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPA018025设计压力，MPA0203工作温度，100130设计温度，120150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积,3M10操作容积,080传热面积,23腐蚀情况微弱推荐材料Q235A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A25蒸汽入口B25加料口C80视镜D65温度计管口E25压缩空气入口F40放料口G25冷凝水出口H100手孔（二）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）设计参数和技术性能指标（三）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。一、确定筒体和封头的几何尺寸（1）筒体和封头的形式选择圆柱筒体及椭圆形封头。（2）确定筒体和封头的直径设备容积要求1M常从锪衔液类型，故由式（41）H1/D1113，考虑容器不大，为使直径不致太小，在顶盖上容易布置接管和传动装置，故选取H1/D112。D1由41估算D14V/H1/D141/1210621将D1的估算值圆整到公称直径系列，故取D11000MM封头内径值采用椭圆型封头，直边高H0由附表42初选H040MM。（3）确定筒体高度H1当D11000MM,H040MM时，由附表42查得椭圆形封头的容积V01623M常筛奖41查得筒体1M高的容积V1米0785M/M，按式（42）H1VV封/V1米（101623）/07851067M取H110M，于是H1/D11062/10671。（4）选取夹套直径DD11001100MM。夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径。（1）确定夹套高度按式（44）定夹套高度H2，式中为装料系数，操作容积/设备容积08/108，代入公式H2VV封/V1米0812取H2950MM。（2）校核传热面积下工艺要求传热面积为3M常筛奖41、42，封头表面积F封12096M，1M高筒节表面积F筒H2F1M083142512M，则实际总传热面积FF封F筒12096251237604M7M玻可用。2釜体及夹套的强度计算（1）选择设备材料，确定设计压力由已知建议并分析工艺要求和腐蚀因素，决定采用建议意见，选用Q235A热轧钢板，其中100150下的许用应力为113MPA。设计压力的确定夹套的筒体和封头是内压容器，按已知设计压力P03MPA；釜体的筒体和封头既受内压又受外压的作用。内压设计压力P02MPA，设计外压的取法是考虑操作过程出现的最大压力差，所以取P03MPA为设计外压。（2）夹套的筒体和封头壁厚计算夹套筒体壁厚夹PD夹/（2P）C式中，P03MPA；D夹1100MM；113MPA；为焊缝系数，采用双面焊缝，进行局部无损探伤检查085（夹套封头用钢板拼焊）；壁厚附加量CC1C2C3，Q1其中C1为钢板负偏差，初步取C106MM,腐蚀裕量C22MM,热加工减薄量C32（封头热加工C305MM），因此C062026MM夹031100/21130850326432MM,圆整到钢板厚度标准规格，取夹5MM。夹套封头壁厚封夹PD夹/205PCC式中P、D夹、取值同上式，其中CC1C2C30620531MM，代入上式封夹031100/21130850503314819MM为照顾到筒体和封头焊接的方便取封夹夹5MM。（3）釜体的筒体壁厚筒1）按承受02MPA的内压设计筒PD1/（2P）C式中，设计压力P02MPA；筒体内径D11000MM；许用应力113MPA同夹套材料；焊缝同夹套，故085，壁厚附加量CC1C2C3062026MM；上述各值代入上式筒（021000/2113085）263642MM2）按承受03MPA的外压设计设罐体筒体的名义厚度1N7MM厚度附加量CC1C2C3062026MM罐体筒体有效厚度1E1NC72644MM罐体筒体外径D10D121N1000271014MM筒体计算长度LH21/3H19501/32504410348MM系数L/D010348/10141205系数D0/E1014/44230由参考资料图97，查得系数A0000255，系数B38则许用外压PBE/D（3844）/1014016503MP故E54MM满足外压稳定性要求,其圆整到标准钢板厚度规格取E8MM4釜体的封头壁厚计算1按内压计算封封PD1/（205P）C式中,P02MPA,D11000MM,085,113MPA,CC1C2C30620531MM,代入上式封021000/2113085050231414MM考虑到封头与筒体的焊接方便取封头与筒体等壁厚封8MM2按外压校核封,采用图算法封头计算壁厚0C83149MM椭圆封头的计算当量半径RVK1D1,由设计规定或查资料知K109,故RV091000900MM系数A01250/RV012549/9000000681,由图查得B92,则许用外压PPB0/RV9249/9000501MPA大于水压实验时的压力04MPA,故用封8MM,外压稳定安全5水压实验校核1确定实验水压PR,根据设计规定知釜体水压取PRP01020103MPA夹套水压取PRP01030104MPA2内压实验时釜体筒壁内压应力RPRD1SC/2SC031000826/28262793MPA夹套筒壁内压应力R夹D1SC/2SC0310005426/254267877MPA釜体封头壁内应力R封PK1D105SC/2SC0309100005831/28312763MPA夹套封头壁内应力R封PK1D105SC/2SC04091100055431/254318619MPA因Q235A常温235MPA,看出R,R夹,R夹,R封夹都小于09S092352115MPA,故水压实验安全3外压水压实验釜体筒体外压校核0C82654MM,D0/010108/54187,L/D0103513/101081024由图查A000045,B62,故许用外压PBS0/D06254/101080331MPA外压PR04MPA,故安全计算结果35支撑与密封设计反应釜是立式安装，故采用耳式支座，并选择B型筋板。选择的耳式支座支座号为3，允许载荷30KN，高度200MM，地脚螺栓30M24。反应釜搅拌轴处的密封，属于动密封，选用填料密封。用PN06MPA,轴颈D40MM,D1175MM,D2145MM,H147MM。四标准零部件的选取41支座1）支坐类型根据罐体的公称直径是1000MM,可由参考文献2的附表49选择标准耳式支坐，又因设备思需要保温故选择B型，由JB/T472592可知选择釜体夹套筒体8MM5MM封头8MM5MM耳座B3。2）数量4个（对称且承重）。3）Q30KN。42手孔查参考文献2的附表410，根据DN150MM，PN10MPA,选择带颈平焊法兰手孔，其有关资料如下标准号HG2153095凹凸面MFMH1160MM,H2855MM,M233KG43视镜由DN80MM,PN10MPA,可知选择不带颈的视镜，查参考文献可得资料如下D145MM,D1120MM,B125MM,B214MM标准号为JB59364244法兰设备共需选用4个，其中压力容器法兰1个，管法兰3个。1）根据DN1000MM,PN06MPA,查参考文献2的附表44和45可知选取甲型平焊法兰名称为法兰T90006；具体资料如下D1130MM,D11090MM,D21055MM,D31045MM,D41042MM,D23MM螺柱M20,数量32；凸面法兰质量675KG，凹面法兰质量653KG2图中ABEG接管公称尺寸均为25MM。根据DN25MM,PN10MPA,查参考文献2的附表412可得有关资料如下管子外径A32MM，法兰外径D100MM，法兰理论质量为065KG。3）图中D接管公称尺寸为65MM。根据DN65MM,PN10MPA，查参考文献2的附表412可得有关资料如下管子外径A76MM，法兰外径D160MM，法兰理论质量为161KG。4）图中F接管公称尺寸为40MM。根据DN40MM,PN10MPA，查参考文献2的附表412可得有关资料如下管子外径A45MM，法兰外径D130MM，法