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10
m3
发酵
设计
图纸
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10m3发酵罐设计【含三维及XX张CAD图带文献综述+中期检查表+外文翻译】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
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10 发酵罐设计3m摘 要:本文主要介绍了 发酵罐的主要设计步骤。在工艺计算中，大致计算了发酵310罐筒体的筒径，高度。选定了封头形状，确定了夹套高度和搅拌桨叶的分布。对搅拌功率进行了试算，选定了电机功率。参照相关的标准和参考资料对 发酵罐受内外3m10压情况下的筒体壁厚，封头壁厚，受内压的夹套壁厚进行设计计算。对支座，凸缘，安装底盖，法兰，人孔等进行了选型。参考 机械搅拌设备对搅20569/THG拌桨进行了设计和强度校核。同时，按扭转变形，根据临界转速，强度计算，和轴封处允许的径向位移四种方法对轴径进行计算和强度校核。参照国标规则，运用等面积补强的方法对接管开孔进行了开孔补强，最后对搅拌设备的制造，检验安装进行了简要说明设计结果：设计出了工作容积为 10m3 的发酵罐，筒体材料为 ，内筒壁厚3048S为 ，内径为 ，夹套厚度为 。筒体高度 ，采用机械密封及三4m180m1m6m9层搅拌桨形式搅拌。机架采用机械密封和单点支架的配合，支座采用支撑式支座支座。搅拌轴轴径为 。3关键词：发酵罐；搅拌桨；搅拌轴；强度校核；开孔补强The design of 10 cubic meters fermentation tank Abstract:Fermentation technology has become an indispensable technology in food, chemical and pharmaceutical industries.Besides,the Fermentation tank takes a large place in Fermentation process. The main steps in the design of a 10 cubic meter fermenter are detailed introduced in this paper,and I choose the design and strength check of the agitator shaft as my main research direction.In my opinions,my research will have a certain significance in practical engineering design.In the process calculation, the diameter and height of the cylinder of the fermentor were roughly calculated.In this part,i has also sclected the shape of the head and have confirmed the height of the jack,the position of the impeller. the stirring power was calculated and the motor power was selected.With reference to the relevant standards and reference materials, the wall thickness of the cylinder, the wall thickness of the head, and the wall thickness of the jacket subjected to internal pressure are designed and calculated for the fermenter under the conditions of internal and external pressure.Also,I designed and checked the strength of the mixing paddle.The type of bearing, flange, bottom cover, flange and manhole are selected.At the same time, according to the four ways,including torsional deformation, the critical speed, strength calculation, and the radial displacement allowed at the shaft seal, I calculate the shaft diameter and check the strength.With reference to the national standard rules, the opening of the nozzle was reinforced by the method of equal area reinforcement.In the end, I did a simple introduction about the manufacture, inspection and installation of the mixing equipment.Design result: I have designed a fermentation tank with a working volume of 10 .The 3mcylinder body material is S30408. The inner wall thickness is 14mm.The inner diameter is 1800mm and the height of the cylinder body is 3900mm.The equipment is mechanically sealed and stirred in the form of a three-layer mixing paddle.The rack is equipped with a mechanical seal and a single point bracket, and the support is supported by a support bracket and the stir shaft diameter is 130mm.Key words: Fermentation tank;impeller;Agitator shaft;Strength Check;Reinforcement目 录中文 摘要 .英文 摘要 .目录 .1 前言 .11.1 设计任务 .11.2 发展趋势 .11.3 结构和材料选择 .12 工艺计算 .22.1 确定筒体内径 .22.2 确定上下封头几何参数 .22.3 重新确定筒体高度 .22.4 轴封损耗功率计算 .32.5 单个搅拌桨功率计算 .32.6 三层搅拌桨功率计算 .42.7 接管计算 .52.8 搅拌罐工艺参数 .53 结构强度计算 .63.1 受内压的筒体壁厚计算 .63.2 受外压的筒体壁厚计算 .63.3 封头内压计算 .103.4 封头外压计算 .113.5 带夹套筒体的壁厚计算 .123.6 带夹套封头的壁厚计算 .123.7 支座选择 .133.8 法兰的选择 .163.9 安装底盖的选用 .173.10 机架的选择 .183.10 人孔选择 .193.11 密封形式 .204 搅拌轴设计 .214.1 按扭转变形计算搅拌轴直径 .214.2 根据临界转速校核搅拌轴轴径 .214.2.1 搅拌轴有效质量计算 .214.2.2 圆盘有效质量计算 .224.2.3 单跨轴一阶临界转速的计算 .234.3 按强度计算搅拌轴的轴径 .254.4 应按轴封处允许径向位移验算轴径 .285 搅拌桨计算 .295.1 确定搅拌桨设计功率 .295.2 每层搅拌桨的设计功率 .295.3 搅拌桨桨叶材料的许用应力 .305.4 圆盘涡轮式搅拌桨计算 .306 接管开孔补强 .317 制造、检验、安装、使用、维修 .387.1 轴的加工要求 .387.2 搅拌器加工要求 .387.3 搅拌设备壳体的制造要求及检验 .387.4 搅拌轴的试运转 .388 结束语 .39参 考 文 献 .40致 谢 .41第 1 页 共 41 页1 前言1.1 设计任务发酵罐设计，釜内的工作介质为发酵液，操作容积为 ，搅拌转速为30m 310m，工作温度 133，工作压力 0.2MPa；夹套内的工作介质为饱和水蒸气,工in/16r作压力 0.3MPa；盘管内的工作介质为饱和水蒸气、冷却水，工作压力 0.6MPa,工作温度 165/25。1.2 发展趋势现在国内外发酵罐主要的研究方向在于改进反应釜设计，搅拌器，传动装置，传热装置设计等，在发酵罐的结构设计方面进行创新从而提高工作效率。在理论方面，许多国家就搅拌釜内的流场 1问题进行研究。国内外发酵设备做的比较好的公司是德国贝朗（占中国市场的 80%）、美国 NBS、韩国、日本、瑞士比欧、江苏理工和华东理工。我国发酵工业的发展不仅在于产量的提升，更在于发酵技术和发酵工艺的巨大进步。当前取得的成果：经济技术指标的明显提高、工艺技术的重大改进、装备水平的改善。为了适应时代的发展，发酵罐的设计也在不断改进。智能与全能化始终是第一要题。在需求的推动下，发酵罐的巨大化成了技术主流。国外的聚合容积已由之前的增加到 。大型聚合釜的使用可减少投入操作和检修人员。实现密3m4083106闭或开放式发酵容器的转变，增大产量，提高生产效率，从而使处理大量或超大量的物料成为可能。所以低价值产品的巨大化，能以几十或数百吨的产量来取胜是现在许多企业关心的地方。随着发酵罐体积的逐渐巨大化，发酵罐也向矮胖型聚合釜发展，采用底部搅拌方式的发酵罐越来越多，其中，三叶后掠式搅拌器是目前最好的选择之一，拥有排出量大，聚合釜内液相循环充分等的特点。而另一方面，高价值转基因产品的小型化也成为热门话题，能把基因工程技术与发酵技术完美结合是一大难题。可适应多相物料的反应也是发酵罐未来的发展趋势之一，现在的工业反应大多不是单纯的单相反应，为了适应多相反应系统的需要，目前在工业上主要采用机械搅拌型，输液泵型和气升式发酵罐，但都还存在维修不方便、实现放大化难度大、适用范围小等的缺点，所以都还有很大改进的空间。1.3 结构和材料选择经过设计，确定发酵罐筒径 ，筒高 。封头为标准椭圆形封头。夹m180390套高度定为 ，夹套直径 ，材料选择 ，机架选取 单支点m2509BQ2590LDJ机架，轴端密封选取单端面机械密封。接管由于所设计的设备是间歇性操作，不考虑流量，按经验法选取。接管材料选择 。支座选择支撑式支座，B 系列 B4 型。减4S速器经计算，选取额定功率为 的减速器，搅拌轴直径定为 ，长度 ，kw37m13546第 2 页 共 41 页材料为 不锈钢，内容器与封头材料选取 不锈钢。3048S 3048S2 工艺计算2.1 确定筒体内径设计要求给定的操作体积 取装料系数3m10操V85.0实际体积：3m7.1./操实 V（2.1） 取高径比：（2.2）3/DH内径：（2.3）m1706)3/(.14)/(433 vD取圆整数据为 。m180高度：（2.4）m540318DH2.2 确定上下封头几何参数选取 的标准椭圆封头，查表 2m180DN387.0V图 1 标准椭圆形封头第 3 页 共 41 页190m=+D=直 径夹 套 直 径2.3 重新确定筒体高度 （2.5）m3904/8.12707.4/-2 VH下上实此时 ,在规定范围内。16.80/39/D装料系数：864.027.8.0934.1)4/ 22 下上实操 （ VHV（2.6） 2.4 轴封损耗功率计算选取单端面机械密封,轴封处消耗功率 32.10dPm其中： 搅拌轴直径 试取od30kw4.32.1（2.7） 2.5 单个搅拌桨功率计算 2功率准数：2.1)/35.0(6.0sin)Re231(Re Dbpp HBAN（2.8）其中： 为方程式参数，可由 和 计算。BA、 Db/d/雷诺数 ：Re查找相关文献 4得一般发酵液的密度 ， 黏度 ，选取六3kg/m950sPa1023叶直叶涡轮， ， 浆直径 ，浆宽 ，挡板数 ， 搅拌轴的o907b144N转速 ， 挡板宽度取 。167.2min/16sr 26第 4 页 共 41 页存在挡板时 符合全挡板条件。35.04)18/236()/( 2.2.1 bbKnDW10749.2048.)1/4(.0).8()/(5./.Re2 Dbd（2.9）该流动属于层流流动。71.3085)6.0187(6)04(1.2DdbA（2.10）39.101 )80/7(14.)5.018/4(3.)/(14.)5.0/(43.22 DdbB（2.11）380.1)5.1807(.241.5.)(. 24）（ bp（2.12）当 则 的算式中包含四次方的项可忽略。3.0/dbp24.3118039)74.2310(9.7.0(sin()Re.Re 80/1435.60. 2.1)/35.06.0 ）（）（ Dbpp HBAN（2.13）kwdNPp 813.9706.295.3535 第 5
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