化工容器搅拌反应釜设计说明书

1、<<化工容器>>课程设计搅拌反应釜设计姓名:学号:专业:学院:指导老师:目录一设计内容概述1. 1设计要求2. 2设计步骤1. 3设计参数二罐体和夹套的结构设计2. 1几何尺寸2. 2厚度计算2. 3最小壁厚3. 4应力校核三传动部分的部件选取3.1 搅拌器的设计3.2 电机选取3.3 减速器选取3.4 传动轴设计3.5 支撑与密封设计参考文献一设计内容概述（一）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，

2、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

3、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。（三）设计参数：设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹与内工作压力，MPa0.180.25-COCQ坟T"D主力,MPa0.20.33解工作温度，c100130h4女仃温度，c120150£FSLH介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽1JT全容积,m31.0,-iE操作容积，m30.80J0J传热面积，m23腐蚀情况微

4、弱11-J-JWWI-Q235-A接管表队,底a付/T公称尺寸DN连接面形式用途1®-1-11-MWb*1%AA25蒸汽入口ae54.B25加料口hC80视镜EnrD65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、罐体和夹套的结构设计（一）几何尺寸1-1全容积V=1.0m 31-2操作容积Vi=0.80 m 31-3传热面积F=3m 21-4釜体形式：圆筒形1-5封头形式：椭圆形1-6长径比 i= H 1/ D 1=1.61-7初算筒体内径Di 3/4VTi带入计算得：Di 0.9267m1-8圆整筒体内径 D二1000mm1-9 1米高的容积V1m按附表

5、D-1选取3Vm =0.785 m 31-10釜体封头容积V1封按附表D-2选取V1 封=0.1505 m 31-11釜体高度 H1=（V- V1 封）/ V1m =1.08m1-12圆整釜体高度H二1100mm1-13实际容积 V=V1m*H1+V1 封=0.636*1.4m3+0.1113 m3=1.0141-14夹套筒体内径D2按表4-3选取得:D2= D1+100=1100mm1-15装料系数 =VS/V=0.81-16操作容积W=0.8 m31-17夹套筒体高度H2 （ V-M封）/Mm =0.8271-18圆整夹套筒体高度H2=900mm1-19罐体封头内表面积F1封按附表D-2选

6、取 Fi封=1.1625 m21-20米高筒体内表面积F1m按附表D-1选取 F1m=3.14 m1-21 实总传热面积按式 4-5 校核F = Flm*H2 + Fl=3.14*0.9+1.1625=3.625m2>3m2。（二）厚度计算（按内压进行强度计算）2-1设备材料Q235-A2-2设计压力（罐体内）P1=0.2MPa2-3设计压力（夹套内）P2=0.3MPa2-4设计温度（罐体内）t1=120C2-5设计温度（夹套内）t2=150C2-5液柱静压力Ph=10-6pgh=0.014MPa2-6计算压力P1c=P1=0.214MPa2-7液柱静压力P2H=0MPa2-8计算压力P

7、2c=P2=0.3MPa2-9罐体及夹套焊接系数采用双面焊，局部无损探伤产0.852-10设计温度下材料许用应力=113Mpa2-16取钢板厚度负偏差C1=0.6mm2-11罐体筒体计算厚度PCD=1.12mm21C,按最小壁厚原则取为3mm2-12夹套筒体计算厚度2=1.72mm,按最小壁厚原则取为3mm2C2-13罐体封头计算厚度PicDi2t0.5P1c1.11mm,按最小壁厚原则取为3mm2-14夹头封头计算厚度2一亨1.72mm,按最小壁厚原则取为3mm20.5P2c2-15取最小厚度（min=3mm作为计算厚度6,mm2-17腐蚀裕度C2=2.0mm2-18厚度附加量C=Ci+C2

8、=2.6mm2-19罐体筒体设计厚度2-20夹套筒体设计厚度2-21罐体封头设计厚度2-22夹套封头设计厚度丸=6+C2=3+2.6=6mm62c= 6+C2=3+2.6=6mm&C?= 6+C2=3+2.6=6mm阮？ = 6+C2=3+2.6=6mm2-23罐体筒体名义厚度加=6mm2-24夹套筒体名义厚度以=6mm2-25罐体封头名义厚度&n?=6mm2-26夹套封头名义厚度必？=6mm（三）最小壁厚（按外压校核厚度）3-1罐体筒体名义厚度加=6mm（假设）3-2厚度附加量C=C1+C2=0.6+2.0=2.6mm3-3罐体筒体有效厚度6忙=际-C=3.4mm3-4罐体筒

9、体外径D10=D1+2加=1000+2*6=1012mm3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=900+1/3*275=992mm3-6系数L/Dio=1012/992=1.0213-7系数Dio/&e=992/3.4=2923-8系数查参考文献1图11-5得：A=0.00033-9系数查参考文献1图无法查出B,因此需按照其他公式计算3-10需用外压力P=-2EA-=0.28Mpa<0.3MPa3(Dio/1e)3-11罐体筒体名义厚度 m&n=8mm（假设）3-12厚度附加量C=Ci+C2=0.8+2.0=2.8mm3-13罐体筒体有效厚度&e=&

10、n-C=8-2.8=5.2mm3-14罐体筒体外径Dio=Di+28in=1000+2*8=1016mm3-15筒体计算长度L=H2+1/3hi=992mm3-16系数L/D10=1016/992=1.0243-17系数D10/%=992/5.2=1913-18系数A=0.00043-19系数无法查出，因此需要按照其他公式计算3-20许用外压力p=_2EA一=0.43Mpa>0.3Mpa所以稳定。30。/周3-21筒体罐体名义厚度61n=8（确定）3-22筒体封头名义厚度61n?=8（假设）3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm3-24罐体封头有效厚度6J=沁？-C

11、=8-2.8=5.2mm3-25罐体封头外径D10?=D1?+2*浙？=1000+2*16=1012mm3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R10?=0.9*D10?=0.9*992=892.8mm3-27系数A=0.125=0.0006（%/1e）3-28系数查参考文献1图11-8得：B=101B3-29许用外压力p=0.43MPa>0.3MPaRo/1e3-30罐体封头名义厚度&n?=8mm（确定）（四）水压试验校核4-1罐体试验压力Pit=1.25PiL4=1.25*0.2=0.56MPa4-2夹套水压试验压力Pit=1.25P2-4=1.25*0.3=0.78Mpat4-3

12、材料屈服点应力(Ts=235MPa4-4T0.9s=0.9*0.85*235=179.8MPa4-54-6罐体圆筒应力仃=曳(D-1e)=82.6<179.8MPa2ie夹套内压试验应力2t=p2T(D2一豆=126.6<179.8MPa22e三传动部分的部件选取3.1 搅拌器的设计在本课程设计中，选择推进式搅拌器，它类似风扇扇叶结构。推进式搅拌器直径Dj=0.33Di,即为300mm,转速为200r/min。故所选的推进式搅拌器的主要尺寸为Dj=300mm,D=40mm,di=80mm,Do=M12,H=65。3.2 电机选取根据功率选取Y132M2-6型电动机，P=5.5KW,

13、n=960r/min。3.3 减速器选取根据反应釜的特点选取p系列带传动减速机，单级。3.4 搅拌轴校核3.4.1 轴功率P=5.5KWX85.3%=4.69KW;3.4.2 轴转数n=200r/min;3.4.3 轴材料45钢；3.4.4 轴所传递转矩3.4.5材料许用扭转切应力j=35N/mm2；3.4.6轴的扭转强度校核公式:max,Wpd30.000013m3163.4.73.4.7轴的临界转速公式:nc30 .3日 r/min=EdL2(LiB)3093 200 102 21.62 1.62 (1.640.041709.32 r/min0.6)262.62max20.9N/mm0.000013Mnc1800r/min3.4.7搅拌器转速为n=200 r/min0.7nc3.5 支撑与密封设计选择的耳式支座支座反应釜是立式安装，故采用耳式支座，并选