毕业设计（论文）-推进式搅拌器的设计

I推进式搅拌器设计摘要：搅拌器作为一种常用的搅拌设备，在化工生产中起着举足轻重的作用，依靠叶轮简单的旋转，可以使物料充分的混合。搅拌器凭借着它操作简便、运行平稳、易于安装等特点，被广泛应用于化工生产、冶金工业、环保等领域，随着他进一步的发展，将会有更大的市场空间。本设计的内容是推进式搅拌器，反应釜内的流体黏度和密度都不大，适合推进式搅拌器的搅拌条件，容器外夹套内的介质是水蒸气。本文主要对推进式搅拌器的叶轮及搅拌轴等主要部件进行设计与校核,最终使所设计的推进式搅拌器满足所给设计条件的要求，达到对所给液体的搅拌效果。关键词：推进式；搅拌器；设计；计算；校核；搅拌器设计本科毕业设计（论文）PAGE4PAGE3PropellerAgitatorDesignAbstract:Stirrercommonlyusedasastirringdevice,inchemicalproductionplaysanimportantrole,relyingonasimplerotationoftheimpellercanmakeadequatemixingmaterials.StirrerWithitssimple,smoothoperation,easyinstallation,itiswidelyusedinchemicalproduction,metallurgyindustry,environmentalprotectionandotherfields,withhisfurtherdevelopment,willhavealargermarketspace.Thecontentsofthisdesignistopromotestirrer,fluidviscosityanddensitywithinthereactorisnotlarge,propellerstirrerforstirringtheouterjacketofthecontainermediumiswatervapor.Thispaperfocusesonthemaincomponentsofpropellerstirrerandstirredimpellershaftdesignandverification,andfinallytothepropellerstirrerdesignedtomeettherequirementsofthedesignconditions,achieveagivenliquidstirringeffect.Keywords:Pushtype;Mixer;Designcalculation;Check;

目录目录 31绪论 61.1搅拌设备在工业中的应用 61.2搅拌过程 81.3搅拌器按结构分类 101.4本设计的选型及设计条件 142搅拌器功率的计算 172.1搅拌器功率准数的计算 172.2算图法计算 182.2.1的计算 182.2.2影响搅拌功率的因素 192.3搅拌功率的计算 203搅拌器结构设计及计算 223.1搅拌器的结构设计 223.1.1结构形式 223.1.2结构尺寸 233.2电动机计算功率的计算 263.2.1电动机计算功率的计算 263.2.2额定功率 283.3搅拌器设计功率 283.4推进式搅拌器桨叶的强度计算 293.4.1搅拌桨叶材料的许用应力 293.4.2搅拌器桨叶的强度计算 293.5对搅拌桨叶设计的其他要求 323.6搅拌附件 323.6.1挡板 334搅拌轴的设计与校核 344.1搅拌轴的力学模型 344.2轴的结构设计 344.3搅拌轴直径设计 354.3.1按最大扭矩计算搅拌轴直径 354.3.2扭矩和弯矩合成计算搅拌轴直径 364.3.2.1计算尺寸的确定 364.3.2.2由径向力引起的轴上弯矩的计算 374.3.2.3由轴向推力引起的轴上弯矩的计算 384.3.2.4轴上扭矩和弯矩同时作用下的当量弯矩 384.3.2.5扭矩和弯矩同时作用下的计算轴径 384.3.3按临界转速计算轴径 385搅拌轴与搅拌器的连接 415.1减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施 415.2搅拌器轴套与搅拌轴的连接 416传动装置 436.1电机的选型及标准 436.2釜用减速机选型及标准 436.3机架选型及标准 446.4底座的选择 456.5凸缘法兰的选择 456.6联轴器的选择 466.7机械密封 477筒体与封头的强度设计 487.1内筒体及封头厚度的计算 487.1.1受内压时筒体的厚度计算 487.1.2受内压时封头厚度计算 497.1.3受外压时筒体厚度计算 507.1.4受外压时下封头厚度计算 537.1.5压力试验应力校核 547.2夹套筒体及封头厚度的计算 547.2.1夹套筒体厚度计算 547.2.2夹套封头厚度计算 557.3液压试验状态稳定性校核 568开孔和开孔补强 578.1判别需要进行开孔补强计算管口 578.2管口a、g开孔补强计算 588.3管口c的开孔补强计算 59总结 61

1绪论1.1搅拌设备在工业中的应用搅拌可以使两种或是多种不同的物质在彼此之中相互分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。搅拌操作的例子颇为常见，例如在化验室里制备某种盐类的水溶液时，为了加速溶解，常见用玻璃棒将烧杯中的液体进行搅拌。又如为了制备某种悬浮液，就要用玻璃棒不断搅拌容器中的液体，是固体颗粒不至于沉下，而保持它在液体中的悬浮状态。在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。搅拌操作作为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借所谓的气流作用促使液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅仅气泡的作用对液体所进行的搅拌是比较微弱的，对于几千毫帕·秒以上的高黏度液体难以适用的。但气流搅拌没有运动部件，所以在处理腐蚀性的液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌是很便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作都是机械搅拌，且以中低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。搅拌器结构如图1-1。经过二十多年的发展，中国的化工装备取得了重大技术研制成果。搅拌器作为一种搅拌设备在工业生产中应用广泛，尤其在化学工业中，很多的化工生产都或多或少的应用着搅拌操作。化学过程中的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的。对于加热、冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到好的结果。搅拌器大多作为反应器应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器的占反应器总数的90﹪。搅拌设备在石油化工生产中被用于物料的混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行的混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺染料等工艺过程，都装备各种形式的搅拌设备。搅拌设备的作用如下：使物料混合均匀、使气体在液相中很好的分散、使图1-1搅拌设备结构Figure1-1agitationequipmentstructure固体粒子在液相中均匀的悬浮、使不相溶的另一相均匀悬浮或充分乳化、强化相间的传质、强化传热。对于匀相反应，主要是使物料混合均匀和强化传热。混合的快慢、均匀程度和传热情况的好坏，都会影响反应结果。至于非匀相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂。所以搅拌情况的改变，常常很敏感的影响到产品的质量和产量，生产中的这种例子非常普遍。在溶液聚合和本体聚合的液相反应装置中，搅拌的主要作用是：促进釜内料体的流动，使反应器内物料均匀分布，增大传质和传热系数。在聚合反应过程中，往往随着转化率的增加，聚合的黏度也增加。如果搅拌效果不好，就会造成传热系数下降或局部过热，物料和催化剂分布不均匀，也容易使聚合物粘壁，使聚合操作不能很好的进行下去。目前，我国搅拌设备同国外相比，还有不少差距，主要是化工生产技术进步与设备技术开发脱节，重大设备的软件技术开发差距较大：设备技术开发跟不上工艺技术发展的速度，重工艺、轻设备的现象存在；基本上还停留在模仿开发的地步，开发具有自主知识产权的专有技术的能力比较弱；相关一些设备开发还不能做到专业化、系列化；设备设计和制造水平、设备质量和可靠性还有待进一步提高。随着化工工艺的进步和发展，对搅拌设备提出了更高的要求。必须加大装备的开发力度，掌握设备的核心技术，形成一批具有自主知识产权的设备，做到性能先进、质量可靠、高效节能、经济安全，满足化学工业的发展需求。1.2搅拌过程搅拌是一种广泛应用的单元操作，它的复杂性正在于它的原理要涉及流体力学、传热、传质及化学反应等多种过程。从本质上讲搅拌过程就是在流动场中进行的单一的动量传递或者是包括动量、热量、质量传递及化学反应过程，而搅拌器就是通过使搅拌介质获得适宜的流动场而向其输入机械能量的装置。我们首先遇到的问题就是要了解搅拌过程的特点、各种搅拌过程对搅拌有什么要求，这些都是搅拌器选型的出发点。要进行搅拌器的选型，应该分型搅拌器的功能，应该了解搅拌器所能提供的能量。搅拌既可以是一种对立的流体力学范畴的单元操作，如进行液液混合、固液混合、气液混合和液液的分散等，又往往是完成其它单元操作如传热、吸收、萃取、溶解、结晶等以及化学反应过程的必要手段。搅拌过程可使被搅拌液体的各部分接近于匀质状态，可增大分散相的有效接触面积，可降低分散相周围的液膜阻力以及增大相对速度提高传热速率等。搅拌过程的影响因素复杂繁多，但是考察其特点，不外乎是使用搅拌器或其他手段使设备内的流体产生适当的流动状态，在流动状态中达到各种操作目的。因此，认识搅拌过程，就要知道设备内的流体的流动状态和各种搅拌目的有什么因果联系，也就是要考察流体的流动状态和传热、传质、晶粒细化分散等过程有什么关联。基于这个观点，最方便的就是以搅拌介质的相态来将搅拌过程加以分类。这样可将搅拌过程分为匀相系和非匀相系两大类。前者为互溶液体的搅拌，后者包括不互溶液体的搅拌、气液相的搅拌以及固液相的搅拌。当搅拌介质的黏度相当高时，它的流动状态又有特殊性，所以一般又单独分类为高粘度液的搅拌。由于本设计属于互溶液体的搅拌，所以在这里我只介绍互溶液体的搅拌的问题、注意的方面等知识。互溶液体的搅拌是两种或多种互溶液体在搅拌作用下达到浓度或密度或温度以及其他物性的均匀状态的过程，一般为混合过程。有时为了强调其属于匀相搅拌的特点也称其为调和或调匀。以为搅拌的目的从根本上说就是造成设备内流体的均匀状态，所以也可以说混合是其在各种搅拌过程中最基本的一种过程。混合过程都应规定搅拌特体达到均匀状态的标准，而以在搅拌作用下达到这个标准的混合时间作为评价搅拌效果的指标。达到同样的标准所用的混合时间愈小，搅拌器的混合性能愈好。混合既然是要求混合罐内的液体达到均匀状态，那么为了达到混合目的，从流动来看，首先应当在罐内避免死区，要使罐内液体都能产生对流流动进行循环。并且为了能够快速的混合，缩短混合的时间，就要求搅拌作用下的液体对流循环速度要快，循环时间=V/(V为罐内的液体体积，为搅拌器在单位时间内产生的液体循环体积)要短，这就要求搅拌器造成的液体循环流量要大。不过这只是一方面，因为时间与研究证明，仅是液体循环流量大未必就能说液体一定混合的好。因为在液体循环时，内部的混合还取决于液体湍流扩散的程度，所以要达到液体的混合还要求搅拌器造成的液体湍流强度或剪切速度要大。从搅拌器的功能可知，一种搅拌器的循环流量与湍流强度所受的影响因素表面上看主要都是搅拌器直径的大小与搅拌器转速的高低，但影响程度并不一致。在功率一定的条件下，两者还有相反的变化。所以要求一个搅拌器既具有很高的循环流量又要有很高的湍流强度，这是比较困难的。只有分析混合的特点，看其对哪种能力最需要，必要时搅拌器只能照顾主要的方面。对于互溶液体的混合，由于没有液相间的混合面，对剪切速度要求不高，可以靠全罐内的液体对流循环来达到混合，这样，对流循环量的要求就是最主要的。1.3搅拌器按结构分类搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，其功能是提供过程所需的能量和适宜的流动状态。搅拌器转动时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液体在搅拌器内循环流动。这种循环流动的途径称流型。搅拌器的流型与与搅拌效果、搅动功率的关系十分密切。搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手。搅拌器内的流型取决于搅拌器的型式，搅拌器的内构件的几何特征，以及流体性质、搅拌器转速等因素。对于搅拌机顶插式中心安装的立式圆筒，有三种基本流型。(1)径向流流体的流动方向垂直于搅拌轴，沿径向流动，碰到容器壁面分成两股流体分别向上、向下流动，再回到叶端，不穿过叶片，形成上下两个循环流动。(2)轴向流流体的流动方向平行于搅拌轴，流体由桨叶推动，使流体向下流动，遇到容器底面再翻上，形成上下循环流。(3)切向流无挡板的容器内，流体绕轴作旋转运动，流速高时液体表面会形成漩涡，这种流型称为切向流。此时流体从桨叶周围周向卷吸至桨叶区的流量很小，混合效果很差。搅拌器是釜式反应器的主要部件。反应器的反应物，借助搅拌器的搅拌，达到混合与接触。通过搅拌，强化其传质与传热，又通过搅拌，使反应物料分子相互碰撞，不断更新接触，促进了化学反应。所以设计合理的釜用搅拌器是提高反应釜生产能力的重要手段。目前由于搅拌过程的种类的繁多，介质情况千差万别，所以使用的搅拌器的型式也是多种多样。在典型搅拌器的基础上都有很大的改进。这些改进在生产中的适应性不一定好，但是针对某一过程的搅拌效果会很好。根据不同的搅拌过程，搅拌器的型式主要分以下几种：桨式、开启涡轮式、圆盘涡轮式、推进式、布鲁马金式、三叶后掠式、锚式、框式、螺带式和螺杆式等搅拌器。设计反应釜时，选择合适的搅拌器十分重要。选择时考虑的因素主要有两个方面，一是介质的特性，如被搅拌液体的粘度、重度和腐蚀性；另一个是反应过程的特性及传质传热的要求等。由于液体的粘度对搅拌状态及功率消耗有很大的影响，许多规范的制定都是以液体粘度的大小作为搅拌器使用范围的条件。随粘度增高各种搅拌器的使用顺序是：推进式、涡轮式、桨叶式、锚式、螺带式。如果液体有强烈的腐蚀性，则需要考虑抗腐蚀性能好的贵金属或衬防腐蚀覆盖层的方便性与经济性。如果使用贵金属，则宜选用耗材少的螺旋桨式或平桨式。如果选用覆盖层，则宜采用锚式。对于反应过程的特性，首先要考虑的是间歇操作或是连续操作，如果是后者，反应物流是一次性通过反应器，理想的搅拌作用是使液体产生塞流。其次是热的特性，是放热反应还是吸热反应，对传质传热要求的程度，如果有要求较高的传质传热系数，则要求搅拌叶流产生一定的雷诺数。下面介绍几种主要类型的搅拌器。(1)涡轮型涡轮与离心泵的翼轮类似的一种叶轮，轮上叶片有平直型、弯曲型、倾斜型等。涡轮直径与反应釜直径比例为：大釜（超过900L）为0.25~0.33；小釜（小于900L）为0.33~0.35。其示意图如图1-2：图1-2涡轮型搅拌器示意图Figure1-2Sketchofturbinemixingpropeller涡轮的圆周标准转速为3.05~6.10m/s，涡轮叶轮的数目，广泛应用的经验公式为：叶轮的间隔为1.0~1.5d1(涡轮的直径)。间隔太大将使某些区域出现搅拌不良的情况；间隔太小，两个叶轮所产生的叶流将相互干扰而破坏良好的混合型式。由于雷诺数Re=500~1000时，流体的粘度对功率无明显的影响，并且涡轮出口压力消失而产生的剪切作用可是混合的效果良好，这两个特性，使涡轮搅拌在连续反应器中得到广泛的应用。(2)桨叶型用一般的桨叶构成的搅拌器、具体型式有平直桨叶的平直桨搅拌器；有水平与垂直的两种桨叶的框式搅拌器；有流线式结构的锚式搅拌器。此外，还有螺旋带式桨叶的螺旋带式反应器。图1-3平桨式搅拌器示意图Figure1-3sketchofthehorizontalmixingpropeller平桨式搅拌器是在圆柱形轮毂上装有两个平直的叶桨，桨叶用扁平钢条做成，桨叶的装置使得和液体接触的叶面与旋转方向相互垂直，桨叶与轮毂固定方式又可拆和不可拆两种，平桨式搅拌器示意图如图1-3。图1-4锚式搅拌器示意图Figure1-4sketchoftheanchorpaddlesmixingpropeller框式搅拌器是在水平桨叶上连接垂直的桨叶，使彼此连成一体，成为刚性较好的框子。这样的结构较坚固，且搅拌器可搅动大量的液体。框与釜的直径比为2/3~9/10。框式搅拌器的外形和反应釜的内部形状一致，而且其旋转体的外边与反应器的内壁间距很小。整个旋转体可用铸铁铸成或钢板煨制，故可制成任何要求形状。叶片下半部分呈椭圆形或锥形，其上为垂直的板。对于有腐蚀性的介质，桨叶上衬以搪瓷、橡胶或其他保护覆盖层。整个搅拌器先用键固定在轴上，然后从轴的下端拧上轴端盖帽，以防止流体流入螺纹和桨叶松脱，框式搅拌器示意图如图1-4：(3)推进式搅拌器作为搅拌用的推进式搅拌器叶轮，其叶片不像船舶推进器那样都由立体曲面所组成，通常由钢板扭曲而制得。推进式叶轮在旋转时使液体向前方成轴向流排出，使之在罐内形成循环。然而，若将推进式叶轮安装在无挡板的圆筒形搅拌罐的中心，则在叶轮旋转的同时，罐内液体也旋转，与轴向流相比，还是水平回转流占主要地位，其混合效果就减弱，这是因为轴向循环流动才是促进宏观混合的真正动力。为防止水平回转流，可在罐内装挡板，也可将搅拌轴偏心或倾斜安装，若把推进式叶轮与导流筒配合，则能得到规整的轴向流。使用挡板以及使叶轮倾斜或偏心安装都将使叶轮排出流受到限制，增加了剪切作用，故推进式叶轮仍有相当部分的能量分配到剪切作用上。 图1-5推进式搅拌器简图Figure1-5propellertypeagitatordiagram推进式叶轮所用的转速一般为200～400r/min，推进式叶轮搅拌器易做的很小巧，故可以做成便携式的。叶轮直径通常为罐径的10%～30%，是比较小的。因此推进式叶轮不能用于高黏度的要求，最多用到2～3Pa·s。1.4本设计的选型及设计条件设计反应釜时，选择合适的搅拌器十分重要。选择时考虑的因素主要有两个方面，一是介质的特性，如被搅拌液体的粘度、重度和腐蚀性；另一个是反应过程的特性及传质传热的要求等。由于液体的粘度对搅拌状态及功率消耗有很大的影响，许多规范的制定都是以液体粘度的大小作为搅拌器使用范围的条件。随粘度增高各种搅拌器的使用顺序是：推进式、涡轮式、桨叶式、锚式、螺带式。如果液体有强烈的腐蚀性，则需要考虑抗腐蚀性能好的贵金属或衬防腐蚀覆盖层的方便性与经济性。如果使用贵金属，则宜选用耗材少的螺旋桨式或平桨式。如果选用覆盖层，则宜采用锚式。对于反应过程的特性，首先要考虑的是间歇操作或是连续操作，如果是后者，反应物流是一次性通过反应器，理想的搅拌作用是使液体产生塞流。其次是热的特性，是放热反应还是吸热反应，对传质传热要求的程度，如果有要求较高的传质传热系数，则要求搅拌叶流产生一定的雷诺数。由于本设计采用的是互溶液体的搅拌，并且因为筒体内的介质为粘度系数很小的1，2-二氯丙烷和1，3-二氯丙烯，液体的粘度仅仅为0.2cP，属于很低粘度的液体间的混合，所以首选推进式的搅拌器。并且推进式搅拌器属于轴流型，循环速率高，剪切力小。采用挡板或导流筒则轴向循环流更强。运行条件适用于连续操作，并且搅拌强度适中的场合，综上所述采用推进式搅拌器。表1-1操作条件Table1-1operatingcondition流体名称1，2-二氯丙烷，1，3-二氯丙烯操作温度95摄氏度流体特点甲B/中毒危害操作压力密度设计温度120摄氏度粘度0.3cP设计压力搅拌强度适中运行状态连续操作表1-2管口表Table1-2oralthermometers符号规格标准号用途或名称连接面形式aDN40PN1.6HG20594-97出料口bDN25PN1.6HG20594-97水蒸汽进口RFcDN400PN1.6HG21515-95人孔d1-2DN80PN1.6HGT21619-86视镜eDN25PN1.6HG20594-97水蒸汽出口RFfDN25PN1.6HG20594-97备用口RFgDN40PN1.6HG20594-97备用口RFhDN25PN1.6HG20594-97备用口RFjDN25PN1.6HG20594-97备用口RF图1-6搅拌容器外形图Figure1-6agitationvesseloutlinedrawing

2搅拌器功率的计算搅拌功率是指搅拌器以一定的转速进行搅拌时，对液体做功并使之发生流动所需的功率。计算搅拌功率的目的，一是设计和校核搅拌器和搅拌轴的强度和刚度，二是用于选择电机和减速机等传动装置。影响搅拌功率的因素有很多，主要有以下四个方面。搅拌器的几何尺寸与转速：搅拌器直径、叶桨倾斜角、转速、单个搅拌器的叶片数、搅拌器距离容器底部的距离等。搅拌器的结构：容器内径、液面高度、挡板数、挡板宽度、导流筒的尺寸等。搅拌介质特性：液体的密度、粘度。重力加速度。2.1搅拌器功率准数的计算（2-1）式中—功率数；—搅拌功率，；—密度；—弗劳德数，=n2/g；—液面高度，；—系数；—转速，；—指数；—雷诺数，；—粘度；—桨叶宽度，；—搅拌器直径，；—搅拌容器内直径，；2.2算图法计算计算有两种方法，一是用算图法直接求取，另一种是用公式计算。本设计采用的是算图法计算。常用的计算的算图法有四种，分别是Rushton的算图，Bates的算图，EKATO公司的算图，算图。其中Rushton的算图法，它适用于推进式、涡轮式和桨式的搅拌器。因为本设计用的是推进式的搅拌器，所以用Rushton的算图计算功率准数。2.2.1的计算为雷诺数，其计算公式如下：(2-2)式中—搅拌器叶轮的直径，m；—搅拌溶液的密度，；—搅拌器的转速，;—液体的黏度，。本设计中=0.9m，=1071，n=2，=0.3，将这些数代入(2-2)中可得：==2.2.2影响搅拌功率的因素（1）由于是推进式搅拌器的设计，=，属于强湍流区。在湍流状态下，搅拌罐中有否挡板，挡板的数量及宽度等都对搅拌功率的影响甚大，对于在搅拌罐中常用的直立式平挡板，可用挡板系数来反映挡板安装情况对搅拌功率的影响。挡板系数定义为：=(2-3)式中为挡板的宽度，为挡板数。在小于0.35时，随着挡板系数的增大，搅拌功率增大。而当挡板系数大于0.35时，则随着挡板系数的增大，搅拌功率反而降低。故把=0.35的情况，称作全挡板条件，当0<<0.35时，则称部分挡板条件。一般认为，当使用4挡板时，其宽度等于（1/10~1/12）D时，即可接近全挡板的条件。本设计采用了4挡板，所以看作是全挡板的条件。（2）—弗劳德数，=n2/g。由文献[1]可以得知：一般情况下弗劳德数的影响比较小。容器的内径D、挡板宽度b等几何参数可归到系数K。（3）由于采用的是推进式搅拌器，当进行功率计算时，最常用的是Rushton的算图。Rushton算图是最早发表的算图。搅拌罐中的液体的流动可根据的大小分成层流区、过渡流区和湍流区。当小于30时，属于层流。当满足30<Re<10000时，属于过渡流区。当Re大于10000时，属于湍流区，当Re大于1000000时，属于强湍流区。2.3搅拌功率的计算推进式桨叶的螺距与其排液量有关，通常在的范围，目前常用的有s/=1。目前叶片数目通常取2、3、4叶等，而以3叶的居多。本设计采用的就是三叶片的推进式搅拌器，且s/=1。由图2-1可知：当大于1000000时，趋于水平线，此时便成为了定值。本设计中，所以为一定值。查图2-1可知：=0.35。图2-1Rushton的算图Figure2-1Rushtonnomographicchart图中纵坐标为功率准数,横坐标为雷诺数搅拌功率的计算公式：（2-4）式中：、、为已知数，故计算搅拌功率的关键是求功率准数。由（2-4）得出(2-5)将==0.35代入（2-5）中可得：则==所以，搅拌器的搅拌功率为。搅拌器的搅拌功率即为搅拌器的轴功率。3搅拌器结构设计及计算3.1搅拌器的结构设计3.1.1结构形式推进式叶轮由于是螺旋面的一部分，其升角自叶片根部向叶片前端逐渐变化，所以形状很复杂，叶片的成型加工比常用的桨式、涡轮式都很困难。连接形式有的是把叶片与轮毂铸成一体，还有的模锻出叶片然后焊在轮毂上。搅拌器的轮毂用键和止动螺钉连接于搅拌轴上，再用螺母拧在轴端托住叶片和轮毂。这种结构由于采用了盖帽来保护轴端螺纹，对腐蚀性介质或有固体沉积物的场合很实用。本设计就采用这种连接形式。图3-1推进式叶片展开图Figure3-1pushertypeleafbladedevelopedview推进式桨叶的前表面是由螺旋面的一部分组成，叶片截面后表面通常是二次抛物线或圆弧构成。螺旋面是不可展平面，只能采取近似的办法将其展开。将垂直于搅拌轴线的平面作为桨叶的投影面，将桨叶断面在这投影面上近似展开，就得到桨叶的展开平面，展开面上就得到桨叶的实际宽度。3.1.2结构尺寸图3-1中的A值是由坐标原点（轮毂的中心）到叶片展开面的起点的距离。—叶轮的直径，；—轮毂直径，。 根据文献[1]的规定，通常取轮毂的直径或为2倍的轴径，基于文献的规定，本设计取轮毂的直径为320，=320。将自轮毂处起到叶片前端的长度分成10等分，令其半径分别为、、…、，相应的叶片宽度为、、…、。一下角码代表某任意值，则任意半径为，任意半径处的叶片的宽度为，的计算公式如下：(3-1)式中为叶片宽度系数，的取值查看表3-1。 表3-1的取值Table3-1values0.1820.2240.260.2820.310.320.3220.3080.2760.2120沿着轮毂的叶片展开宽度的计算公式：(3-2)由，把，，代入左式可得=41.8°图3-2叶根的断面示意图Figure3-2rhubarbcrosssectionschematicdrawing得出=48.2。是叶片根部即轮毂处的截面与搅拌轴轴线的夹角，它和该处的螺旋截面的升角互为余角，并且前面取得推进式桨叶的螺距，、角如图3-2所示。将，，代入(3-1)得：。将，，=48.2°代入(3-2)中可得出：在本设计中，由此得出轮毂的长度为。叶片的宽度为处的半径为，由下式计算：(3-3)当桨叶的宽度时，把，代入(3-3)得：当时，,此时为轮毂直径的一半。3.2电动机计算功率的计算3.2.1电动机计算功率的计算电动机功率必须满足搅拌器运转功率与传动系统、密封系统功率损失的要求，还要考虑到有时在搅拌操作中会出现不利条件造成功率过大。（1）计算公式电动机的计算功率可按下式确定：(3-4)式中—电动机计算功率，；—搅拌器计算功率，；—轴密封系统的摩擦损失，；—传动系统的机械效率，。为搅拌器计算功率，由第二章可知：=1.77为轴密封系统的摩擦损失，密封系统的摩擦造成的功率损失因密封系统的机构而异。本设计采用的是机械密封，考虑到工作的环境、及特殊的要求，例如防爆等，本设计采用双端面的机械密封，计算公式为：(3-5)为机械密封轴封处的直径，。本设计搅拌器叶轮的直径等于900，搅拌容器的直径为2600，根据文献[2]的规定，取搅拌器的搅拌轴的直径为130，取轴封处的直径为120。代入(3-5)中得出=0.56（2）的计算为传动系统的机械效率，本设计的搅拌轴的转速为120，搅拌轴为单向旋转，考虑到搅拌装置的立式安装，环境等各方面的条件，我们取摆线针轮传动。表3-2列出了传动装置零部件的传动效率，由表3-2确定摆线针轮传动系统的传动效率。在本设计中取为0.90。所以，=0.90。表3-2传动装置零部件的传动效率Table3-2transmissiondevicespareparttransmissionefficiency（3）计算功率的计算由此我们确定了=1.77；=0.56；=0.90代入（3-4）中得出=2.883.2.2额定功率电动机的额定功率为将电动机的计算功率圆整到到电动机产品系列中的取值，圆整之后取=3.0。3.3搅拌器设计功率本设计采用的是单层、三叶的搅拌器设计，所以搅拌器的设计功率(3-6)将=0.56，=3.0代入上式=0.903.0-0.56=2.14所以搅拌器的设计功率。每一个叶片在强度计算中的设计功率为。3.4推进式搅拌器桨叶的强度计算3.4.1搅拌桨叶材料的许用应力对于搅拌器的桨叶，材料为316L，=480,316L是一种超低碳的不锈钢，根据文献[5]的有关规定，取材料的安全系数=4。由下式计算许用应力：扭转许用应力=0.577120=69.24得出316L的许用应力为120，扭转许用应力为69.24。3.4.2搅拌器桨叶的强度计算推进式搅拌器叶片的形状是很复杂的，对其进行计算时一般采用的近似算法，即转借船用螺旋桨的使用计算方法。在轮毂处叶片的根部为危险截面所示的I-I的断面处。叶轮对液体做功，当搅拌轴垂直安装时，叶轮受有与搅拌轴平行的垂直力，和垂直于搅拌轴直线的水平力。垂直力作用于桨叶的处；水平力作用于桨叶的处。（1）叶片在轮毂处的厚度通常用长度计算来决定，厚度沿叶片的母线向叶片的前端成直线变化。根据文献[1]的规定，对钢制叶片，当叶片的直径小于1000mm时，叶片前面的厚度一般为3～4毫米，本设计采用的叶片材料为316L，取4毫米。叶片根部靠近轮毂的地方叶片的厚度通常取（0.03～0.06）倍的桨叶的直径，本设计取值范围按要求为27～54。本设计取30。（2）、是因而异的系数，当=1时，可从下表中得出、。表3-3、的取值Table3-3,values从表中可以得出=0.696、=0.600。（3）每层桨叶一个叶片的轴向力和水平力(3-7)(3-8)其中—设计功率，由上节可知：；—叶片的个数，3个；—螺距，900，—搅拌轴的转速，120。将上述数据代入（3-7）、（3-8）中得出：==346.51==210.13（4）轴向力和水平力对断面产生的弯矩M1、M2：(3-9)(3-10)M1作用于搅拌轴线的平面内，M2作用于搅拌轴线的平面外，将两个弯矩值转换到断面的两个主惯性轴x-x和y-y上的弯矩为：(3-11)(3-12)（5）本设计桨叶根部断面为二次抛物线形成的拱形断面，则对x-x和y-y的断面惯性转矩为：(3-13)(3-14)-叶根处的桨叶的有效厚度，根据文献[3]可知：不锈钢材料，由于名义厚度，，代入公式：(3-15) I-I断面上的1、2、3点处的应力计算分别如下：(3-16)[σ]=120。(3-17)[σ]=120。(3-18)[σ]=120。叶片上各点处的应力都满足σ[σ]=120。3.5对搅拌桨叶设计的其他要求（1）本设计搅拌器桨叶的名义厚度为30，根据文献[1]的规定，当搅拌器的桨叶名义厚度超过16时，需采用加强筋桨叶结构。（2）本设计中桨叶、加强筋与轴套之间的连接采用焊接。且桨叶、加强筋与轴套之间采用全焊透双面焊；焊脚高度不得小于较薄厚度的0.75倍，且不大于0.85倍。3.6搅拌附件搅拌附件通常指在搅拌槽里为了改善流动状态而增设的零件，如挡板。在某些场合，附件是不可少的。采用哪种附件要和搅拌器的造型综合考虑，以达到预期的搅拌流动状态。增设附件会使液体的流动阻力增大，当然影响搅拌功率。3.6.1挡板安装在搅拌设备中心的各种搅拌器，当液体的粘度不高、搅拌器的转速足够高时，切向流会形成“圆柱状回转区”；另外，罐体内液体在离心力作用下甩向器壁，使周边的液体沿器壁上升，而中心部分的液面下降，于是形成了一个大的漩涡。搅拌器的转速愈大，漩涡愈深，这种现象叫“打漩”。为了消除湍流状态下的“圆柱回转区”和打漩现象，可在反应器内安设挡板，常用的为纵向挡板，挡板的作用有二：第一，将切向流转化为轴向和径向流动，对于罐体内液体的主体对流扩散，轴向和径向流动都是有效的。第二，增大被搅动液体的湍动程度，从而改善搅拌效果。挡板的宽度，高粘度时可减小至。挡板的数量Z，视反应器直径大小而定，在小直径时用2~4个，大径时用4~8个，以4个或6个居多。当槽内有蛇管时，挡板一般安装在蛇管内侧。挡板的上缘一般可与静止液面齐平，当液面上有轻而易浮不宜湿润的固体物料时，则需在液面上造成漩涡，这时挡板上缘可低于液面100~150。挡板下缘可到槽底。有时利用挡板的高度来改造流型，如在槽底希望视使较重的物料易于沉降而分离出来时，就可将挡板下端取在桨叶之上，这样就可使槽底出现水平回转流，有利于物料的沉降。本设计中采用了4挡板，宽度为250，离壁距离为50。4搅拌轴的设计与校核机械搅拌反应器的震动、轴封性能等直接与搅拌轴的设计有关。对于大型或高径比大的机械搅拌反应器，尤其注重搅拌轴的设计。设计搅拌轴时，应考虑的四个因素：扭转变形；临界转速；扭矩和弯矩联合作用下的强度；轴封处允许的径向位移。考虑上述因素计算所得的轴径是指危险界面处的直径。确定轴的实际直径时，通常还得考虑腐蚀裕量，最后把直径圆整为标准轴径。4.1搅拌轴的力学模型对搅拌轴设定：刚性联轴器联接的可拆轴视为整体轴；搅拌器及轴上的其它零件的重力、惯性力、流体作用力、均作用在零件轴套的中部；轴受扭矩作用外，还考虑搅拌器上流体的径向力以及搅拌轴和搅拌器在组合重心处质量偏心引起的离心力的作用。因此本设计将悬臂轴的受力简化为简支梁。4.2轴的结构设计因为内筒体内的介质为粘度系数很小的1，2-二氯丙烷和1，3-二氯丙烯，所以筒体内的介质易于搅拌且轴受到的扭转力不大。因为在搅拌轴上安装一个搅拌器就可满足搅拌效果，所以轴的两端为阶梯轴，搅拌轴外形如图4-1：图4-1搅拌轴示意图Figure4-1agitationaxisschematicdrawing4.3搅拌轴直径设计4.3.1按最大扭矩计算搅拌轴直径对搅拌轴来说，它承受扭转和弯曲联合作用，本设计为立式设备，以扭转为主，因此在工程上可忽略弯曲作用。根据文献[4]中的计算原则得：(4-1)在上式中，—搅拌轴传递的最大扭矩，；N—搅拌容器电动机的额定点功率，；—传动装置的机械效率，=0.9。根据文献[4]计算搅拌轴的直径：(4-2)式中[γ]—轴的许用扭转角，o/m，本设计为悬臂轴，[γ]=0.35o/m；G—轴材料的剪切模量，本设计材料为316L，G=738500。4.3.2扭矩和弯矩合成计算搅拌轴直径4.3.2.1计算尺寸的确定对于本设计，我们采用的是等直径的悬臂轴，如图4-2（b）的右图所示，在进行联合扭转强度的计算时，我们需先要确定两个长度。第一个为传动测的轴承到搅拌侧轴承的距离，我们定义它为a，即4-2（b）的右图所示的搅拌轴轴承距离。另一个为从搅拌侧的轴承到搅拌器桨叶的距离，我们将它定义为L，即4-2（b）的右图所示的悬臂轴悬臂长度。由于a、L我们暂时无法确定，只能大致选定。但是我们可以根据选定机架来确定a，综于各个方面，确定a=514，即而我们可以确定L=3500。（a）多层桨叶受力图（b）搅拌轴轴承外的外伸轴图4-2悬臂搅拌轴典型受力模型图Figure4-2bracketagitationaxistypicalstressmoldedreliefmap对于悬臂支撑的搅拌轴的径向力(4-3)同上，—搅拌器桨叶的直径，。4.3.2.2由径向力引起的轴上弯矩的计算搅拌轴与搅拌容器组合质量偏心引起的离心力为。N在下式中，—由径向力引起的轴的弯矩，；—由轴向推力引起的轴的弯矩，；—搅拌轴的联合弯矩，。(4-4)4.3.2.3由轴向推力引起的轴上弯矩的计算根据文献[6]的有关规定，当设计压力小于时，=0。本设计压力为0.1MPa，所以=0。又根据，得M=519.65。4.3.2.4轴上扭矩和弯矩同时作用下的当量弯矩为搅拌轴在扭矩、弯矩同时作用的条件下产生的当量弯矩。(4-5)其中为搅拌轴的许用剪应力，根据文献[5]的有关规定，。其中。4.3.2.5扭矩和弯矩同时作用下的计算轴径所以在联合作用下的搅拌轴的直径为：(4-6)所以在联合弯矩作用下的轴径为45.48。4.3.3按临界转速计算轴径由于根据文献[2]的规定，在综合考虑到搅拌器桨叶的直径为900，搅拌容器的直径为2600，还要考虑到在轴上开键槽的直径的强度减弱，所以本设计选取搅拌轴的直径为130，在其符合了最大扭矩校核和扭矩、弯矩合成计算轴径之后，然后进行临界转速的验算。（1）首先对搅拌器的质量进行估算。对于搅拌器单个桨叶的长度就是搅拌器的半径，为450，根据文献[1]的规定，搅拌器的平均宽度为搅拌器直径的0.2到0.35倍，本设计取0.3倍，即宽度为270，对于搅拌器的厚度，我们取平均厚度为22，这样我们就把桨叶换算为一个长方体，对于搅拌器的材料316L，我们查得其密度为7980Kg/，于是其质量大致为：本设计大致估算出搅拌器的质量为63.99。（2）对于搅拌侧的轴的质量为：(4-7)刚性轴的有效质量等于轴自身的质量加上轴上附带液体的质量，计算公式如下：其中为混合液体的密度，1071Kg/。计算得出=487.65。轴的有效质量在搅拌器末端处的当量质量：(4-8)将a=514，L=3500，=487.65代入上式，得出W=120。搅拌器的有效质量(4-9)在末端处所有相当质量的总和为（3）搅拌器等直径悬臂轴的临界转速为：(4-10)由于根据文献[2]的有关规定，搅拌轴的允许转速比，对于刚性轴，推进式的搅拌器且，由于n=120，当d=130时，，正好不落在这个区域内且小于0.7，说明d=130完全合理。故本设计中的搅拌轴的直径为d=130。

5搅拌轴与搅拌器的连接5.1减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施①缩短悬臂段搅拌轴的长度受到端部集中力作用的悬臂梁，其端点挠度与悬臂长度的三次方成正比。缩短搅拌轴悬臂长度，可以降低梁的挠度，这是减小挠度最简单的方法，但这会改变设备的高径比，影响搅拌效果。②增加轴颈轴径越大，轴端挠度越小。但轴径增加，与轴连接的零部件均需加大规格，如轴承、轴封、联轴器等，导致造价增加。③设置底轴承或中间轴承设置底轴承和中间轴承改变了轴的支撑方式，可减小搅拌轴的挠度。但底轴承和中间轴承都浸没在物料中，润滑不好，如物料中有固体颗粒，更易磨损，需经常维修，影响生产。发展趋势是尽量避免采用底轴承和中间轴承。④设置稳定器安装在搅拌轴上的稳定器的工作原理是：稳定器受到的介质阻尼作用力的方向与搅拌器对搅拌轴施加的水平作用力方向相反，从而减少轴的摆动量。稳定器摆动时，其阻尼力与承受阻尼作用的面积有关，迎液面积越大，阻尼作用越明显，稳定效果越好。采用稳定器可改善搅拌设备的运行性能，延长轴承的寿命。5.2搅拌器轴套与搅拌轴的连接搅拌器的轴套与搅拌轴采用键连接并用止动螺钉将其固定。搅拌器轴套的外径为320，轴套的长度为240。轴套与轴连接用键，轴的直径为120，采用的键为GB/T1095-1979。并且根据文献[7]的有关规定，得出=36，=20，轴深度12，毂深度8.4，键长度为220。根据文献[5]的规定，键上的剪切强度为所以剪切强度为170.36(1)键连接的挤压强度条件(2)键连接的剪切强度条件所以采用键为GB/T1095-1979合理。6传动装置搅拌反应器的搅拌器是由传动装置来带动的，传动装置包括电动机、减速机、联轴器、凸缘法兰及机架。6.1电机的选型及标准由搅拌功率计算电机的功率(6-1)式中—轴封消耗功率，；—传动系统的机械效率。电动机的型号应根据功率、工作环境等因素选择。要求额定功率为3.0，并且为50Hz，三相异步。工作环境包括防暴、防护等级、腐蚀环境等。本设计的电机功率为3.0，工作环境为腐蚀性的反应介质，本设计的危险等级为甲类，防爆等级为，防护等级为IP55，所以根据文献[7]电机的型号选择为YB100L-2。6.2釜用减速机选型及标准搅拌器往往在载荷变化、有震动的环境下连续工作，选择减速机的形式时应考虑这些特点。常用的减速机有摆线针轮行星减速机、齿轮减速机、三角皮带减速机以及圆柱蜗杆减速机。一般根据功率和转速来选择减速机。选用时应优先考虑传动效率高的齿轮减速机和摆线针轮行星减速机.根据已确定该搅拌器的转速为120,电机的功率为3.0，根据文献[7]查得可选取XLD摆线针轮行星减速机。并且根据文献[2]中的有关规定，在搅拌轴的直径为130的情况下，减速机的输出轴直径为80～110，本设计中采用的减速机的输出轴直径是110，其型号为8215。所以由上综述选用的减速机其具体型号为XLDB3-8215-11。减速机外形如图6-1图6-1减速机外形示意图Figure6-1speedreducercontourschematicdrawing6.3机架选型及标准机架是安装减速器用的，所以它与减速器的底座尺寸要相配。机架一般有无支点机架、单支点机架、和双支点机架。无支点机架一般适用于小功率传递和小的轴向载荷的条件。单支点机架适用于电动机或减速机可作为一个支点，或容器内可设置中间轴承和底轴承的情况。本设计要把减速机作为一个支点，所以选取但支点机架，又因为传动轴直径为130，根据文献[8]中的单支点机架选取的标准为HG21565，型号为机架B700-130，材料为HT200。机架外形示意图如图6-2。图6-2单支点机架外形示意图Figure6-2rackcontourschematicdrawing6.4底座的选择本设计选取上装式传动轴，根据文献[2]中的规定，要求选取的机架、凸缘法兰和底座的公称直径相等。由于机架的型号为B700-130，，所以选取底座的公称直径。密封面形式整体为MS，材料为Q235-A。衬里为LMS，材料为00Cr17Ni14Mo2。所以选取的底座标准为HG21565，型号为底盖整体-700-700-130-Q235-A-00Cr17Ni14Mo2-XB。6.5凸缘法兰的选择本设计选取上装式传动轴，要求底座、凸缘法兰和机架公称直径相等，所以凸缘法兰DN=700mm。选取的凸缘法兰标准为HG21564-95，型号为法兰R700-20。图6-3机架、安装底盖、凸缘法兰和轴封的组配(图中安装底盖即为底座)Figure6-3theMatchedstackoftherack,installsthebottomhead,theflangeandtheaxisseals6.6联轴器的选择因为电机的功率为3，其转速为120，转动轴的直径为130。考虑到本设计中对联轴器的对中性能要求较高，故选择刚性联轴器。载荷计算公称转矩：(6-2)由文献[4]查得=1.7，故转矩为：(6-3)Nm由文献[7]中查得联轴器的标准为HG21570-95，型号为C130/110-316L。6.7机械密封填料密封是搅拌器最早采用的一种转轴密封结构，虽然填料密封在填料中加了一些润滑剂，但是加入的量总是有限的，由于在运转时不断的被消耗，因此，但靠填料本身所含的润滑剂是不够的，故还要在填料箱上设置加润滑液的装置。当填料中缺乏润滑剂时，密封的情况就会急剧下降。机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。机械密封是一种功耗小、泄漏低、密封性能可靠、使用寿命长的旋转轴密封，被广泛应用。机械密封的泄漏大约只有填料密封的百分之一，功率消耗也仅是其的百分之三十。并且对轴和轴套的磨损是微不足道的。由于本设计中要求连续的操作，故不适于选择填料密封，而是选择机械密封。由于设计压力为0.1MPa，小于0.6MPa，又属于易燃易爆有毒的类型的搅拌，所以由文献[2]查得使用2005双端面轴向带内置轴承的机械密封。其中动环、静环、辅助密封环和弹簧的材料分别为氮化硅、氮化硅、PTFE和307材料。型号为HG21571-95-MS-2005-130。

7筒体与封头的强度设计对于本设计，搅拌容器的设计压力为，设计温度t=95℃，圆筒的内径，筒体的高度为3000，盛装液体介质，介质的密度=1071，圆筒的材料为316L，腐蚀裕量。焊接接头系数0.85。容器内液位的高度为3300。7.1内筒体及封头厚度的计算7.1.1受内压时筒体的厚度计算(1)根据设计压力和液柱静压力确定计算压力液柱静压力为，已经大于设计压力的5％，故应计入计算压力中，则。图7-1筒体示意图Figure7-1Sketchoftubularbody(2)设计厚度根据文献[11]有，在工作温度的条件下，材料316L的许用应力，筒体的计算厚度为(7-1)其中为焊接接头系数0.85，为容器的内径2600，将其代入(7-1)得：从而得出=1.72。根据文献[9]的规定，对于高合金钢的容器，规定不包括腐蚀裕量的最小厚度不小于2，所以计算厚度为2，所以设计厚度为腐蚀裕量，对于316L=0。根据文献[5]的有关规定，此处钢板的厚度负偏差=0.6，名义厚度所以有效厚度。7.1.2受内压时封头厚度计算本设计中采用椭圆形封头。椭圆形封头是由半个椭球面和短圆筒组成。直边段的作用是避免封头和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力情况。对于标准椭圆形封头厚度的计算公式可以用直径为的半球形封头厚度乘以而得，即(7-2)图7-2封头示意图Figure7-2Sketchofhead其中对于标准椭圆形的封头=1.0，将其代入(7-2)得根据文献[9]的规定，对于低合金钢的容器，规定不包括腐蚀裕量的最小厚度不小于3，所以计算厚度为3，所以设计厚度为腐蚀裕量，对于316L=0。根据文献[5]的有关规定，此处钢板的厚度负偏差=0.6，名义厚度所以有效厚度。7.1.3受外压时筒体厚度计算釜体在外压作用下所需厚度按以下步骤进行计算：A假设筒体的厚度为。有效厚度式中：按GB709，=0.6圆筒的外径为圆筒的计算长度L应计入封头直边段长度（50）和封头曲面深度（）的。故有：，B由文献[3]得，由图算法来计算内压圆筒的厚度，此圆筒的临界长度的计算公式：有，得知此圆筒为短圆筒。由于计算的筒体为短圆筒，所以(7-3)将，，代入上式中，得0.000108并且有，所以=0.000108C由文献[3]查得：。D釜体的外压力按下式计算：(7-4)E又因为。大于许用外压力，所以筒体的名义厚度需要增大。重新假设后再进行上述计算。A假设筒体的厚度为。有效厚度。式中：按GB709，=0.8圆筒的外径为圆筒的计算长度：且有：，B由文献[3]得，由图算法来计算内压圆筒的厚度，此圆筒的临界长度的计算公式：有，由于计算的筒体为短圆筒，所以将，，代入上式中，得0.00024并且有，所以=0.00024 C在文献[3]查得：。D釜体的外压力按下式计算：E因为。小于许用外压力，并且很接近，所以筒体的名义厚度为10。所以经过外压计算可以得出筒体的名义厚度，有效厚度=9.2。7.1.4受外压时下封头厚度计算A椭圆封头当量球壳内半径式中：由于采用的标准椭圆形封头，在文献[3]查得k=0.9。B假设封头的名义厚度为。有效厚度式中：按GB709，=0.8C按下式计算A值：D查表得，E计算，因为。而许用外压力大于0.1，并且十分接近，所以封头的名义厚度为10，有效厚度为9.2。7.1.5压力试验应力校核由文献[3]得：其中为试验温度下材料的许用应力，试验温度为15摄氏度。查文献[3]得：对于316L，，并且有并且有，所以筒体强度校核合格。结论：经过上述内、外压计算得出筒体与封头的名义厚度都为10，有效厚度为9.2。7.2夹套筒体及封头厚度的计算7.2.1夹套筒体厚度计算由于搅拌容器的内径为2600，由文献[2]知：夹套的直径为2800。采用的是材料为20R的不可拆卸的整体夹套。夹套筒体的计算厚度为(7-5)其中为焊接接头系数0.85，为容器的内径2800，在95度时，查文献[9]可得：20R的许用应力为133，将其代入(6-5)得：<3，根据文献[9]的有关规定，对于碳素钢的容器，规定不包括腐蚀裕量的最小厚度不小于3，所以，设计厚度为腐蚀裕量，对于20R=1。根据文献[5]的有关规定，此