發(fā)酵罐設(shè)計(jì)樣本

安徽工程大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書〔啤酒露天發(fā)酵罐設(shè)計(jì)〕學(xué)生姓名：指定參數(shù)：1． 全容：50m32． 容積系數(shù)：75%3． 徑高比：1：24． 錐角：9005． 工作介質(zhì)：啤酒設(shè)計(jì)內(nèi)容：完畢生物反映器設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份〔規(guī)定用A4

紙打印〕封面設(shè)計(jì)任務(wù)書生物反映器設(shè)計(jì)化工計(jì)算完畢生物反映器設(shè)計(jì)熱工計(jì)算完畢生物反映器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一覽表完畢生物反映器總裝圖一份〔用CAD繪圖A4

紙打印〕設(shè)計(jì)重要參照書：生物反映器課程設(shè)計(jì)指引書化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)化工設(shè)備化工制圖承受學(xué)生承諾：本人承諾承受任務(wù)后，在規(guī)定期間內(nèi)，獨(dú)立完畢任務(wù)書中規(guī)定任務(wù)接受學(xué)生簽字：生物工程教研室-11-15啤酒露天發(fā)酵罐設(shè)計(jì)第一節(jié)發(fā)酵罐化工設(shè)計(jì)計(jì)算一、發(fā)酵罐容積擬定

=50m3發(fā)酵罐全V=Ｖ×=50×75%=37.5m3〔為容積系數(shù)〕有效 全二、根本參數(shù)選取1．D:H：D:H=1:2錐角：取錐角為900封頭：選用原則橢圓形封頭冷卻方式：選用槽鋼盤繞罐體三段間接冷卻〔罐體兩段，錐體一段，槽A3

鋼，冷卻介質(zhì)承受20%、-4℃酒精溶液罐體所承受最大內(nèi)壓：2.5/3外壓：0.3/3錐形罐材質(zhì)：A3保溫材料：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜內(nèi)壁涂料：環(huán)氧樹脂三、D、HD:H=1：2，H=D/2tan450=D/2(450為錐角一半)1封頭高度H=D/4=0.25D2H〔2-0.5-0.25〕D=1.25D3V=V+V+V錐 封 柱 =×D2/4×H+ ×D3+ ×D2×H3=50m3

1 24 4 3JB-T4746D=3400mm

=50m3，D=3.4m全D：H=1:2橢圓封頭幾何尺寸為：h=850mm1h=50mm0F=13.0m2V=5.60m3H=4137mmF=38.115m2V=44.856m3錐體幾何尺寸為：h=50mm0r=471mmH=1895mmF=4

d2sina

0.70.3cosa

0.64=19.43m2 V= d3 0.70.3cosa20.72=9.74m324 tga H=850+50+4137+50+1895=6982mm總?cè)莘e：V=5.60+44.856+9.74=60.196實(shí)際布滿系數(shù)：37.5/60.196=62.3%罐內(nèi)液柱高：37.59.74H丿=*3.62/4

*102+(3002+50)=6706.3mm四、發(fā)酵罐強(qiáng)度計(jì)算〔一〕罐體為內(nèi)壓容器壁厚S計(jì)算1.原則橢圓封頭P=1.1*2.5=2.75kg/cm2S= PD內(nèi) +C0 式中：P=2.75kg/cm23

鋼工作溫度下許用力取1520kg/cm2ψψ=0.9壁厚附加量：C=C+C+C1 2 3查表得：C0.81C22C0.63則：S=[2.75*2700/(2*1520*0.9-2.75)]+3.4=6.1S=8mm0h=40mm0校核σ=(PD

/4S)*(D/2h)中 0 中 1=[2.75*(3400+8)/4*8]*[(3400+8)/〔2*850〕]=587.12<=[σ]t筒體P=1.1*p設(shè) 工作=1.1*2.5=2.75kg/cm2S=[PD/(2[σ]φ-P)]+C 〔C=0.6,C=2,C=0.6〕1 2 3=[(2.75*3400)/(2*1520*0.85-2.75)]+3.2=6.8mmS=7mm校核 2 設(shè)

/2S中=2.75*(34007)2*7=669.23<=[σ]tφ錐形封頭過(guò)渡區(qū)壁厚S=[〔KP

Dg〕/(2[σ]tφ-0.5P)]+C設(shè)P=1.1*2.5=2.75kg/cm2設(shè)K=0.7161S=[〔KP

Dg〕/(2[]tφ-0.5P)]+C設(shè)=(0.7161*2.75*3400)/(2*1520*0.9-0.5*2.75)+C=2.45+C=2.45+0.6+2+0.369=5.42mm錐體S=[〔f*PDg〕/([]tφ-0.5P)]+C0

Dg〕/([]tφ-0.5P)]設(shè)=(0.577*2.75*3400)/(1520*0.9-0.5*2.75)=3.95mmS=S+C=3.95+0.6+2+0.217=6.767mm0取S=10mm h=40mm0校核錐體所受最大壓力處σ=PD

/2Scos450中22AE3D0S0=2.75*3400/2*10*cos450=935<=[σ]t(二)、錐體為外壓容器壁厚計(jì)算1．原則橢圓封頭設(shè)S=8mm S=S-C=5mm0D=D+2S=3400+16=3416mm0 iR=0.9D=3074.4mmi 0R/S=3074.4/5=614.88mmi 0按外壓球殼算法計(jì)算A= =0.121/614.88=0.00020B=3000

300*5/3060=0.49kg/cm2>0.3kg/cm2內(nèi)滿足規(guī)定C=0.5，C=2，C=0.5筒體

1 2 3S=S+C=80S=13D=3400+2*6=34120S=S-C=13-3.2=9.8mm0L/D=6982/3412=2.050D/S=3412/9.8=348.20 0A0.000792[P]=〔R/S〕=2*0.000792*2.05*(106/3)*348.2i 0=0.379kg/cm2>0.3kg/cm2C=0.6，C=2,C=0.61 2 33．錐形封頭由于：ａ=45022.500<ａ<600為：2*1895/2*tan450=1895取加強(qiáng)圈心線間椎體長(zhǎng)度為950㎜S=60L/D=950/3400=0.28D/S=3400/6=566.70B=110/20S=60C=0.6，C=2C=0.61 2 3S=S+C=9.2mm0S=10綜合前兩步設(shè)計(jì)，取兩者中較大有生產(chǎn)閱歷擬定原則橢圓型封頭厚度為10㎜ 0圓筒壁厚錐形封頭壁厚1312h=500五．錐形罐強(qiáng)度校核內(nèi)壓校核P

=1.25P試 設(shè)由于液體存在，錐體某些為罐體受壓最重之處即最危急

=3.74kg/cm2設(shè)=1.25P=4.68kg/cm2試A3

鋼=2400kg/cm2Dg(SC)試=、

2(SC) =4.68[3400(123.2)]=906cm20.9=0.9*0.9*2400=1944試可見(jiàn)符合強(qiáng)度規(guī)定，試壓安全2、外壓試驗(yàn)以內(nèi)壓代替外壓P=1.5*〔0.3+1.2〕=2.25kg/cm2P=1.25P=2.8kg/cm2P試 內(nèi)試故可知試壓安全3．剛度校核本例中容許3．剛度校核本例中容許S=2*3400/1000=6.8mm2而設(shè)計(jì)時(shí)取壁厚為S=10m，故符合剛度規(guī)定〔公式：S=1000最小D內(nèi)其次節(jié)發(fā)酵罐熱工設(shè)計(jì)計(jì)算一、計(jì)算依據(jù)A3

82.5/220〔V/V

=-4℃，進(jìn)T為-2℃，12°5-6出二、總發(fā)酵熱計(jì)算Q=q*v=119*37.5=4462.5/hrv三、冷卻夾套型號(hào)選取8A=hb--截面積8*4.3-10.24=24.162冷卻劑流量為〔三段冷卻〕 3*24.164*10-4*1=7.284*10-3m3/sρ=976kg/m3C=1.04kcal/kg·℃P冷卻劑冷卻力量為:Q=7.248*10-3*976*1.04*2*3400

=-3℃下平=50027.7kcal/hr>4462.5kcal/hr8四、發(fā)酵罐冷卻面積計(jì)算線看，日降溫量較大為135℃，為了將來(lái)工藝更改留下余量，設(shè)計(jì)取0.6℃/hrQ=KA△t0 m冷卻面積。1K1〕а計(jì)算14t4tt1 2144135=199.1kcal/m2·h·℃2а2潮濕周邊=80+〔80+4*8.0〕+2*〔43-1〕=276mm=27.6cmDe=

4*潮濕周邊de=4*24.16/27.6=0.035m下μ=5.05*103Pa·sλ=0.402kcal/hr·m·℃=0.468W/m·℃Cρ=1.041kcal/kg·℃=4.358*103J/kg·℃ρ=976kg/m3u=1m/sRe=duρ/μ=9160=104故可視為強(qiáng)制湍流流淌得n=0.4

/λ)0.42 ｐμ=1348.4kcal/hr·m·℃а=а〔1+1.77d/R〕2=1348.4*(1+12)*0.0474/1.829=1410.3kcal/hr·m·℃3K1 1 Rs b 1 Rs31= + 1+ + + 231KA aA2 1

A A2 23 A帶入數(shù)據(jù)可得：1 11.3554h 0.000675*11.3354h 0.01 14.564K =185.3*11.304h +

11.304h

+4.54*14.562

+206.4*14.5620.000307*14.564+ 14.562h=7.352*10-3㎡·℃注：h〔m〕錐形罐筒體需冷卻熱量醪液放熱Q=Q+Q醪 1 2Q=41323*0.055*10-2*146.6=3331.9kcal/hr1Q=41323*0.95*0.6=39256.9kcal/hr2因此 Q=Q+Q=42588.8kcal/hr醪 1 2A.封頭某些Q=KF(t +t-t)1 外平 0附 內(nèi)KF=2.02Q=KF(t +t-t)3 外平 0附 內(nèi)=78.8kcal/hrB.筒體某些：帶入數(shù)據(jù)到下式：1 1 1 1 2 3 KF A A1 1 2

A A A2 3 3 4 0 5得：KF=15.67kcal/K℃Q=1.1KF(t +t-t)4 外平 0附 內(nèi)=6119kcal/hrQ=KA△tmKkcal/m2h℃t1t2△tm=

lnt1

=11.30Ct2A=42588.8/136.5*11.3=35.2m2則醪液冷卻負(fù)荷為：35.2/41323=0.852m3/T>0.3m3/T4.發(fā)酵罐冷卻面積擬定1〕筒體某些835.240mm一圈槽鋼長(zhǎng)：(3.14*(3.14*3.42)2 0.122020冷卻段高度為 20*〔80+40〕-40=12400mm40*11.367*0.008=3.64m2/T2〕錐底某些：9.74*1.0484=10.21kg錐底某些冷卻面積為：10.21*0.439=4.48m24.48/0.08=56m繞制高度為:1000mm一.人孔選用人孔(AXB350) Dg450*6 H1=150HG/T21616-材料A3鋼補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸擬定如下：D內(nèi)=484mm 補(bǔ)強(qiáng)圈取8mmd*SS= 0

*0.52= =0.85cm1補(bǔ) D2D1

48476二.視鏡補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸擬定如下：內(nèi)徑D=163mm 外徑D=300mm1 2補(bǔ)強(qiáng)圈厚度S按補(bǔ)S=d*S/(D-D)=150*8/(300-163)=8.8mm補(bǔ) 0 2 18mm三.接收1.CO2

回收接收YB804—70 Dg40無(wú)縫鋼管 法蘭 Pg6Dg40HG5010—58重1.219kg溫度計(jì)取樣接收冷卻劑進(jìn)口接收YB804—70 Dg50無(wú)縫鋼管 法蘭 Pg6Dg50HG5010—58重1.348kg濾酒管YB804—70 Dg50不銹鋼管 法蘭 Pg6Dg50HG5010—58重2.38kg5.YDg125Dg50四.支座見(jiàn)發(fā)酵罐總裝圖一、技術(shù)特性“SB5111”不銹鋼耐酸性鋼及碳鋼、Ⅱ類設(shè)備進(jìn)展制作試驗(yàn)。證用材料同樣厚度。立板焊接時(shí)應(yīng)于底軸垂直，兩塊立板之間得分布誤差不不不大于0.1010mm，設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)就位安裝。設(shè)備組焊后，封頭簡(jiǎn)體錐形底Φ400﹤15mm。設(shè)備應(yīng)進(jìn)展以下試驗(yàn)：1〕液壓試驗(yàn) 罐 內(nèi) 3.5kgf/cm2夾套內(nèi) 2〕氣壓試驗(yàn) 罐 內(nèi) 3kgf/cm2夾套內(nèi) 3kgf/cm274352設(shè)備碳鋼外露外表應(yīng)涂Y35-1紅丹油防銹漆2層。二、發(fā)酵罐標(biāo)準(zhǔn)表50m3圓柱錐底發(fā)酵罐標(biāo)準(zhǔn)表名稱罐體規(guī)格：直徑〔mm〕