夾套反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì)

1、帶攪拌裝置的套管反應(yīng)釜前言化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)化學(xué)工程、制藥工程等專業(yè)和其他非機(jī)械專業(yè)對(duì)化學(xué)設(shè)備的機(jī)械知識(shí)和設(shè)計(jì)能力的要求。 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)理論，使其具有鋼制、典型的中、低、常壓化工容器的設(shè)計(jì)和必要的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教育中綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的教育環(huán)節(jié)，是理論上的實(shí)際橋梁，學(xué)生觀察了工程實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性，首次嘗試了化工機(jī)械設(shè)計(jì)。 化工設(shè)計(jì)與平時(shí)的工作不同，在設(shè)計(jì)中解決學(xué)生自主面臨的問(wèn)題，自己決定，根據(jù)老師給出的設(shè)計(jì)要求自己選擇計(jì)劃，調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行流程和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)自己的選擇進(jìn)行論證和計(jì)算，經(jīng)過(guò)反復(fù)的比較分析，不選擇最佳的計(jì)劃和合

2、理的設(shè)計(jì)化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。 在教師指導(dǎo)下，通過(guò)裸程設(shè)計(jì)，運(yùn)用學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的基本理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)綜合分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。 因此，學(xué)生第一次完成這門課程的設(shè)計(jì)后，必須達(dá)到幾個(gè)目的對(duì)查閱文獻(xiàn)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)、正確選擇公式很熟練，需要的數(shù)據(jù)不足時(shí)，需要自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，或在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)查。結(jié)合技術(shù)的先進(jìn)性、可行性、經(jīng)濟(jì)合理性，綜合分析設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，確定化工流程，進(jìn)行設(shè)備選定，提供保證流程正常、安全可行所需要的檢查和計(jì)量參數(shù)，同時(shí)也考慮改善工作條件和環(huán)境保護(hù)的有效措施。正確且迅速地進(jìn)行工藝計(jì)算和主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和選定。用精致的語(yǔ)言

3、、簡(jiǎn)潔的文字、清晰的地圖表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作，而且在設(shè)計(jì)中除了考慮經(jīng)濟(jì)因素外，還必須考慮環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。 此外，還要考慮許多政策、法規(guī)，課程設(shè)計(jì)要有耐心，必須注意許多專業(yè)、多學(xué)科的綜合和協(xié)調(diào)。目錄1設(shè)計(jì)方案的分析和制作(6)2 .反應(yīng)釜體的設(shè)計(jì)(6)2.1罐體和夾克的構(gòu)造設(shè)計(jì)”(6)2.2罐體的幾何尺寸計(jì)算”(7)2.2.1筒內(nèi)徑的確定2.2.2確定封頭尺寸72.2.3確定筒體的厚度(8)2.3夾套的幾何尺寸計(jì)算2.4夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算2.4.1強(qiáng)度計(jì)算的原則和根據(jù)(9)2.4.2用內(nèi)壓計(jì)算圓筒和封頭的強(qiáng)度”(9)2.4.3用外壓檢查筒體和

4、封頭的強(qiáng)度(10 )2.4.4夾套的厚度計(jì)算2.4.5水壓試驗(yàn)校正計(jì)算3反應(yīng)釜的攪拌裝置(12 )3.1攪拌機(jī)的安裝方式與軸的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(12 )3.2攪拌軸設(shè)計(jì)(13 )4反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置144.1常用電動(dòng)機(jī)及其連接”(14 )4.2釜用減速機(jī)型、標(biāo)準(zhǔn)及其選定(14 )4.3法蘭、法蘭、法蘭、法蘭。4.4安裝底蓋”(15 )4.5架子154.6聯(lián)軸器5反應(yīng)釜的軸封裝置”(16 )6反應(yīng)釜的其他附件(16 )6.1加油站6.2人孔6.3設(shè)備接口7反應(yīng)釜的組裝圖(17 )課程設(shè)計(jì)擔(dān)當(dāng)書(shū)設(shè)計(jì)目的：將學(xué)到的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)和相關(guān)知識(shí)在課程設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用，將化工過(guò)程條件與化工設(shè)備設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)機(jī)

5、械課程的基本理論和基本知識(shí)。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)時(shí)，必須有更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)內(nèi)容和程序，并有設(shè)計(jì)清單。 (設(shè)計(jì)清單是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論依據(jù)，是設(shè)計(jì)計(jì)算的整理和總結(jié)，是審查設(shè)計(jì)的技術(shù)文件之一。 主要內(nèi)容有：1.目錄2 .設(shè)計(jì)事務(wù)書(shū)3 .設(shè)計(jì)方案的分析和制作4 .各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計(jì)計(jì)算5 .設(shè)計(jì)總結(jié)6 .參考資料。 )用A2紙打印一張CAD圖紙。設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)帶攪拌裝置的套管反應(yīng)釜。第三組組長(zhǎng)：張定成設(shè)計(jì)師：張定成設(shè)計(jì)事務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)參數(shù)要求容器內(nèi)夾克內(nèi)工作壓力、Mpa設(shè)計(jì)壓力，Mpa0.70.9工作溫度、設(shè)計(jì)溫度、110140媒體染料和有機(jī)溶劑冷卻水和蒸汽總?cè)莘e，m2.5操作容積，m2傳熱面積，m7腐蝕狀況微

6、弱。推薦資料Q235-A攪拌器型紫菜型攪拌軸轉(zhuǎn)速、r/min50軸力，KW1.41設(shè)計(jì)方案的分析和制定根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，一個(gè)套管反應(yīng)釜主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支撐臺(tái)、人孔、工藝管等附件組成。 攪拌容器分為罐體和夾克。 攪拌裝置分為攪拌機(jī)和攪拌軸，按照作業(yè)說(shuō)明書(shū)的要求這次設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)考慮到漿式攪拌機(jī)即機(jī)械軸封的實(shí)用性和應(yīng)用的通用性，軸封采用機(jī)械軸封。閱讀設(shè)計(jì)事務(wù)書(shū)后，按照以下內(nèi)容和順序進(jìn)行夾克反應(yīng)釜的機(jī)械設(shè)計(jì)。(1)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 根據(jù)工藝要求，考慮制造安裝和保養(yǎng)檢查的便利性，確定各部分的結(jié)構(gòu)形式。(2)攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝參數(shù)確定各部分的幾何尺寸考慮壓力、溫度、腐蝕因素

7、，選擇釜體和套管材料計(jì)算、驗(yàn)證罐體、套管的強(qiáng)度和穩(wěn)定性(3)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如電機(jī)的選擇、傳動(dòng)類型的確定、聯(lián)軸器的選擇等。(4)決定并選擇軸封類型和相關(guān)部件。(5)包括總圖、零部件圖的圖紙。(6)制定技術(shù)要求，提出制造、組裝、檢測(cè)和試運(yùn)行等要求。2 .反應(yīng)釜體的設(shè)計(jì)反應(yīng)釜由罐體和套管兩部分組成，罐體是反應(yīng)的核心，為完成材料攪拌過(guò)程提供了空間。 夾克是密封在罐子外面的空間容器，以保證反應(yīng)的操作溫度。2.1罐體和夾克的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)罐體采用立式圓筒形容器，由筒體和封頭構(gòu)成。 通過(guò)基座安裝在基座上。 封頭一般采用橢圓形封頭。 因?yàn)橥矁?nèi)徑Di1200mm，下封頭和筒體的連接通過(guò)焊接連接。 另外，為了便于分解

8、清洗，上密封件通過(guò)凸緣與筒體連接。夾克形式與罐頭基本一致。2.2罐體的幾何尺寸計(jì)算2.2.1筒內(nèi)徑的確定一般有工藝條件的規(guī)定容積v、筒內(nèi)徑Di的估計(jì)：式中，I是縱橫比，即：有表4-2的選擇。 根據(jù)問(wèn)題意取i=1.0V=1.0時(shí)Di=1084mm，將Di卷成公稱直徑系列后di=1000 (毫米)2.2.2磁頭尺寸的確定(1)橢圓光頭的內(nèi)徑與筒內(nèi)徑相同，標(biāo)準(zhǔn)橢圓光頭的尺寸請(qǐng)參照附表4-2.dn=di=1000(mm )。曲邊高度hi=250mm直邊高度h2=25mm容積V=0.1505m3(2)磁頭厚度的計(jì)算公式其中，Pc=0.2=113MP (在參考文獻(xiàn)附表9中調(diào)查)封頭焊接采用雙面焊接，全焊接

9、，局部無(wú)損傷時(shí)，=0.85計(jì)算s=0.71400/(21130.85-0.50.7 )=5.1毫米從參考文獻(xiàn)1表49可知，負(fù)的偏差C1=0.5mm根據(jù)參考文獻(xiàn)表4-11，腐蝕馀量C2=1.5mm計(jì)算名義厚度Sn=S C1 C2 =5.1 1.5 0.5 0.9=8mm磁頭的厚度為8mm(因?yàn)镾10mm，光頭的直線高度h2=25mm在附表4-2中，已知桿頭內(nèi)表面積A=2.2346m2容積V=0.3977m32.2.3確定筒體的厚度Hi反應(yīng)釜容積v通常用封頭和筒體兩部分容積之和計(jì)算。 筒體的高度Hi通過(guò)Hi=(V-V密封)/Vim的公式計(jì)算并舍入式中v封- -封頭容積：0.3997 m3Vim -

10、1m高筒體容積(參照附表4-1 ):vim=1.539 m3/m獲得Hi=(2.5-0.3977)/1.539=1.3660m米舍入后的Hi=1.4m=1400mm在墨盒的高度卷起后，修改實(shí)際容積V=VimHi V密封=1.4*1.539 0.3977=2.55 m3 2.5 m32.3夾套的幾何尺寸計(jì)算套管和筒體的連接總是焊接在封閉結(jié)構(gòu)上，套管的結(jié)構(gòu)尺寸總是取決于安裝和技術(shù)兩方面的要求。 夾套的安裝尺寸請(qǐng)參照?qǐng)D4-6。 夾套內(nèi)徑D2可根據(jù)筒內(nèi)徑D1如表4-3所示進(jìn)行選擇。 D2=D1 100=1500mm毫米夾套下密封類型與筒體密封相同，直徑D2與夾套主體相同。套管高度H2由傳熱面積決定，不

11、能低于材料液的高度加載系數(shù)： y=操作容積/總?cè)莘e=22.5=0.8夾頭高度H2計(jì)算： H2=(V-V密封) Vim代入數(shù)值計(jì)算得到： H2=1.04 m米被套包圍的罐體的表面積必須大于工藝所要求的傳熱面積ff信封=F這里f信封=H2 F1mf密封膠盒=2.2346 4.401.04=7.07=7所以熱交換的要求得到滿足。筒體和上封頭的連接用a型平焊接法蘭連接，選擇凹凸密封面法蘭，其尺寸參照?qǐng)D4-2，主要尺寸在附表4-4中進(jìn)行了調(diào)查d=1530毫米d1=1490毫米d2=1455毫米d3=1441毫米d4=1438毫米s=46毫米d=23毫米2.4套管反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算在確定套管反應(yīng)釜的幾何尺寸

12、后，必須根據(jù)已知的公稱直徑、設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，來(lái)確定罐體和套管的筒體和封頭的厚度。2.4.1強(qiáng)度計(jì)算的原則和依據(jù)強(qiáng)度計(jì)算中各參數(shù)的選擇和計(jì)算必須滿足GB150-1998 鋼制壓力容器的規(guī)定。圓筒為正壓外置套管時(shí)：圓筒的公稱直徑DN=600時(shí)，被套管包圍部分的圓筒用內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中的大值，剩馀部分用內(nèi)壓圓筒設(shè)計(jì)。2.4.2用內(nèi)壓強(qiáng)度計(jì)算圓筒和封頭(1)筒體強(qiáng)度計(jì)算Tc=110 Pc=0.7Mpa =0.85負(fù)偏差C2=1.5mm腐蝕馀量C2=1.5名義厚度Sn=S C1 C2 =8(2)磁頭厚度的計(jì)算同一類別名義厚度： Sn=S C1 C2 =82.4.3用外壓檢查筒

13、體和封頭的強(qiáng)度(1)筒體圖算法D0/Se=20假定Sn=14mm，設(shè)Se=Sn-2=12mmD0=Di 2Sn=1428mm毫米L/D0=14001428=0.98D0/Se=119 D020調(diào)查圖5-5的A=0.0012圖5-7為Tc=140，B=125Mpa計(jì)算允許外壓力 p =b/(d0/se )=1.05 MPa因此p=pc，所以筒體的厚度Sn2為14mmsn1=8毫米=sn2=14毫米磁頭厚度為14mm(2)外壓密封強(qiáng)度計(jì)算設(shè)密封頭的厚度Sn=14mm，計(jì)算有效厚度Se=Sn-C=12mmR0=K1D0式中K1=0.9 D0=Di 2Sn=1428mmR0=0.91428=1285mm毫米計(jì)算系數(shù)a在參考文獻(xiàn)1中，在圖5-8 T=150下調(diào)查系數(shù)B=120Mpappc因?yàn)槭请娔X，磁頭的厚度決定為Sn=14mm2.4.4夾套的厚度計(jì)算(1)夾具主體部分的厚度計(jì)算P c 2=0.9Mpa T c 2=140 =0.85負(fù)偏差C1=0.5mm腐蝕裕度C2=1.5mm毫米sn2=s2c 1=10毫米