夹套(反应釜)加热能力设计计算说明

夹套反应釜课程设计说明书

夹套反应釜课程设计说明书1. 引言夹套反应釜是一种常用于化学工业生产中的反应设备，它具有双层结构，内层为反应容器，外层为夹套。

夹套内可以通过流体循环来控制反应温度，从而实现对反应过程的控制和调节。

本课程设计旨在介绍夹套反应釜的原理、结构、操作方法以及相关实验技术。

2. 夹套反应釜原理夹套反应釜利用夹套内流体循环的方式来控制反应温度。

通过在夹套中加热或冷却流体，可以使得反应容器内的温度升高或降低。

这一原理使得夹套反应釜成为控制化学反应过程温度的重要设备。

3. 夹套反应釜结构夹套反应釜主要由以下几个部分组成： - 反应容器：位于夹套内部，用于装载化学物质进行反应。

- 外壳：包裹整个设备，起到保护作用。

- 夹套：位于外壳与反应容器之间，用于循环流体来控制反应温度。

- 加热装置：用于加热夹套中的流体，提高反应温度。

- 冷却装置：用于冷却夹套中的流体，降低反应温度。

4. 夹套反应釜操作方法4.1 准备工作在操作夹套反应釜之前，需要进行以下准备工作： - 检查设备是否完好，并确保所有连接部位紧固可靠。

- 清洁反应容器，并将待反应物质准确称量放入容器中。

- 准备好所需的流体，根据需要调节其温度。

4.2 加热操作1.打开加热装置，并设置所需的加热温度。

2.开启循环泵，使流体开始在夹套内循环。

3.监测反应容器内温度的变化，根据需要调节加热功率和循环泵的流速。

4.当达到设定的目标温度时，关闭加热装置和循环泵。

4.3 冷却操作1.打开冷却装置，并设置所需的冷却温度。

2.开启循环泵，使流体开始在夹套内循环。

3.监测反应容器内温度的变化，根据需要调节冷却功率和循环泵的流速。

4.当达到设定的目标温度时，关闭冷却装置和循环泵。

5. 实验技术夹套反应釜在化学实验中有着广泛的应用。

以下是几种常见的实验技术： - 温度控制实验：通过调节加热或冷却装置，控制夹套中流体的温度，从而研究不同温度下化学反应的动力学和产物生成情况。

夹套式机械搅拌反应釜设计计算说明书

夹套式机械搅拌反应釜设计计算说明书
夹套式机械搅拌反应釜是化工生产中常用的一种反应器，它能够在一定的温度、压力和搅拌条件下进行化学反应，多用于制备溶液、悬浮液和浆料等。

下面我们来介绍一下夹套式机械搅拌反应釜的设计、计算以及需要注意的问题。

首先，反应釜的设计要考虑反应液体的性质、反应条件、生产规模以及其他实际操作需求。

设计时需要确定反应釜的体积、夹套的面积、搅拌器的形式和转速、进、出料口的位置和尺寸等参数。

其次，计算夹套的面积应根据反应液体体积、夹套内部介质温度和外部冷却介质温度来确定。

夹套面积可以根据套管的长度和内径来计算，也可以根据实际使用需求进行选择。

夹套定温区的温差应该尽量缩小，以提高搅拌器对反应液体的混合效果。

再次，搅拌器的选择应根据反应液体的性质，是否易结晶、是否具有高黏度等来确定。

搅拌器的形状也应考虑到热传递和质量传递等方面的因素。

最后，需要注意反应釜的安全操作和维护。

反应釜在使用时需要注意反应液体的温度、压力和化学性质等因素，确保运行过程中不发生安全事故。

此外，反应釜在使用过程中会产生摩擦和磨损，因此需要定期对设备进行维护和保养，保证正常使用。

在停机时，应当进行充分的清洗和消毒，以防止残留物污染下一次生产。

总之，夹套式机械搅拌反应釜的设计、计算和维护，对于化工生产过程中的实际应用具有重要意义。

我们应该认真对待反应釜的使用和维护，避免出现不必要的安全事故，保证生产过程的稳定性和安全性。

夹套反应釜设计计算

《化工机械设备基础》课程设计：夹套反应釜设计任务书课程：化工机械设备基础院系：化工学院专业：化学工程与工艺学号：姓名：目录一．设计内容 (3)二．设计参数和指术性指标 (3)三．设计要求 (4)1．确定筒体和封头的几何尺寸 (4)表1 几何尺寸 (4)表2 强度计算 (5)表3 稳定性校核 (6)表4 水压试验校核 (7)2．选择支座形式并进行计算 (8)3．手孔、视镜选择 (9)4．选择接管、管法兰、设备法兰： (9)夹套反应釜设计任务书一：设计内容：设计一台夹套传热式配料罐。

二：设计参数和指术性指标：简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa 0.2 0.3工作温度，℃设计温度，℃<100 <150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, m3 0.8操作容积，m30.64传热面积，㎡>3 腐蚀情况微弱材料Q235-B接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a 25 突面蒸汽入口b 25 突面加料口c 80 凸凹面视镜d 70 突面温度计管口e 25 突面压缩空气入口f 40 突面放料口g 25 突面冷凝水出口三：设计要求：夹套反应釜设计计算说明书一、确定筒体和封头的几何尺寸表1：几何尺寸步骤项目及代号参数及结果备注1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-11 1-12 1-13 1-14 1-15全容积V，m3操作容积V1，m3传热面积F,㎡釜体形式封头形式长径比i=H1/D1初算筒体内径 D1≌34V/iπ，m圆整筒体内径D1，mm一米高的容积V1m,m3釜体封头容积V1封，m3釜体高度H1=(V-V1封)/V1m，mm圆整釜体高度H1,mm实际容积V=V1m×H1+V1封，m3夹套筒体内径D2，mm装料系数η=V操/V=0.800.80.643圆筒形椭圆形1.0200.999510000.7850.15058279000.85711000.80由工艺条件给定计算，V1=Vη由工艺条件给定常用结构常用结构按表4-2选取（注）按式4-1计算按附表D-1选取按附表D-1选取按附表D-2选取按式4-2计算选取按表4-3计算按表4-3选取计算或选取1-16 1-17 1-18 1-19 1-20 夹套筒体高度H2≥(ηV-V1封)/V1m,mm圆整夹套筒体高度H2, mm罐体封头表面积F1封, ㎡一米高筒体内表面积F1m, ㎡实际总传热面积F=F1m×H2+F1封,㎡6247001.16253.143.3605按式4-4计算选取按附表4-2选取按附表D-1选取按式4-5校核注：附表和计算式为设计资料蔡纪宁，张秋翔编《化工设备机械基础课程设计指导书》化学工业出版社出版2000年第1版中数据及资料，下同表2：强度计算（按内压计算厚度）步骤项目及代号参数及结果备注2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13设备材料设计压力（罐体内）p1,MPa设计压力（夹套内）p2,MPa设计温度（罐体内）t1, ℃设计温度（夹套内）t2, ℃液注静压力 p1H=10-6ρgh,MPa计算压力p1c=p1+pH,MPa液注静压力p2H,Mpa计算压力p2c=p2罐体及夹套焊接头系数Φ,设计温度下村料许用[σ],MPa罐体筒体计算厚度ccPDP-=φσδ][211, mm夹套筒体计算厚ccPDP-=φσδ][222, mmQ235-B0.20.3小于100小于1500.00880.20880.30.851131.091.72据工艺条件或腐蚀情况确定由工艺条件给定由工艺条件给定由工艺条件给定由工艺条件给定计算计算忽略计算选取选取计算计算2-14 2-15 2-16 2-17 2-18 2-19 2-20 2-21 2-22 2-23 2-24 2-25 2-26 罐体封头计算厚ccPDP5.0][21'1-=φσδ, mm夹套封头计算厚ccPDP5.0][22'2-=φσδ, mm钢板厚度负偏差C1, mm腐蚀裕量C2, mm厚度附加量C=C1+C2, mm罐体筒体设计厚度CC+=11δδ, mm夹套筒体设计厚度CC+=22δδ, mm罐体封头设计厚度CC+=11''δδ, mm夹套封头设计厚度CC+=22''δδ, mm罐体筒体名义厚度n1δ, mm夹套筒体名义厚度n2δ, mm罐体封头名义厚度n1'δ, mm夹套封头名义厚度n2'δ, mm1.001.720.62.02.63.694.323.604.326666计算计算选取选取计算计算计算计算计算圆整选取圆整选取圆整选取圆整选取表3: 稳定性校核（按外压校核厚度）序号项目及代号参数及结果备注3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8罐体筒体名义厚度n1δ , mm厚度附加量C=C1+C2, mm罐体筒体有效厚度Cne-=11δδ,mm罐体筒体外径nODD1112δ+=,mm筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2,mm系数L/D10系数D10/δ1e82.65.41016808.30.7956188.15假设选取计算计算计算计算计算3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-15 3-16 3-17 3-18 3-19 3-20系数A系数B许用外压力eDBPδ/][=，MPa罐体筒体名义厚度n1δ, mm罐体封头名义厚度δ1n，mm厚度附加量C=C1+C2, mm罐体封头有效厚度Cne-=11''δδ,mm罐体封头外径nODD111'2''δ+=,mm标准椭圆封头当量球壳外半径OODR1'9.0'=，mm系数)'/'(125.0eORAδ=,MPa系数B许用外压力eORBP'/'][δ=罐体封头名义厚度n1'δ , mm0.0006900.0.478>0.3882.65.41016914.40.0007980.557>0.38查找查找计算稳定确定假设选取计算计算计算查找查找计算稳定确定表4：水压试验校核序号项目及代号参数及结果备注4-1 4-2 4-3罐体试验压力p1T=1.25p1[σ]/ [σ]t MPa夹套水压试验压力p2T=1.25p2[σ] / [σ]t MPa材料屈服点应力δs,MPa0.250.375235计算计算计算4-4 4-5 4-6σ1ｔ≤0.9φσs,MPa罐体圆筒应力σ1t=P1τ(D1+δe)/2δe,MPa夹套内压试验应力σ2t=P1τ(D1+δe)/2δe, MPa179.817.0＜179.828.1＜179.8计算计算计算2、选择支座形式并进行计算(1)确定耳式支座实际承受载荷QQ=[(m0g+Ge)/kn+4（h·Pe+Ge·S e）/nφ] ⅹ10-3 m0为设备总质量(包括客体及其附件,内部介质及保温的质量)Q1为釜体和夹套筒体总重载荷，查附表4-1，有：D g=1000mm, δ=8m 的1米高筒节的质量q1=199kg,D g=1100mm, δ=8m 的1米高筒节的质量q2=219kg, 故Q1=H1q1+H2q2=0.9×199+0.7×219=332.4kgQ2为釜体和夹套封头重载荷，查附表4-3D g=1000mm, δ=8m 的封头的质量72.05kg，D g=1100mm, δ=8m 的封头的质量86.49kg,Q2=72.05×2+86.49=230.59kgQ3为料液重载荷，由于水的密度大于有机溶剂的密度，故按水压试验时充满水计算，r=1000kg/m,现以夹套尺寸估计。

夹套反应釜设计计算

夹套反应釜设计计算首先，夹套反应釜的热传导方程是非常重要的设计依据。

热传导方程可以用来推导出夹套和反应体系之间的热传导系数，从而确定夹套的尺寸和设计条件。

热传导方程的基本形式可以表示为：Q=k*A*ΔT/Δx其中，Q是热通量，k是热传导系数，A是传热面积，ΔT是温度差，Δx是传热距离。

夹套反应釜的设计计算中还需要确定传热系数k。

传热系数与夹套和反应体系之间的传热面积、流体的导热性质有关。

传热系数的计算可以采用经验公式或者利用流体力学和传热学的计算方法。

对于常见的工艺流体，可以使用流体传热系数的经验公式进行计算。

在进行夹套反应釜的设计计算时，需要考虑到反应体系的热容和传热特性。

热容是指单位质量物质在单位温度变化下所吸收或放出的热量。

传热特性包括传热速率、传热强度等参数。

这些参数对于夹套反应釜的设计和操作都有很大的影响。

在设计夹套反应釜时，还需要考虑到反应体系的冷却方式。

冷却方式可以分为直接冷却和间接冷却两种。

直接冷却是指利用夹套内部的冷却介质来降低反应体系的温度，而间接冷却则是通过外部介质进行冷却。

直接冷却通常可以实现较高的冷却速率，但也会带来传热效果的不均匀性。

间接冷却通常可以实现较好的传热效果，但需要更复杂的设备和操作。

在进行夹套反应釜的设计计算时，还需要考虑到夹套和反应体系之间的绝热性能。

绝热性能可以通过计算夹套和反应体系之间的热传导系数和传热面积来确定。

通过合理设计绝热层的材料和结构，可以减少热量的损失，提高反应体系的稳定性。

综上所述，夹套反应釜的设计计算是一个复杂的过程，需要考虑到反应体系的热传导、传热特性、冷却方式和绝热性能等多个方面的因素。

只有通过合理的设计和计算，才能确保夹套反应釜的安全和高效运行。

夹套反应釜设计计算

《化工机械设备基础》课程设计：夹套反应釜设计任务书课程：化工机械设备基础院系：化工学院专业：化学工程与工艺学号：姓名：目录一．设计内容 (3)二．设计参数和指术性指标 (3)三．设计要求 (4)1．确定筒体和封头的几何尺寸 (4)表1 几何尺寸 (4)表2 强度计算 (5)表3 稳定性校核 (6)表4 水压试验校核 (7)2．选择支座形式并进行计算 (8)3．手孔、视镜选择 (9)4．选择接管、管法兰、设备法兰： (9)夹套反应釜设计任务书一：设计内容：设计一台夹套传热式配料罐。

二：设计参数和指术性指标：简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa 0.2 0.3工作温度，℃设计温度，℃<100 <150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, m3 0.8操作容积，m30.64传热面积，㎡>3 腐蚀情况微弱材料Q235-B接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a 25 突面蒸汽入口b 25 突面加料口c 80 凸凹面视镜d 70 突面温度计管口e 25 突面压缩空气入口f 40 突面放料口g 25 突面冷凝水出口三：设计要求：夹套反应釜设计计算说明书一、确定筒体和封头的几何尺寸表1：几何尺寸注：附表和计算式为设计资料蔡纪宁，张秋翔编《化工设备机械基础课程设计指导书》化学工业出版社出版2000年第1版中数据及资料，下同表2：强度计算（按内压计算厚度）表3: 稳定性校核（按外压校核厚度）表4：水压试验校核2、选择支座形式并进行计算(1)确定耳式支座实际承受载荷QQ=[(m0g+Ge)/kn+4（h·Pe+Ge·S e）/nφ] ⅹ10-3 m0为设备总质量(包括客体及其附件,内部介质及保温的质量)Q1为釜体和夹套筒体总重载荷，查附表4-1，有：D g=1000mm, δ=8m 的1米高筒节的质量q1=199kg,D g=1100mm, δ=8m 的1米高筒节的质量q2=219kg, 故Q1=H1q1+H2q2=0.9×199+0.7×219=332.4kgQ2为釜体和夹套封头重载荷，查附表4-3D g=1000mm, δ=8m 的封头的质量72.05kg，D g=1100mm, δ=8m 的封头的质量86.49kg,Q2=72.05×2+86.49=230.59kgQ3为料液重载荷，由于水的密度大于有机溶剂的密度，故按水压试验时充满水计算，r=1000kg/m,现以夹套尺寸估计。

反应釜加热功率计算

反应釜的加热功率的计算方式：1、反应釜自身重量所需的加热功率：反应釜的重量（KG)*温差*钢的比热（0.11）/860*时间（小时）=1个小时反应釜升温所需的功率*1.2（安全系数）；2、反应釜所反应的物料的加热功率：物料的重量（KG）*温差*物料的比热/860*时间=物料升温所需的加热功率*1.2（安全系数）；3、反应釜夹套或盘管内导热油升温的加热功率：导热油的重量（KG)*温差*导热油比热（0.55）/860=导热油所需的加热功率；1+2+3=反应釜升温所需的加热功率化工反应搅拌器加热控温案例：物料：环氧树脂；初始温度:40度,要求加热控温到80度；搅拌器容积:1200升；夹套容积：80升；进出口尺寸：1进1出1寸；升温时间：30分钟；其它已知条件：管路长度约1.5米；根据现有参数及要求：我司经过计算及选型，发热功率为：24KW;循环泵浦的功率为1.5KW;机器最高温度为180度，油箱30升。

即AOS-20-24，可完成满足加热控温的要求。

反应釜夹套温度控制——导热油加热器最高温度可达450度.案例展示：需要将1个反应釜5小时内加到200度;已知条件：1、反应釜单台夹层容积700L;2、里面物料为氢氧化镁（碱性）;3、总共反应釜物料空间为7.5立方/台，一般物料装至百分之八十;4、反应釜为钢质，暂时估计反应釜本身重量为三吨/台；设计要点、方案选型：一、加热功率计算：1、氢氧化镁比热为0.9Kcal/kg., 860千卡=1KW设室温为25℃，温度差设为200℃，时间为5小时加热功率：KW＝W×△t×C/ (860×T)7T加热功率: 700×175×0.9÷(860×5)=256KW;2、夹套内导热油加温需要的加热功率；导热油比热为0.5Kcal/kg., 密度为0.85；860千卡=1KW设室温为25℃，温度差设为220℃，时间为5小时加热功率：KW＝W×△t×C/ (860×T)加热功率：KW=595×0.5×195/(860×5)=14KW;3、反应釜升温本身所需功率钢铁比热为0.11Kcal/kg., 860千卡=1KW设室温为25℃，温度差设为175℃，时间为5小时加热功率：KW=3000×175×0.11/(860×5)=14KW;总加热功率：KW=256+14+14=284KW以上计算以热效率为100%,未计加热过程中热量的损失,及反应釜自身金属升温所需的热量得出的结果.实际选择时加0.3倍的安全系数.284KW×1.3=369KW. 实际选择360KW.二、泵的选择根据反应釜夹套容积700L，泵选择RY80-50-200 流量为60m3/h, 扬程为46米.。

反应釜夹套设计

反应釜夹套的设计概述：夹套一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。

罐底通常为椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支承搅拌器及其传动装置。

顶盖与筒体的连接形式分为可拆和不可拆两种筒体内径D 1≤1200mm ，宜采用可拆连接。

当要求可拆时做成法兰连接。

工艺设计：1.1传热面积的校核（传热面积）DN =1200mm 釜体下封头的内表面积h F = 1.65522mDN =1200mm 筒体（1m 高）的内表面积1F = 4.77m 2夹套包围筒体的表面积S F =1F ×j H = 4.77×0.836=3.9878（m 2）h F +S F =1.6552 + 3.9878=5.6429 )(2m由于釜内进行的反应是放热反应，产生的热量不仅能够维持反应的不断进行，且会引起釜内温度升高。

为防止釜内温度过高，在釜体的上方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。

如果釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将h F +S F = 5.6429 m 2与工艺需要的传热面积F 进行比较。

若h F +S F ≥F ，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。

机械设计：1.2 夹套的DN 、PN 的确定（刚度和强度的设计） 1.2.1夹套DN 的确定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：100j i D D =+＝1200+100=1300（mm ）考虑到1300一般不在取值范围，故取DN =1400mm1.2.2 夹套PN 的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN ＝0.25MPa 1.3 夹套筒体的设计 1.3.1 夹套筒体壁厚的设计因为W p 为常压＜0.3MPa ，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。

∵ j D ＝1400mm ＜3800mm ，取S min ＝2i D /1000且不小于3 mm 另加2C ，∴S min ＝3+1=4（mm ），圆整n S =5mm 。

夹套反应釜设计说明书

成绩：<<化工容器>>课程设计—搅拌反应釜设计姓名: 武风雷学号: 2009115191专业: 过程装备与控制工程学院: 化工学院指导老师: 淡勇老师2012年7 月12 日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计参数1. 3 设计步骤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2. 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 支撑与密封设计四标准零部件的选取4.1 手孔4.2 视镜4.3 法兰4.4 接管五参考文献一设计内容概述（一）设计内容：设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa 0.18 0.25设计压力，MPa 0.2 0.3工作温度，℃100 130设计温度，℃120 150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, 3m 1.0操作容积, 3m0.85传热面积, 2m 4腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q235--A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A 25 蒸汽入口B 25 加料口C 80 视镜D 65 温度计管口E 25 压缩空气入口F 40 放料口G 25 冷凝水出口H 100 手孔（二）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，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。

夹套反应釜设计计算

《化工机械设备基础》课程设计：夹套反应釜设计任务书指导老师：课程：化工机械设备基础专业：化学工程与工艺学号： 2009115061姓名：目录一．设计内容 (3)二．设计参数和指术性指标 (3)三．设计要求 (3)1．确定筒体和封头的几何尺寸 (4)表1 几何尺寸 (4)表2 强度计算 (5)表3 强度校核 (6)表4 水压试验校核 (8)2．选择支座形式并进行计算 (8)3．手孔选择与校核计算： (10)4．选择接管、管法兰、设备法兰： (10)5．绘制装配图（2﹟图纸）：（如附图1） (11)四．参考文献 (11)夹套反应釜设计任务书一：设计内容：设计一台夹套传热式配料罐。

二：设计参数和指术性指标：三：设计要求：夹套反应釜设计计算说明书一、确定筒体和封头的几何尺寸表1：几何尺寸注：附表和计算式为设计资料蔡纪宁，张秋翔编《化工设备机械基础课程设计指导书》化学工业出版社出版2000年第1版中数据及资料，下同表2：强度计算（按内压计算厚度）3: 强度校核（按外压校核厚度）表表4：水压试验校核二、选择支座形式并进行计算(1)确定耳式支座实际承受载荷QQ=[(m0g+Ge)/kn+4（h·Pe+Ge·S e）/nυ] ⅹ10-3 m0为设备总质量(包括客体及其附件,内部介质及保温的质量)Q1为釜体和夹套筒体总重载荷，查附表4-1，有：D g=1000mm, δ=10mm 的1米高筒节的质量q1=249kg,D g=1100mm, δ=10mm 的1米高筒节的质量q2=273kg, 故Q1=H1q1+H2q2=1.1ⅹ249+0.90ⅹ273=520kg Q2为釜体和夹套封头重载荷，查附表4-3 D g=1000mm, δ=10mm 的封头的质量Q2=94.24x2+112.69=301.17kg.Q3为料液重载荷，由于水的密度大于有机溶剂的密度，故按水压试验时充满水计算，r=1000kg/m,现以夹套尺寸估计。

夹套式反应釜设计说明书

设计者姓名：班级：过程装备与控制工程11-2班指导老师：日期：简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa 0.25 0.35设计压力，MPa 0.3工作温度，℃设计温度，℃﹤100 ﹤100介质有机溶剂蒸汽全容积，m³ 1.9操作容积，m³ 1.52传热面积，㎡＞3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R搅拌器型式推进式搅拌轴转速，r/min250r/min轴功率，kW 3接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 加料口C 100 凸凹面视镜D 25 PL/RF 温度计管口E 25 PL/RF 压缩空气入口F 40 PL/RF 放料口G 25 PL/RF 冷凝水出口过程装备课程设计姓名学院机械与汽车工程专业班级过程装备与控制工程11-2班指导老师目录摘要 (3)Abstract (4)绪论 (5)1.1夹套反应釜的总体结构 (5)1.2 反应釜基本特点 (5)1.3 反应釜的发展趋势 (6)2、夹套反应釜设计 (7)2.1、罐体几何尺寸计算 (7)2.1.1确定筒体内径 (7)2.1.2确定封头尺寸 (8)2.1.3确定筒体高度 (8)2.1.4夹套几何尺寸计算 (8)2.2、夹套反应釜的强度与稳定性计算 (9)2.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) (10)2.2.3水压测试校核 (11)2.3反应釜的搅拌器 (12)2.3.1搅拌器的选型： (12)2.3.2搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (12)2.3.3 挡板的设计 (12)2.4反应釜的传动装置 (13)2.4.1常用电机及其连接尺寸 (13)2.4.2带传动减速机 (13)2.4.3凸缘法兰 (15)2.4.4安装底盖 (16)2.4.5机架 (16)2.4.6联轴器 (16)2.5搅拌轴的设计和校核 (17)2.5.1轴的和设计 (17)2.5.2轴的校核 (17)2.6键的校核 (18)2.7反应釜的轴封装置 (19)2.8 反应釜的其他附件 (20)2.8.1设备法兰 (20)2.8.2支座 (21)2.8.3设备接口 (21)结束语 (22)致谢 (23)参考文献 (24)摘要：夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。

夹套反应釜设计说明

【夹套反应釜设计说明】反应釜，作为化工生产中典型的主体反应设备，根据反应条件对结构功能及配置附件的设计。

从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。

根据设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备，资源分享于金昶泰机械。

一、工作原理夹套反应釜在内层放入反应溶媒可做搅拌反应，夹层可通上不同的冷热源（冷冻液，热水或热油）做循环加热或冷却反应。

通过反应釜夹层，注入恒温的（高温或低温）热溶媒体或冷却媒体，对反应釜内的物料进行恒温加热或制冷。

同时可根据使用要求在常压或负压条件下进行搅拌反应。

物料在反应釜内进行反应，并能控制反应溶液的蒸发与回流，反应完毕，物料可从釜底的出料口放出，操作极为方便。

二、加热方式夹套反应釜一般来说有电加热、热水、蒸汽、导热油等加热，但是也会有相应要求，如电加热的体积应小于3000L，可直接插釜底加热丝加热（如上图）；蒸汽加热效果最快，但体积应小于200L，温度大概在150度左右；导热油加热的温度最高，可在130-280度之间，要加电加热炉但功率要小于150KW，做成外半管形式，体积为3000L 以上。

所有的反应釜，这边只能做到0.7Mpa，配套齐全。

三、设计夹套反应釜体外加个夹套，再通过导热介质，比如电加热丝、蒸汽、热水、导热油等等，但相对来说，夹套反应釜一般不超过3000L，因为夹套里面的导热介质升温太慢又耗电效率又差，所以一般大于3000L是用外半管来设计的。

四、应用范围夹套反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；夹套反应釜体积小于3吨，应用广泛，搅拌形式多样，配套设备齐全，现在已经是大多数用户的选择！。

反应罐夹套加热能力设计计算

反应罐夹套加热能力设计计算
首先，进行热传导方面的计算。

热传导是指热量在不同物体之间传递
的过程，对于夹套加热能力设计计算，需要计算夹套外壁与反应罐内壁之
间的热传导。

热传导的计算可以使用热传导定律，即Q=k*A*(ΔT/Δx)，
其中Q为传导热流量，k为热导率，A为传导面积，ΔT为温度差，Δx为
传导距离。

根据具体的夹套结构和材料，可以计算出热传导的热流量。

其次，进行热量计算。

热量计算是指计算夹套中所需加热的热量。

热
量计算可以通过夹套的壁厚、外壁面积和温差来进行估算。

夹套壁厚越大，外壁面积越大，加热所需的热量也就越大。

而温差则是指夹套内的工作温
度与加热温度之间的差值，温差越大，加热所需的热量也就越大。

最后，选择合适的加热方式。

常见的夹套加热方式有内置盘管加热、
电加热和蒸汽加热等。

在选择加热方式时，需要考虑加热效率、加热速度、控制精度等因素。

根据加热方式的特点，可以进行相应的能力计算。

综上所述，反应罐夹套加热能力设计计算涉及热传导、热量计算和加
热方式选择。

设计计算的结果将有助于确保夹套加热能力满足实际生产需求，并保证反应罐的加热效果稳定可靠。

反应罐夹套加热能力设计计算

反应罐夹套加热能力设计计算反应罐夹套加热能力设计计算是指确定反应罐夹套的加热能力，以便在反应过程中提供所需的加热能量。

加热能力设计计算是反应罐夹套设计的重要一步，它考虑了多个因素，如被加热物料的特性、加热介质的性质、传热系数等。

下面将详细介绍如何进行反应罐夹套加热能力设计计算。

首先，反应罐夹套的加热能力设计计算需要了解被加热物料的特性，特别是物料的热容和热传导性。

热容表示物料单位质量在单位温度差下所吸收或释放的热量。

热传导性则用来描述物料的导热能力。

这两个参数对于计算加热能力非常重要。

其次，加热能力计算还需要考虑加热介质的性质。

加热介质可以是蒸汽、热水、导热油等。

对于不同的加热介质，其传热特性和加热能力都有所差异。

因此，在进行加热能力计算时，需要了解所使用的加热介质的特性参数，如温度、比热容、热传导系数等。

接下来，需要计算反应罐夹套的传热系数。

传热系数是指在单位时间内单位面积上传递的热量。

它受到多个因素的影响，如管道内部流体的性质、流速、夹套结构等。

可以使用经验公式或计算软件来对传热系数进行估计和计算。

在计算加热能力时，需要考虑到被加热物料和加热介质之间的温度差。

加热能力可以通过以下公式进行计算：Q=m*c*ΔT其中，Q表示加热能力，m表示被加热物料的质量，c表示被加热物料的比热容，ΔT表示被加热物料和加热介质之间的温度差。

这个公式可以通过已知参数来计算，如被加热物料的质量和比热容，以及加热介质的温度。

需要注意的是，在加热能力设计计算中，要考虑到一些安全因素。

例如，反应罐夹套的加热能力不能超过所要加热物料的可允许的最高温度。

此外，还需要考虑到的是夹套的结构和材料，以确保其能够承受所需的加热能力。

在进行反应罐夹套加热能力设计计算时，可以使用计算软件来辅助进行计算。

计算软件可以提供更精确的结果，并且可以考虑到多个因素的影响。

总之，反应罐夹套加热能力设计计算是确定反应罐夹套加热能力的重要一步。

通过了解被加热物料的特性、加热介质的性质和传热系数，使用相应的计算公式或软件可以得出准确的加热能力计算结果。

夹套反应釜热传递选型计算方法

夹套反应釜热传递选型计算方法首先，计算热传导。

夹套反应釜的内外壁之间的热传导主要通过夹层介质进行。

夹层介质的导热系数是影响热传导速率的重要参数，可以通过实验或者查阅资料获得。

根据热传导定律，可以通过下式计算夹层介质的热传导速率：Q=λ*A*(T1-T2)/d其中，Q表示热传导速率，λ表示夹层介质的导热系数，A表示热传导的面积，T1和T2分别表示内外壁的温度，d表示夹层介质的厚度。

其次，计算对流传热。

对流传热是夹套反应釜中热传递的另一重要方式。

对流传热的计算需要考虑流体的热传导系数、速度和表面温度差等因素。

根据牛顿冷却定律，可以通过下式计算对流传热速率：Q=h*A*(T1-T2)其中，Q表示热传导速率，h表示对流换热系数，A表示热传导的面积，T1和T2分别表示内外壁的温度。

最后，计算辐射传热。

辐射传热是夹套反应釜中一种重要的热传递方式。

辐射传热的计算需要考虑表面的发射率、温度和表面视为的辐射面积等因素。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，可以通过下式计算辐射传热速率：Q=ε*σ*A*(T1^4-T2^4)其中，Q表示热传导速率，ε表示表面的发射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，A表示热传导的面积，T1和T2分别表示内外壁的温度。

在进行夹套反应釜热传递选型计算时，需要根据具体的工艺参数和操作要求进行合理选择。

一般来说，夹套反应釜的热传递选型应满足工艺需要，并保证安全、高效、经济地对反应进行加热或冷却。

此外，计算中还需要考虑其他因素，如夹套反应釜的耐压性能、材料的选择、使用寿命等。

对于高温、高压或特殊工艺要求的夹套反应釜，还需要对设备进行合理选择和设计。

总之，夹套反应釜热传递选型计算方法是一个复杂的过程，需要综合考虑热传导、对流传热和辐射传热等因素，并根据具体要求进行合理选择。

只有通过合理的选型计算，才能保证夹套反应釜在操作过程中的高效、安全和稳定性能。

夹套反应釜热传递选型计算方法

夹套反应釜选型计算方法（详细计算公式）假设需要给一个3吨的反应釜加热冷却控温。

反应釜的进出油口径为DN50（一进一出）物料为N-乙基吡咯烷酮2000kg左右，需要在1.5h把温度加热到150℃，冷却的时候需要在1h左右把温度冷却到常温（50度左右），如何选配模温机？计算选型步骤如下：一、物料需要的加热功率：1、物料的比热为0.52Kcal/kg.℃，物料2000kg假设室温为20℃，加热到150℃，温度差为130℃，时间为1.5小时.加热功率：P＝W×△t×C÷(860×T)加热功率: P1=2000×130×0.52÷(860×1.5)=104.8KW;2、夹套内导热油加温需要的加热功率；导热油比热为0.5Kcal/kg，密度为0.85 kg/ dm3；860千卡=1KW假设室温为20℃，因为要加热物料和反应釜，所以需要更高的油温，则温度差设为150℃，时间为1.5小时夹套容积约为350L加热功率：P＝W×△t×C÷(860×T)加热功率：P2=350×0.85×150×0.5÷(860×1.5)=17.29KW3、反应釜体升温所需要加热功率钢铁比热为0.11Kcal/kg.，860千卡=1KW，3000kg的反应釜需要加热的部分算整个反应釜的70%假设室温为20℃，则温度差设为130℃，时间为1.5小时加热功率：P＝W×△t×C÷(860×T)加热功率：P3=3000×70%×130×0.11÷(860×1.5)=23.28KW;总加热功率：P3=104.8+17.29+23.28=145.37KW以上计算以热效率为100%，未计加热过程中热量的损失及反应釜自身金属升温所需的热量得出的结果.实际选择时乘以安全系数1.2。

夹套加热能力设计计算说明

夹套加热能力设计计算说明夹套是一种常见的反应釜加热方式，通过在反应釜外部安装一个加热夹套，在夹套内部循环加热介质来对反应釜进行加热。

夹套加热能力的设计计算是确定夹套尺寸及加热介质的流量和温度的关键。

夹套加热能力设计计算主要包括以下几个方面：1.反应釜的热负荷计算：首先需要确定反应釜所需加热量。

反应釜的热负荷包括反应物料的加热，反应过程中的放热，以及反应所需的过热和热平衡等。

这些参数可以通过反应物料的热力学性质和反应公式来计算。

2.加热介质的选择：根据反应釜的工艺要求和加热介质的性质，选择合适的加热介质，如油、水、蒸汽等。

加热介质的选择应考虑到介质的热容量、热传导性、可用温度范围和可靠性等因素。

3.夹套尺寸的确定：夹套的尺寸需要根据反应釜的几何尺寸、加热介质的流量和温度要求来确定。

一般来说，夹套的面积较大，通常为反应釜表面积的1.2-2倍。

夹套的长度和宽度可以通过热平衡计算来确定，以确保加热介质在夹套内的流动速度和流动强度均匀，避免出现温度梯度过大的情况。

4.加热介质的流量计算：根据夹套的尺寸和反应釜的热负荷，计算出加热介质的流量。

夹套的流量通常通过流量计进行测量，可以根据加热介质的流量和温度来确定，以确保反应釜能够获得足够的加热能力。

5.加热介质的温度控制：夹套加热系统应配备温度传感器和控制系统，以实现对加热介质温度的精确控制。

通过控制加热介质的温度，可以根据反应釜的热负荷进行调节，以实现对反应釜温度的精确控制。

综上所述，夹套加热能力设计计算是根据反应釜的热负荷、加热介质的性质和流量、夹套的尺寸等因素来确定的。

通过合理的设计计算，可以确保反应釜能够获得足够的加热能力，实现对反应釜温度的精确控制。

反应罐夹套加热能力设计计算

反应罐夹套加热能力设计计算设反应罐中的内容物为总物料重量为4100kg（纯水 3800kg，药材 300kg）。

将反应罐分为两部分夹套（底盖夹套及筒身夹套），反应罐底盖夹套面积为 1.61 平米，筒身夹套加热面积为 5.52 平米。

设加热蒸汽表压 3 公斤（ 143.2℃），将总重为4100kg 的物料从 10℃加热至沸腾 100℃，则反应罐夹套加热冷热侧传热温差=143.2-(10+100)/2 = 88.2℃，所需热量 =4.2×4100×90=1549800 kJ。

取反应罐夹套的平均传热系数为900W/(m2· K) （注：需根据以往项目经验获取，并留10%余量。

）加热过程计算如下：设进纯水的流量为： 25m3/小时，则加入约 3800kg 纯水需要 9 分钟，在开始进纯水 3 分钟后，即打开底盖夹套进行加热，至完成纯水进料，剩余 6 分钟内底盖夹套提供的热量为： (143.2-20)× 1.61×900× 6× 60=64266KJ，导致的温升为：64266/4.2/4100=3.73℃此时，进纯水完成，罐内温度升高到 13.73℃。

然后，将其从 13.73℃加热至沸腾 100℃，所需热量 =4.2×4100×86.3=1486086 kJ。

反应罐物料总体积约为 4100 立方，其受热面积为 1.61+5.52=7.13平方米，则将总重为 4100kg 的物料从 13.73℃加热至沸腾 100℃需时为1486086× 1000/(900×7.13×（143.2-(13.73+100)/2)) s = 2682 s = 44.7 min。