《搅拌釜式反应器设计条件》

长江大学工程技术学院课程设计

题目：________________________________ 学生：_________________________________ 系部：_________________________________ 专业班级：_________________________________ 指导教师：_________________________________ 辅导教师：_________________________________ 时间：______________至_________________

《搅拌釜式反应器设计条件》

工艺条件

管 口

工艺条件图

1. 确定筒体的直径和高度

根据反应釜的设计要求，由于液－液相类型选取H/D i =1.3 得，由

D i ≈3

/4Di H V π= 33

.125

.34⨯⨯π＝1.47m 圆整到标准公称直径系列，选取筒体直径D i ＝1400mm 。 查附录得，DN ＝1400mm 时标准椭圆封头高度h 1=350mm 直边h 2=25mm ，计算得每米高筒体的V 1＝1.539m 3，表面积V h =0.398m 3

H=

1V V V h -=539

.1398.025.3-=1.853m 筒体高度圆整为H ＝1800m

于是H/D=1.285 核查结果符合原定范围内。 2. 确定夹套的直径和高度

夹套的内径 D j =D i +100=1500mm （符合压力容器公称直径系列要求） H j =

4

4.1398

.085.0*25.32

⨯-π=1.537m

选取夹套H j =1600mm

则H 0=H －Hj=200mm 这样便于筒体法兰螺栓的装拆 验算夹套传热面积

F ＝F 1H j +F n =9.27 m 2>7.1m 2 即夹套传热面积符合设计要求 3. 确定夹套的材料和壁厚

夹套选取Q235－A 的材质，可以知道板厚在4.5～16mm ，设计温度在150℃时Q235－A 的许用应力[σ]t =113MPa ，因为有夹套有

安全阀，所以P ＝1.1P w 那么P ＝0.33MPa ，因为内部夹套无法探伤，故取φ＝0.60 根据夹套的钢板厚度负偏差c 1=0.6mm,单面腐蚀取腐蚀余量c 2=1.0mm 。 夹套的壁厚计算如下:

t d =P

Dj

P t

-⨯⨯φσ][2+C=33.06.01132105.133.03-⨯⨯⨯⨯+1.6=5.259mm 标准椭圆形夹套封头的壁厚为:

t=

P

Dj

P t

5.0][2-⨯φσ+C=

6.133.05.06.01132150033.0+⨯-⨯⨯⨯=5.255mm 圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头标准,选取夹套的筒体和封头壁厚均为10mm 。

4. 确定内筒的材料和壁厚

依题意可初选筒体厚度12mm,并取c 1=0.8mm c 2=2mm 筒体有效壁厚 t e =12-2.8=9.2mm

0D =1400+2*12=1424

78.1542.9/14240

==e

t D L ≈H j +h 2+

3

1

h =1600+25+350/3≈1741 L/D 0=1741/1424=1.223 由

e

t D 0

和L/D 0 可查表得A ＝5.2⨯410-，再查B ＝65MPa [p]=

42.0195

65

/0==t D B MPa >0.33 MPa 因为计算的[p] > p 且比较接近 所以选筒体厚度12mm

若选取筒体下封头壁厚12mm 并取c 1=0.8mm c 2=2mm 则，

t e =12-2.8＝9.2mm

标准椭圆形封头的外压计算当量球面半径:

R i =KD i =0.9⨯1000=900mm A=

=2

.9/1260125

.09.1⨯410-

查得B ＝92MPa 许用外压力 [p]=

53.02

.9/126092

=MPa >p=0.315Mpa

取筒体下封头壁厚12mm, 符合设计要求

为了制造方便，所以上封头和下封头的厚度也设计为12mm 。 5. 水压试验及其强度校核

内筒水压试验压力 P T =P+0.1=0.21MPa P T =1.25P=0.13MPa

取二者最大值P T =0.21MPa

夹套水压试验压力 P T ＝P+0.1＝0.43Mpa P T =1.25P=0.4125MPa 取夹套水压试验 P Tj =0.43MPa 内筒水压试验时壁内应力：

MPa c t c t D P n n T T 92.1885

.0)8.28(2)]

8.212(1400[21.0)(2)]([=⨯--+=--+=

φσ

MPa c t c t O KD P n n T Tf 98.1685

.0)8.212(2)]

8.212(14009.0[21.0)(2)](5.[=⨯--+⨯=--+=

φσ

夹套水压试验时壁内应力

MPa c t c t D P n n j Tj Tj 35.646

.0)6.110(2)]

6.110(1500.[043)(2)]([=⨯--+=

--+=

φ

σ