夹套反应釜设计

0.95m 3

夹套反应釜设计计算说明书

一、罐体和夹套设计计算

1.1 罐体几何尺寸计算

1.1.1 选择筒体和封头的形式 选择圆柱筒体及椭圆形封头。 1.1.2 确定筒体内径

已知设备容积要求0.95m 3

，按式（4-1）初选筒体内径：

式中，V=0.95m 3

，根据【2】38页表4-2，常反应物料为液-液类型， i =H 1/D 1=1～1.3，取 i =1.3，代入上式，计算得

1D ≅

将D 1的估算值圆整到公称直径系列，取D 1=1100mm ，

1.1.3 确定封头尺寸

标准椭圆形封头尺寸查附表4-2，DN=1100mm ，选取直边高度h 2=25mm 。 1.1.4 确定筒体高度

当D 1=1100mm, h 2=25mm 时，由【2】附表D-2查得椭圆形封头的容积V 封=0.1980 m 3

，由附表D-1查得

筒体1m 高的容积V 1m =0.950 m 3

，按式（4-2）:

H 1=(V-V 封)/V 1m =（0.950-0.198）/0.95=0.7916m

考虑到安装的方便，取H 1=0.9m ，则实际容积为

V= V 1m ×H 1+ V 封=0.950×0.9+0.198=1.053 m

3

1.2 夹套几何尺寸计算 1.

2.1 选择夹套结构

选择【2】39页图4-4 (b)所示结构。 1.2.2 确定夹套直径

查【2】表4-3, D 2= D 1+100=1100+100=1200mm 。套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径。

1.2.3 确定夹套高度

装料系数η=操作容积/全容积=0.9/0.95=0.85 按式4-4计算夹套高度：

H 2≥(ηV- V 封)/ V 1m =(0.85×1.053-0.198)/0.95=0.734 m 取H 2=750mm 。选取直边高度h 2=25mm 。 1.2.4 校核传热面积

查【2】附表D-2，由D 1=1100mm ，得罐体封头表面积F 1封=1.3980 m 2

查【2】附表D-1，一米高筒体内表面积F 1m =3.46 m 2

31

4i

V D π

≅罐体结构示意图

校核传热面积：

实际总传热面积F=F 筒+ F 1封=F 1m ×H 2 +F 1封=3.46×0.75+1.398=3.99 m 2>3.8 m 2

，可用。

1.3 罐体及夹套的强度计算 1.3.1确定计算压力

按工艺条件，罐体内设计压力P 1=0.2MPa ；夹套内设计压力P 2=0.3MPa

液体静压力P 1H =ρgH 2×10-6=1000×9.8×0.75×10-6

=0.007MPa ，取P 1H =0.01MPa 计算压力P 1c =P 1+P 1H =0.18+0.01=0.19MPa 夹套无液体静压，忽略P 2H ，故P 2c =P 2。 1.3.2选择设备材料

分析工艺要求和腐蚀因素，决定选用Q235-A 热轧钢板，其中100℃-150℃下的许用应力为：[ó]t

=113Mpa 。

1.3.3罐体筒体及封头壁厚计算 罐体筒体壁厚的设计厚度为

采用双面焊缝，进行局部无损探伤检查，按教材表10-9，取焊缝系数φ=0.85，C 2=2mm ，则

[]1c 1d1210.191100

=

2 1.092 3.09

21130.850.19

2t

c

p D C p δσϕ⨯+=

+=+=⨯⨯--

查教材表10-10，取钢板负偏差C 1=0.25mm ，则δd1+C 1=3.34，考虑到最小厚度

mim δ为3mm ，

取名义厚度δn

=5mm

罐体封头壁厚的设计厚度为

[]11

d110.191100

=

2 1.092 3.09

21130.850.50.19

20.5c t

c

P D P δσϕ⨯=

+=+=⨯⨯-⨯-‘

查教材表10-10，取钢板负偏差C 1=0.25mm ，则δd1’+C 1=3.34mm ，考虑到最小厚度

mim δ为3mm ，取名义厚度

δn ’=5mm

1.3.4 夹套筒体及封头壁厚计算 夹套筒体壁厚的设计厚度为

采用双面焊缝，进行局部无损探伤检查，按【1】161页表10-9，取焊缝系数φ=0.85（夹套封头用钢板拼焊），C 2=2mm ，则

[]2c 22220.251200

=

2 1.562 3.5621130.850.25

2d t

c

p D C mm

p δσϕ⨯+=

+=+=⨯⨯--

查【1】161页表10-10，取钢板负偏差C 1=0.3mm ，则δd1+C 1=3.86，考虑到最小厚度mim

δ为3mm ，取名

义厚度δn =5mm

夹套封头壁厚的设计厚度为

[]22

d220.251200

=

2 1.562 3.56

21130.850.50.25

20.5c t

c

P D P δσϕ⨯=

+=+=⨯⨯-⨯-‘

[]2

2c i

d t c

p D C p δσϕ=+-[]22c i

d t c

p D C p δσϕ=+-