化工容器搅拌反应釜设计说明书

<<化工容器>>课程设计—搅拌反应釜设计

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目录一设计容概述

1. 1 设计要求

1. 2 设计步骤

1. 3 设计参数

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

四参考文献

一设计容概述

（一）设计要求：

压力容器的基本要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。强度计算书的容至少应包括：设计条件，所用规和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。设计图样包括总图和零部件图。

设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等容。简图示意性地画出了容器的主体，主要件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的容。

（二）设计步骤：

1.进行罐体和夹套设计计算；

2.搅拌器设计；

3.传动系统设计；

4.选择轴封；

5.选择支座形式并计算；

6.手孔校核计算；

7.选择接管，管法兰，设备法兰。

（三）设计参数：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, 3

m 1.0 操作容积, 3

m0.80 传热面积, 2

m 3

腐蚀情况微弱推荐材料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、罐体和夹套的结构设计

(一) 几何尺寸

1-1全容积 V=1.0m 3 1-2 操作容积V 1=0.80 m 3 1-3 传热面积 F=3m 2 1-4 釜体形式：圆筒形 1-5 封头形式：椭圆形 1-6 长径比 i= H 1/ D 1=1.6

1-7 初算筒体径 1D ≈ 带入计算得：1D ≈0.9267m 1-8 圆整筒体径 1D =1000mm

1-9 1米高的容积1m V 按附表D-1选取 1m V =0.785 m 3 1-10 釜体封头容积1V 封 按附表D-2选取 1V 封=0.1505 m 3 1-11 釜体高度1H =(V-1V 封)/ 1m V =1.08m 1-12圆整釜体高度1H =1100mm

1-13 实际容积V=1m V *1H +1V 封=0.636*1.43m +0.11133m =1.0143m 1-14 夹套筒体径2D 按表4-3选取得：2D =1D +100=1100mm 1-15 装料系数η=V 操/V=0.8 1-16操作容积V 操=0.83m

1-17 夹套筒体高度2H ≥(ηV-1V 封)/1m V =0.827 1-18 圆整夹套筒体高度2H =900mm

1-19 罐体封头表面积1F 封 按附表D-2选取 F 1封=1.16252m 1-20 一米高筒体表面积 1m F 按附表D-1选取 F 1m =3.142m

1-21 实总传热面积 按式4-5校核 F=F 1m *H 2+F 1封=3.14*0.9+1.1625=3.6252m >32m 。

（二）厚度计算（按压进行强度计算）

2-1设备材料 Q235-A

2-2设计压力（罐体）P 1=0.2MPa 2-3设计压力（夹套） P 2=0.3MPa 2-4设计温度（罐体）t 1=120℃ 2-5设计温度（夹套）t 2=150℃

2-5液柱静压力P 1H = 10-6ρgh=0.014MPa 2-6计算压力 P 1C =P 1=0.214MPa 2-7液柱静压力 P 2H =0MPa 2-8计算压力P 2C = P 2=0.3 MPa

2-9罐体及夹套焊接系数 采用双面焊，局部无损探伤 φ=0.85 2-10设计温度下材料许用应力[σ]t =113Mpa 2-11罐体筒体计算厚度[]11112C t

C

P D δ=

σϕ-P =1.12mm ，按最小壁厚原则取为3mm

2-12夹套筒体计算厚度[]22222C t C

P D δ=

σϕ-P =1.72mm ，按最小壁厚原则取为3mm

2-13罐体封头计算厚度11

11' 1.112[]0.5c t c

P D mm P δσϕ=

=-，按最小壁厚原则取为3mm

2-14夹头封头计算厚度22

22' 1.722[]0.5c t

c

P D mm P δσϕ=

=-，按最小壁厚原则取为3mm 2-15取最小厚度 δmin=3mm 作为计算厚度 δ，mm 2-16取钢板厚度负偏差 C 1=0.6mm 2-17腐蚀裕度C 2=2.0mm 2-18厚度附加量 C=C 1+C 2=2. 6mm

2-19罐体筒体设计厚度 δ1c = δ+C 2=3+2.6=6mm 2-20夹套筒体设计厚度 δ2C = δ+C 2=3+2.6=6mm 2-21罐体封头设计厚度 δ1C ʹ= δ+C 2=3+2.6=6mm 2-22夹套封头设计厚度 δ2C ʹ= δ+C 2=3+2.6=6mm 2-23罐体筒体名义厚度 δ1n =6mm 2-24夹套筒体名义厚度 δ2n =6mm