搅拌釜式反应器课程设计
连续搅拌釜式反应器课程设计
摘要在工业过程中,温度是最常见的控制参数之一,反应器温度控制是典型的温度控制系统。
对温度的控制效果将影响生产的效率和产品的质量,如果控制不当,将损害工艺设备,甚至对人身安全造成威胁。
因此反应器温度的控制至关重要。
连续搅拌釜式反应器是化学生产的关键设备,是一个具有大时滞、非线性和时变特性、扰动变化激烈且幅值大的复杂控制对象。
结合控制要求,通过分析工艺流程,本论文设计了串级PID分程控制方案。
方案选定后,进行了硬件和软件的选择。
硬件上选用西门子公司的S7-200 PLC,并用相应的STEP7软件编程。
利用Matlab 7.0对系统进行了仿真。
关键词:温度反应器串级PID 西门子S7-200PLCAbstractIn the industrial process, temperature is one of the most common control parameters, reactor temperature control system is a typical temperature control system. The temperature control effect will influence the production efficiency and product quality, if it is not controlled properly, process equipment will be damaged, even personal safety will be threatened. Thus the reactor temperature control is essential.Continuous stirred tank reactor is the key equipment in chemical production, it is a complicated control object with a large time delay, nonlinearity,time-varying characteristics and drastic changes and large amplitude disturbance. Combined with the control requirements, in this paper I design the cascade PID control scheme after a careful analysis of the production process.The hardware and software selection are done following the selection of control scheme. As to hardware, the S7-200 PLC of Siemens is chosen, and the corresponding software STEP7 is chosen for programming.Matlab7.0 work for the simulation.Keywords:temperature cascade PID Siemens S7-200 PLC毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
反应釜机械课程设计
反应釜机械课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解反应釜的基本结构及其在化工生产中的应用,掌握反应釜的机械原理。
2. 使学生掌握反应釜的常见操作流程,了解反应釜的安全操作规程。
3. 帮助学生了解反应釜的维护与保养知识,提高设备使用寿命。
技能目标:1. 培养学生运用反应釜进行实验操作的能力,提高实验操作的准确性和安全性。
2. 培养学生分析和解决反应釜操作过程中出现问题的能力,提高解决问题的实际操作技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工程设备的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 增强学生的团队合作意识,培养学生在实验过程中的责任心和安全意识。
3. 通过对反应釜操作的学习,引导学生树立环保意识,认识到化学工业在环境保护中的重要性。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,注重理论联系实际,强调学生的动手操作能力和问题解决能力的培养。
学生特点:学生处于高年级阶段,具有一定的化学基础和实验操作能力,对新鲜事物充满好奇,具备一定的自主学习能力。
教学要求:结合学生特点,课程设计应注重理论与实践相结合,以学生为主体,提高学生的参与度和积极性。
通过课程学习,使学生能够达到预设的知识、技能和情感态度价值观目标。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 反应釜的基本结构及其工作原理- 理解反应釜的构造,包括釜体、搅拌装置、加热装置、冷却装置等部分。
- 掌握反应釜的工作原理,及其在化学反应过程中的作用。
2. 反应釜的操作流程与安全规程- 学习反应釜的标准操作流程,包括启动、运行、停车等环节。
- 掌握反应釜的安全操作规程,了解事故预防及应急处理方法。
3. 反应釜的维护与保养- 介绍反应釜的日常维护方法,包括清洁、润滑、紧固等。
- 了解反应釜的定期检查内容,保证设备的正常运行。
4. 反应釜在化工生产中的应用实例- 分析反应釜在不同化工生产过程中的应用,强化理论知识与实际生产的联系。
搅拌反应釜课程设计
课程设计说明书专业:班级:姓名:学号:指导教师:设计时间:要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。
二、要求文字(一律用计算机)填写,工整、清晰。
所附设备安装用计算机绘图画出。
三、本报告填写完成后,交指导老师批阅,并由学院统一存档。
目录一、设计任务书 (5)二、设计方案简介 (6)1.1罐体几何尺寸计算 (7)1.1.1确定筒体内径 (7)1.1.2确定封头尺寸 (8)1.1.3确定筒体高度 (9)1.2夹套几何计算 (10)1.2.1夹套内径 (10)1.2.2夹套高度计算 (10)1.2.3传热面积的计算 (10)1.3夹套反应釜的强度计算 (11)1.3.1强度计算的原则及依据 (11)1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (12)1.3.2.1压力计算 (12)1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (12)1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14)1.3.4水压试验校核 (16)(二)、搅拌传动系统 (16)2.1进行传动系统方案设计 (17)2.2作带传动设计计算 (17)2.2.1计算设计功率Pc (17)2.2.2选择V形带型号 (17)2.2.3选取小带轮及大带轮 (17)2.2.4验算带速V (18)2.2.5确定中心距 (18) (18)2.2.6 验算小带轮包角12.2.7确定带的根数Z (18)2.2.8确定初拉力Q (19)2.3搅拌器设计 (19)2.4搅拌轴的设计及强度校核 (19)2.5选择轴承 (20)2.6选择联轴器 (20)2.7选择轴封型式 (21)(三)、设计机架结构 (21)(四)、凸缘法兰及安装底盖 (22)4.1凸缘法兰 (22)4.2安装底盖 (23)(五)、支座形式 (23)5.1 支座的选型 (23)5.2支座载荷的校核计算 (25)(六)、容器附件 (26)6.1手孔和人孔 (26)6.2设备接口 (27)6.2.1接管与管法兰 (27)6.3视镜 (28)四、设计结果汇总 (31)五、参考资料 (33)六、后记 (35)七、设计说明书评定 (36)八、答辩过程评定 (36)一、设计任务书设计题目:夹套反应釜的设计设计条件:设计参数及要求设计参数及要求简图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水蒸气全容积/m3 2.5操作容积/ m3 2.0传热面积/ m2>3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q245R搅拌器型式浆式200搅拌轴转速/(r/min)轴功率/kW 4工艺接管表符号公称尺寸连接面形式A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 进料口C1,2100 - 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 冷凝水出口设备安装场合室内二、设计方案简介三、工艺计算及主要设备计算(一)、罐体和夹套的结构设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。
搅拌釜式反应器课程设计
搅拌釜式反应器课程设计任务书一、设计内容安排1. 釜式反应器旳构造设计包括:设备构造、人孔数量及位置,仪表接管选择、工艺接管管径计算等。
2. 设备壁厚计算及其强度、稳定性校核3. 筒体和裙座水压试验应力校核4. 编写设计计算书一份5. 绘制装配图一张(电子版)二、设计条件三、设计规定1.学生要按照任务书规定,独立完毕塔设备旳机械设计;2.根据设计计算书、图纸及平时体现综合评分。
四、设计阐明书旳内容1.符号阐明2.序言(1)设计条件;(2)设计根据;(3)设备构造形式概述。
3.材料选择(1)选择材料旳原则;(2)确定各零、部件旳材质;(3)确定焊接材料。
4.绘制构造草图(1)按照工艺规定,绘制工艺构造草图;(2)确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部重要零部件旳轴向及环向位置,以单线图表达;(3)标注形位尺寸。
5.原则化零、部件选择及补强计算:(1)接管及法兰选择:根据构造草图统一编制表格。
内容包括:代号,PN,DN,法兰密封面形式,法兰标识,用途)。
补强计算。
(2)人孔选择:PN,DN,标识或代号。
补强计算。
(3)其他原则件选择。
6.结束语:对自己所做旳设计进行小结与评价,经验与收获。
7.重要参照资料。
【设计规定】:1.计算单位一律采用国际单位;2.计算过程及阐明应清晰;3.所有原则件均要写明标识或代号;4.设计计算书目录要有序号、内容、页码;5.设计计算书中与装配图中旳数据一致。
假如装配图中有修改,在阐明书中要注明变更;6.设计计算书要有封面和封底,均采用A4纸,正文用小四号宋体,行间距1.25倍,横向装订成册。
目录0.搅拌釜式反应器设计条件 ............................................................................. 错误!未定义书签。
1.确定筒体旳直径和高度 ................................................................................. 错误!未定义书签。
连续搅拌釜式反应器(CSTR)控制系统设计 连续
连续连续搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器((CSTR )控制系统设计1. 前言连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor ,简称为CSTR )是聚合化学反应中广泛使用的一种反应器,该对象是过程工业中典型的、高度非线性的化学反应系统。
在早期反应釜的自动控制中,将单元组合仪表组成位置式控制装置,但是化学反应过程一般都有很强的非线性和时滞性,采用这种简单控制很难达到理想的控制精度。
随着计算机技术和PLC 控制器的发展,越来越多的化学反应采用计算机控制系统,控制方法主要为数字PID 控制。
但PID 控制是一种基于对象有精确数学模型的线性过程,而CSTR 模型最主要的一个特征就是非线性,因此PID 控制在这一过程中的应用受到限制。
随着现代控制理论和智能控制的发展,更加先进有效的控制方法应用于CSTR 的控制,如广义预测控制,神经模糊逆模PID 复合控制,自抗扰控制,非线性最优控制,基于逆系统方法控制,基于补偿算子的模糊神经网络控制,CSTR 的非线性H ∞控制等。
但任何一种复杂的化工反应过程都不能用一种简单的控制方式达到理想的控制效果。
目前先进的反应釜智能控制技术就是将智能控制理论和传统的控制方法相结合,如钟国情、何应坚等于1998年对基于专家系统的CSTR 控制系统进行了研究[1],宫会丽、杨树勋等于2003年发表了关于PID 参数自适应控制的新方法[2],冯斌、须文波等于1999年阐述了利用遗传算法的寻优PID 参数的模型参考自适应控制方法等[3]。
但由于这些控制方法的算法比较复杂,在算法的工程实现、现场调试及通用型方面存在着局限性,因此研究一种相对简单实用的CSTR 控制方法,更易为工程技术人员所接受。
本文在对CSTR 过程及其数学模型进行详细分析的基础上,针对过程的滞后性,采用Smith 预估算法与PID 控制相结合的方法实现CSTR 过程的控制,该方法具有实用性强及控制方法简单等特点,基于西门子PCS7系统完成了CSTR 过程控制系统设计。
反应釜设计课程设计
反应釜设计课程设计
反应釜设计课程设计应包括以下内容:
1. 引言:介绍反应釜的基本概念、用途和重要性。
2. 反应釜的基本原理和设计要求:介绍反应釜的工作原理、反应釜设计的基本要求,包括反应条件、反应物的特性、反应速率等。
3. 反应釜的材料选择:介绍不同材料的优缺点,选择适合特定反应条件的反应釜材料。
4. 反应釜的容积和尺寸设计:根据反应物的量和反应速率,确定反应釜的容积和尺寸,包括直径、高度等。
5. 反应釜的加热和冷却系统设计:介绍不同的加热和冷却方法,选择适合的系统,包括传热介质的选择、传热面积的确定等。
6. 反应釜的搅拌系统设计:介绍不同的搅拌方式和搅拌器的选择,包括搅拌速度、搅拌器形状等。
7. 反应釜的安全措施设计:介绍反应釜的安全操作规程、安全设备的选择和安装,包括压力控制、温度控制、泄压装置等。
8. 反应釜的操作和维护:介绍反应釜的操作步骤、常见故障及解决方法,以及定期维护和保养。
9. 实例分析:通过实际的反应釜设计案例,进行分析和讨论,包括
设计过程、问题解决思路等。
10. 课程总结:对整个课程进行总结并展望未来的发展方向。
以上是反应釜设计课程设计的基本内容,可以根据具体情况进行调整和补充。
课程设计应注重理论与实践相结合,通过实际案例和实验操作提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
反应釜的设计课程设计
反应釜的设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解反应釜的基本结构及其在化学工业中的应用。
2. 掌握反应釜设计中涉及的关键参数,如温度、压力、搅拌速度等。
3. 学习反应釜的材料选择原则及其对反应过程的影响。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行反应釜初步设计的能力,包括选型、计算和材料选择。
2. 提高学生通过实验、图表分析等手段解决实际问题的能力。
3. 学会使用专业软件或工具对反应釜设计进行模拟和优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工程学科的兴趣,激发其创新意识和探索精神。
2. 增强学生的环保意识,使其在设计过程中充分考虑安全、环保和节能等因素。
3. 培养学生的团队协作精神和沟通能力,使其在项目实施过程中能够有效分工与协作。
本课程针对高中化学或物理学科,结合学生年级特点,以提高学生的实践操作能力和创新思维为核心。
课程设计注重理论知识与实践应用的结合,鼓励学生通过实验和案例分析,掌握反应釜设计的基本原理和方法。
通过本课程的学习,期望学生能够达到上述目标,为未来进一步学习相关专业打下坚实基础。
二、教学内容1. 反应釜的基本概念与结构- 介绍反应釜的定义、分类及其在化学工业中的应用。
- 分析反应釜的主要组成部分,如釜体、搅拌装置、加热和冷却系统等。
2. 反应釜设计原理与关键参数- 探讨反应釜设计的基本原则,包括材料选择、热力学和动力学考虑。
- 讲解温度、压力、搅拌速度等关键参数对反应过程的影响。
3. 反应釜设计方法与步骤- 引导学生了解反应釜设计的流程,包括需求分析、选型、计算、材料选择等。
- 指导学生运用相关公式和图表进行反应釜设计计算。
4. 反应釜设计实践案例分析- 分析典型反应釜设计案例,让学生了解实际工程中的应用。
- 组织学生进行小组讨论,分析案例中的设计优缺点。
5. 反应釜设计模拟与优化- 引导学生使用专业软件或工具进行反应釜设计的模拟和优化。
- 指导学生通过调整设计参数,提高反应釜的性能和安全性。
搅拌锅式反应器课程设计书
搅拌锅式反应器课程设计书1. 引言本课程设计旨在提供对搅拌锅式反应器的深入了解,并帮助学生掌握其设计和操作技术。
该文档将介绍课程的目标、内容、教学方法和评估方式。
2. 课程目标- 了解搅拌锅式反应器的基本原理和工艺流程。
- 掌握搅拌锅式反应器的设计和选型方法。
- 研究搅拌锅式反应器的操作技术和安全措施。
- 能够分析和解决搅拌锅式反应器中的常见问题。
3. 课程内容本课程将涵盖以下重要内容:- 搅拌锅式反应器的工作原理和分类。
- 反应器的热力学分析和传热传质计算。
- 反应器的设计和选型原则。
- 搅拌设备的选择和设计。
- 搅拌锅式反应器的操作技术和工艺控制。
- 安全措施和事故处理。
4. 教学方法为了达到课程目标,我们将采用多种教学方法:- 课堂讲授:讲解搅拌锅式反应器的基本知识和原理。
- 实验操作:进行搅拌锅式反应器的实际操作,体验设计和调试的过程。
- 讨论和案例分析:通过讨论实际案例和问题,增强学生对搅拌锅式反应器的理解和应用能力。
- 小组项目:组织学生参与小组项目,设计和搭建搅拌锅式反应器,并进行实际测试和评估。
5. 评估方式为了评估学生对搅拌锅式反应器的掌握程度,我们将采用以下评估方式:- 课堂测试:测试学生对课堂讲授内容的理解和掌握程度。
- 实验报告:评估学生在实验操作中的设计能力和数据处理能力。
- 小组项目评估:评估学生参与小组项目的贡献和实际操作能力。
- 期末考试:综合评估学生对整个课程内容的整体掌握程度。
6. 结论通过本课程设计,学生将能够全面了解搅拌锅式反应器的原理、设计和操作技术,并具备解决常见问题的能力。
祝愿学生在学习中取得良好的成绩!。
反应釜课程设计说明书
反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知,设计的反应釜体积为1.03m ;搅拌轴的转速为200/min r ,轴的功率为4kw;搅拌桨的形式为推进式;装置上设有5个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、1个温度计管口。
反应釜设计的内容主要有:(1) 釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计; (2) 夹套的的强度、刚度计算和结构设计; (3) 设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰; (4) 人孔的选型及补强计算; (5) 支座选型及验算; (6) 视镜的选型;(7) 焊缝的结构与尺寸设计; (8) 电机、减速器的选型;(9) 搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计; (10)选择联轴器; (11)设计机架结构及尺寸; (12)设计底盖结构及尺寸; (13)选择轴封形式;(14)绘总装配图及搅拌轴零件图等。
第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN 的确定 1.1.1 釜体DN 的确定将釜体视为筒体,取L/D=1.1 由V=(π/4)L D i 2,L=1.1i D 则=Di 31.140.1π⨯⨯,m Di 0.1=,圆整mm Di 1000= 由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1000= 1.1.2釜体PN 的确定由设计说明书知釜体的设计压力PN =0.2MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1设计参数的确定设计压力p1:p1=0.2MPa ;液柱静压力 p1H=10^(-6)×1.0×10^3×10×1.1=0.011MPa 计算压力p1c : p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa ; 设计温度t1: <100℃ ; 焊缝系数Φ: Φ=0.85许用应力[]t σ:根据材料Q235-B 、设计温度<100℃,由参考文献知[]t σ=113MPa ;钢板负偏差1C :1C =0.6mm (GB6654-96); 腐蚀裕量2C :2C =3.0mm 。
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:学号:专业:学院:指导老师:年月日目录一设计容概述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, 3m 1.0 操作容积, 3m0.80 传热面积, 2m 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=1.61-7 初算筒体径 1D ≈ 带入计算得:1D ≈0.9267m 1-8 圆整筒体径 1D =1000mm1-9 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 =1100mm1-13 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=0.83m1-17 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 =900mm1-19 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 =3.142m1-21 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 。
搅拌桶式反应器课程设计书
搅拌桶式反应器课程设计书概述本课程设计书旨在设计一个搅拌桶式反应器,以满足特定的反应要求。
这个课程设计书将包括设计概要、反应器参数、操作流程以及安全措施等内容。
设计概要搅拌桶式反应器是一种常用的化学反应设备,用于控制反应过程中的混合和搅拌。
本次设计的搅拌桶式反应器将采用特定的材料制造,以确保反应的有效性和安全性。
反应器参数反应器容量反应器容量将根据反应要求和预期生产量进行确定。
考虑到实验室条件和成本因素,我们将选择一个合适的容量。
搅拌方式搅拌方式对反应过程的混合效果至关重要。
我们将采用适当的搅拌方式,以确保反应物均匀混合,从而提高反应效率。
反应温度反应温度是一个关键参数,会直接影响反应速率和产物质量。
我们将根据反应物的特性和反应动力学原理确定合适的反应温度。
操作流程原料准备在进行反应之前,需要对反应物进行准备。
我们将详细介绍原料准备的步骤和要求,确保反应物的质量和纯度。
反应操作反应操作是搅拌桶式反应器的核心过程。
我们将设计一个详细的操作流程,包括反应物加入、搅拌控制、温度控制等步骤,以确保反应的顺利进行。
反应产物处理完成反应后,需要对反应产物进行处理和分离。
我们将介绍适当的处理方法,以提取目标产物并去除杂质。
安全措施在进行实验室反应时,安全措施至关重要。
我们将详细列出搅拌桶式反应器的安全操作要求和注意事项,以确保实验人员的安全。
总结本课程设计书提供了设计搅拌桶式反应器的要点和步骤。
通过合理的设计和操作,我们有望实现高效和安全的化学反应过程。
通过实际操作,学生将有机会深入了解搅拌桶式反应器的原理和应用。
连续搅拌釜式反应器设计
专业:化学工程与工艺目录一、设计任务.............................................................................................................................. - 1 -二、确定反应器及各种条件...................................................................................................... - 1 -三、反应釜相关数据的计算...................................................................................................... - 1 -1.体积................................................................................................................................... - 1 -2.内筒的高度和内径........................................................................................................... - 2 -3.内筒的壁厚....................................................................................................................... - 2 -四、夹套的计算.......................................................................................................................... - 3 -1.夹套的内径和高度........................................................................................................... - 3 -2.夹套壁厚........................................................................................................................... - 3 -五、换热计算.............................................................................................................................. - 3 -1.所需的换热面积............................................................................................................... - 3 -2.实际换热面积................................................................................................................... - 4 -3.冷却水流量....................................................................................................................... - 4 -六、搅拌器的选择...................................................................................................................... - 4 -七、设计结果一览表................................................................................................................ - 5 -八、参考文献.................................................................................................... 错误!未定义书签。
搅拌反应釜设计
<<化工容器>>课程设计—搅拌反应釜设计姓名: 余景超学号: 2010115189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2013年 6 月18 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, 3m0.80 传热面积, 2m 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)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。
搅拌釜式反应器设计
1.8m3搅拌釜式反应器设计搅拌釜式反应器由搅拌器和釜体组成。
搅拌器包括传动装置,搅拌轴(含轴封),搅拌桨;釜体包括筒体,夹套和内件,盘管,导流筒等。
工业上应用的搅拌釜式反应器有成百上千种,按反应物料的相态可分成均相反应器和非均相反应器两大类。
非均相反应器包括固-液反应器,液-液反应器,气-液反应器和气-液-固三相反应器。
本次设计的釜式反应器适用性广操作弹性大,是工业生产中最广泛使用的反应器。
1 前言1.1 反应器的现状及发展前景反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器,通过对容器的结构设计与参数配置,实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混合功能。
随之,反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。
生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。
不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同,反应釜的设计结构及参数不同,即反应釜的结构样式不同,属于废标的容器设备。
不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究,用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工业过程的容器。
反应釜是综合反应容器,根据反应条件对反应釜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。
搅拌釜式反应器,这种反应器是工业生产中最广泛采用的反应器形式,适用于各种相态物料的反应。
反应釜中设有各种不同型式的搅拌、传热装置,可适应不同性质的物料和不同热效应的反应,以保持反应物料在釜内合理地流动、混合和料号的传热。
搅拌釜式反应器既可间隙操作也可连续操作或半连续操作,既可单釜操作,又可多釜串联操作。
搅拌釜式反应器的使用性广,操作弹性大,浓度容易控制。
它通常由釜体、换热装置。
搅拌器和传动装置等构件组成。
搅拌反应釜设计1
化工设备机械基础课程设计题目:搅拌反应釜设计一、设计任务书试设计一搅拌反应釜,设计参数见技术特性表、管口表和工艺条件图,使用地点:某精细化工厂。
技术特性表工作压力(MPa)釜内0.20夹套0.40工作温度(℃)釜内≤120夹套≤150介质釜内溶液搅拌型式圆盘涡轮式夹套水蒸气转速160r/min 腐蚀情况轻微功率 5.6kw操作容积 2.0m3夹套传热面积12.0m2使用地点某精细化工厂推荐材料釜体和封头:16MnR夹套: Q235-C管口表编号名称公称直径Dg(mm)编号名称公称直径Dg(mm)a 安全阀40 e 液面计压力表25b1-2视镜80 f 手孔250c1-2进料管50 g 进蒸汽35d 温度计65 h 出料管65i 排凝液管25开孔位置:Ф950工艺条件图按照设计任务书提供的工艺条件,选定容器的型式和材料后,进行反应釜的机械设计,主要是计算釜体和夹套的尺寸;选择搅拌器和设计搅拌轴;选择搅拌的传动装置和轴封装置;选择法兰、支座和各种工艺接管,并核算开孔补强;绘制装配图;编写设计计算说明书。
二、设计内容、方法和步骤1.确定釜体的直径和高度1.1根据要求选择釜体、封头和夹套的材料选择16MnR材料作为釜体和封头的材料;选择Q235-C作为夹套的材料。
1.2确定设计温度与设计压力设计温度:150℃装有安全阀,设计压力P C=1.10P W设计压力:釜内最大工作压力为0.20Mpa设计压力=1.10×0.22Mpa=0.22Mpa夹套最大工作压力为0.4Mpa,设计压力=1.10×0.4Mpa=0.44Mpa 1.3选取反应釜装料系数和反应釜的H/D装料系数常取0.7—0.85。
本设计取η=0.8。
选取反应釜的i=H/D = 1.2。
1.4设计计算1.4.1确定设备容积V0:由V/V0 =装料系数,有V0 = V/η=4.0/0.8=5.0m3 1.4.2确定釜体内径由D= 34v/πi=1.74 圆整后D=1700mm则取D1=1700mm1.4.3确定釜体的高度HH=(V-V封)/V1m,,由D=1700mm查表有V封=0.6999m V1m =2.270m则H1=(4.0-0.6999/2.270=1.454m取H1=1500m2.确定夹套的直径和高度2.1夹套的内径D2夹套的内径D2 =釜体内径D1+ 100=1700+100=1800mm,符合压力容器的公称直径。
机械基础课程设计指导书——搅拌反应釜
大修方案:根据搅拌反应釜的使用年限和磨损情况制定大修方案,如更换搅拌桨、反应釜内衬 等
维护保养:定期进行维护保养,如清洗搅拌桨、反应釜内衬等,保持搅拌反应釜的正常运行状 态
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汇报人:
传热方式:对流、传导、辐射
传热系数:影响因素包括流体 性质、流速、温度等
传热面积:影响因素包括反应 釜尺寸、流体性质等
传热速率:影响因素包括传热 系数、传热面积、流体性质等
搅拌反应釜的材料 选择与处理
碳钢:强度高, 耐磨性好,耐
腐蚀性差
不锈钢:耐腐 蚀性好,耐磨 性差,价格较
高
合金钢:强度 高,耐磨性好, 耐腐蚀性一般
操作规范:严格按 照操作规程进行操 作,确保安全
定期检查搅拌反应釜的密封性,确保无 泄漏
定期检查搅拌反应釜的传动部件,确保 无磨损、松动
定期检查搅拌反应釜的加热和冷却系统, 确保正常工作
定期检查搅拌反应釜的搅拌器,确保无 磨损、松动
定期检查搅拌反应釜的电气控制系统, 确保正常工作
定期清洗搅拌反应釜的内壁,确保无残 留物影响反应效果
陶瓷:耐磨性 好,耐腐蚀性 差,价格较高
塑料:耐磨性 差,耐腐蚀性 好,价格较低
玻璃:耐磨性 差,耐腐蚀性 好,价格较低
耐腐蚀性:选择耐腐蚀的材料,如不锈钢、钛合金等 耐高温性:选择耐高温的材料,如镍基合金、钴基合金等 耐磨性:选择耐磨的材料,如硬质合金、陶瓷等 耐压性:选择耐压的材料,如高强度钢、复合材料等 易加工性:选择易加工的材料,如铝合金、铜合金等 经济性:选择经济实惠的材料,如碳钢、铸铁等
经济性:在满足使用要求的前提下,尽 量降低制造成本和运行成本
搅拌反应釜课程设计
搅拌反应釜课程设计课程设计说明书专业:班级:姓名:学号:指导教师:设计时间:要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。
二、要求文字(一律用计算机)填写,工整、清晰。
所附设备安装用计算机绘图画出。
三、本报告填写完成后,交指导老师批阅,并由学院统一存档。
目录一、设计任务书 (7)二、设计方案简介 (8)三、工艺计算及主要设备计算 (9)(一)、罐体和夹套的结构设计 (9)1.1罐体几何尺寸计算 (9)1.1.1确定筒体内径 (9)1.1.2确定封头尺寸 (10)1.1.3确定筒体高度 (11)1.2夹套几何计算 (12)1.2.1夹套内径 (12)1.2.2夹套高度计算 (12)1.2.3传热面积的计算 (12)1.3夹套反应釜的强度计算 (13)1.3.1强度计算的原则及依据 (13)1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (14)1.3.2.1压力计算 (14)1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (14)1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (16)1.3.4水压试验校核 (18)(二)、搅拌传动系统 (18)2.1进行传动系统方案设计 (18)2.2作带传动设计计算 (19)2.2.1计算设计功率Pc (19)2.2.2选择V形带型号 (19)2.2.3选取小带轮及大带轮 (19)2.2.4验算带速V (19)2.2.5确定中心距 (20) (20)2.2.6 验算小带轮包角12.2.7确定带的根数Z (20)2.2.8确定初拉力Q (21)2.3搅拌器设计 (21)2.4搅拌轴的设计及强度校核 (21)2.5选择轴承 (22)2.6选择联轴器 (22)2.7选择轴封型式 (22)(三)、设计机架结构 (23)(四)、凸缘法兰及安装底盖 (24)4.1凸缘法兰 (24)4.2安装底盖 (24)(五)、支座形式 (25)5.1 支座的选型 (25)5.2支座载荷的校核计算 (27)(六)、容器附件 (28)6.1手孔和人孔 (28)6.2设备接口 (28)6.2.1接管与管法兰 (29)6.3视镜 (30)四、设计结果汇总 (32)五、参考资料 (34)六、后记 (36)七、设计说明书评定 (37)八、答辩过程评定 (37)一、设计任务书设计题目:夹套反应釜的设计设计条件:设计参数及要求设计参数及要求简图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水蒸气全容积/m3 2.5操作容积/ m3 2.0传热面积/ m2>3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q245R搅拌器型式浆式200搅拌轴转速/(r/min)轴功率/kW 4工艺接管表符号公称尺寸连接面形式A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 进料口C1,2100 - 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 冷凝水出口设备安装场合室内二、设计方案简介三、工艺计算及主要设备计算(一)、罐体和夹套的结构设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。
釜式反应器设计任务书
一、课程设计任务书1.1任务书1.2 设计内容根据任务书要求,设计夹套反应釜的主要搅拌容器、搅拌装置、传动装置、支座、人孔和工艺接管。
1.3 设计数据基础可查相关教材或工具手册1.4 工作计划1、领取设计任务书,查阅相关资料(3天);2、确定设计方案,进行相关的设计计算(5天);3、校核验算,获取最终的设计结果(2天);4、编写课程设计说明书(论文),绘制草图等(3天)。
1.5 设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书(论文)电子稿及打印稿1份,设计结果的A1图纸一张。
2、课程设计结束时,将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师:(1)封面(具体格式见附件1)(2)课程设计任务书(3)目录(4)课程设计说明书(论文)(具体格式见附件2)(5)参考文献(6)课程设计图纸(可不装订,另交)(7)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
1.6几点说明1、本设计任务适用班级:09应用化学(本)精细化工方向;2、课程设计说明书(论文)格式也可参阅《蚌埠学院本科生毕业设计(论文)成果撰写规范》中的相关内容。
学生姓名:指导教师:教研室主任:系主任:二、课程设计任务书1.1任务书1.2 设计内容根据任务书要求,设计夹套反应釜的主要搅拌容器、搅拌装置、传动装置、支座、人孔和工艺接管。
1.3 设计数据基础可查相关教材或工具手册1.4 工作计划1、领取设计任务书,查阅相关资料(3天);2、确定设计方案,进行相关的设计计算(5天);3、校核验算,获取最终的设计结果(2天);4、编写课程设计说明书(论文),绘制草图等(3天)。
1.5 设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书(论文)电子稿及打印稿1份,设计结果的A1图纸一张。
2、课程设计结束时,将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师:(1)封面(具体格式见附件1)(2)课程设计任务书(3)目录(4)课程设计说明书(论文)(具体格式见附件2)(5)参考文献(6)课程设计图纸(可不装订,另交)(7)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
化工原理课程设计搅拌釜
化工原理课程设计搅拌釜一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握搅拌釜的基本原理和操作方法,了解搅拌釜在化工生产中的应用。
具体目标如下:1.知识目标:a.掌握搅拌釜的定义、分类和结构。
b.了解搅拌釜的工作原理和操作参数。
c.熟知搅拌釜在化工生产中的作用和应用。
2.技能目标:a.能够正确选择和使用搅拌釜。
b.能够根据生产需求调整搅拌釜的操作参数。
c.能够分析并解决搅拌釜在实际操作中遇到的问题。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生对化工行业的兴趣和热情。
b.培养学生尊重科学、严谨治学的态度。
c.培养学生关注安全生产,提高安全意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个方面:1.搅拌釜的定义、分类和结构。
2.搅拌釜的工作原理和操作参数。
3.搅拌釜在化工生产中的应用。
4.搅拌釜的操作和安全注意事项。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式:1.讲授法:讲解搅拌釜的基本原理、分类、结构和工作原理。
2.案例分析法:分析实际生产中搅拌釜的应用案例,让学生了解搅拌釜在化工生产中的重要性。
3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作搅拌釜,提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《化工原理》。
2.参考书:相关化工原理方面的论文和专著。
3.多媒体资料:搅拌釜的结构示意图、工作原理动画演示等。
4.实验设备:搅拌釜模型、操作台等。
通过以上教学资源的使用,我们将帮助学生更好地理解搅拌釜的相关知识,提高实际操作能力,培养安全生产意识。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,我们将采用以下评估方式:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等方式,评估学生的学习态度和积极性。
2.作业:布置与课程内容相关的作业,评估学生对知识点的掌握程度。
3.实验报告:通过实验操作和实验报告,评估学生的实际操作能力和实验技能。
4.考试:期末进行闭卷考试,全面测试学生对课程知识的掌握程度。
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搅拌釜式反应器课程设计任务书一、设计内容安排1. 釜式反应器的结构设计包括:设备结构、人孔数量及位置,仪表接管选择、工艺接管管径计算等。
2. 设备壁厚计算及其强度、稳定性校核3. 筒体和裙座水压试验应力校核4. 编写设计计算书一份5. 绘制装配图一张(电子版)二、设计条件三、设计要求1.学生要按照任务书要求,独立完成塔设备的机械设计;2.根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。
四、设计说明书的内容1.符号说明2.前言(1)设计条件;(2)设计依据;(3)设备结构形式概述。
3.材料选择(1)选择材料的原则;(2)确定各零、部件的材质;(3)确定焊接材料。
4.绘制结构草图(1)按照工艺要求,绘制工艺结构草图;(2)确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置,以单线图表示;(3)标注形位尺寸。
5.标准化零、部件选择及补强计算:(1)接管及法兰选择:根据结构草图统一编制表格。
内容包括:代号,PN,DN,法兰密封面形式,法兰标记,用途)。
补强计算。
(2)人孔选择:PN,DN,标记或代号。
补强计算。
(3)其它标准件选择。
6.结束语:对自己所做的设计进行小结与评价,经验与收获。
7.主要参考资料。
【设计要求】:1.计算单位一律采用国际单位;2.计算过程及说明应清楚;3.所有标准件均要写明标记或代号;4.设计计算书目录要有序号、内容、页码;5.设计计算书中与装配图中的数据一致。
如果装配图中有修改,在说明书中要注明变更;6.设计计算书要有封面和封底,均采用A4纸,正文用小四号宋体,行间距1.25倍,横向装订成册。
目录0.搅拌釜式反应器设计条件 (1)1.确定筒体的直径和高度 (2)2.确定夹套的直径和高度 (2)3.确定夹套的材料和壁厚 (3)4.确定内筒的材料和壁厚 (4)5.水压试验及其强度校核 (5)6.选择釜体法兰 (6)7.选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 (6)8.选择搅拌传动装置和密封装置 (7)9.校核L1/B和L1/D (8)10.容器支座的选用计算 (8)11.选用手孔、视镜、温度计和工艺接管 (9)12.参考资料 (10)13.设计感想 (11)0.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反应釜的H/D i 值如表1所示。
表 1 反应釜的H/D i 值根据以上的设计要求,对于液-液相类型或液固相物料以及气液相物料3.11/~=i D H ,本设计选取3.1/=i D H 。
由筒体的直径m D H V D i i 2.773.165.214/433=⨯⨯=≈ππ。
当m D i 2<时,间隔为100 mm ,m D i 2>时,间隔为200 mm 。
因此将以上i D 圆整到标准公称直径系列,应当选取筒体直径m D i 8.2=。
查标准封头参数资料得,m D i 8.2=时,标准椭圆封头高度mm h 7401=,直边高度mm h 402=,内表面积285.8m F n =,容积312.3m V h =。
计算得每米高圆筒的体积m m D V i /16.68.2443221=⨯==ππm V V V H h 008.316.612.365.211=-=-=筒体高度圆整为m H 3=于是071.18.2/3/==i D H ,核查结果符合原定范围内。
2.确定夹套的直径和高度夹套直径与筒体直径的关系如表2所示。
表 2 夹套直径与筒体直径的关系当mm D i 30002000~=时,夹套的直径mm D D i j 30002002800200=+=+=。
夹套筒体的高度24ihj D V V H πη-=,通常装料系数85.06.0~=η,如果物料在反应过程中产生泡沫或呈沸腾状态,η应取较低值,一般为0.6~0.7;如果反应状态平稳,可取0.8~0.85,物料粘度大时,可取最大值。
本设计取85.0=η。
因此,m H j 482.28.2412.365.2185.02=⨯-⨯=π选取夹套高度m H j 6.2=则mm H H H j 400260030000=-=-=,此差距可以便于筒体法兰螺栓的装拆。
验算夹套传热面积221.7721.3185.86.28.2m m F H D F n j i >=+⨯⨯=+=ππ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。
查资料可以知道,板厚在3~40 mm ,设计温度在≤150℃时,Q235-A 的许用应力MPa 113=] [t σ。
因为有夹套有安全阀,所以设计压力W P P 1.105.1~= ,W P 是夹套的工作压力。
本设计取MPa P P W 33.03.01.11.1=⨯==。
焊接接头系数如表3所示。
表 3 焊接接头系数因为内部夹套无法探伤,且属于无垫板的单面焊环向对接焊缝,故取60.0=φ。
查资料可知,一般容器的厚度,分为四个,分别为计算厚度δ,设计厚度d δ,名义厚度n δ以及有效厚度e δ。
一般说的常用厚度指的是名义厚度。
各项厚度之间的关系如图1所示。
图 1 各项厚度之间的关系图由上图可以看出,我们可以计算出的是设计厚度d δ与厚度负偏差C 1之和。
因为是轻微腐蚀,所以腐蚀裕量取1 mm 。
因为C 1是随着钢板的厚度改变的,所以先算出设计厚度再决定C 1。
则mm C PD P t j d 319.8133.06.01132300033.0][22=+-⨯⨯⨯=+-⨯⨯=φσδ由此可知钢板厚度应处在8~25 mm 内,所以C 1取0.8 mm 。
所以mm C d 119.98.0319.81=+=+δ 标准椭圆形夹套封头的壁厚为:mm C PD P t jd 310.8133.05.06.01132300033.05.0][22=+⨯-⨯⨯⨯=+-⨯⨯=φσδ封所以mm C d 110.98.0310.81=+=+封δ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n δ均为10 mm 。
4.确定内筒的材料和壁厚内筒的材料也选取Q235-A ,查资料可以知道,板厚在3~40 mm ,设计温度在≤150℃时,Q235-A 的许用应力MPa 113=] [t σ。
因为有夹套有安全阀,所以设计压力W P P 1.105.1~筒= ,筒W P 是筒工作压力。
本设计取MPa P P W 11.01.01.11.1=⨯==筒筒。
则mm C P D P t i d 273.3111.06.01132280011.0][22=+-⨯⨯⨯=+-⨯⨯=筒筒筒φσδ由此可知钢板厚度4 mm 时, C 1取0.3 mm 。
所以mm C d 573.33.0273.31=+=+筒δ标准椭圆形内筒封头的壁厚为:mm C P D P t id 272.3111.05.06.01132280011.05.0][22=+⨯-⨯⨯⨯=+-⨯⨯=筒筒筒封φσδ所以mm C d 572.33.0272.31=+=+封δ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n δ均为4 mm 。
5.水压试验及其强度校核内筒水压试验压力[][]MPaP P MPa P P T tT 21.01.011.01.01375.011311311.025.125.121=+=+==⨯⨯==筒筒σσ取两者之中大的。
即MPa P T 21.0=筒。
夹套水压试验压力[][]MPaP P MPa PP T tT 43.01.033.01.04125.011311333.025.125.121=+=+==⨯⨯==σσ取两者之中大的。
即MPa P T 43.0=夹套。
内筒水压试验时壁内应力:MPa D P e e i T T 656.1816.07.227.2280021.02=⨯⨯+⨯=+=)()(筒筒φδδσ[]MPa sT 5.2112359.09.0=⨯==σσ筒因为[]筒筒T T σσ<,故筒体厚度满足水压试验时强度要求。
夹套水压试验时壁内应力MPa D P e e j T T 456.1316.02.822.8300043.02=⨯⨯+⨯=+=)()(夹套夹套φδδσ[]MPa sT 5.2112359.09.0=⨯==σσ筒因为[]夹套夹套T T σσ<,故夹套厚度满足水压试验时强度要求。
筒体许用压力MPa P T 21.0=筒,夹套水压试验时MPa P T 43.0=夹套。
故夹套在进行水压时筒体内需要充压才能保持筒体稳定。
6.选择釜体法兰根据MPa P mm D i 3.02800==夹套,选用板式乙型平焊法兰。
确定为RF 型、乙型平焊法兰。
其尺寸为mm D 2960=,mm D 29151=,mm D 28762=,mm D 28563=,mm D 28534=。
垫片材料为石棉橡胶板,选用垫片为2855×2805×3,JB/T 4704-2000。
垫片示意图如图2所示。
图 2 垫片示意图7.选择搅拌器、搅拌轴和联轴器根据工艺条件要求,选取平桨式搅拌器。
查阅《搪玻璃搅拌器 桨式搅拌器》(HG/T 2501.4-2007),公称容积VN 为25000 L ,容器D i 为2800时,搅拌轴直径d 1=140 mm 。
平桨式搅拌器外径d 为1280 mm 。
标记为:搅拌器1280-140。
轴的材料选取45钢。
常用轴材料的[T τ]如表4所示。
表 4 几种常用轴材料的[T τ]值轴的材料 Q235,20 Q275,354540Cr,35SiMn,40mNb,38SiMnMo,3Cr13[T τ]/ MPa 12~20 20~30 30~40 40~52轴强度校核:查资料可得,满足强度要求的所需的最小搅拌轴直径公式如下:[]mm n P d T 9.298540304.11.3651.36533=⨯⨯=⨯⨯≥)~(τ式中,P —搅拌传递功率,KW n —搅拌轴速率,r/min 可知,所选取的轴完全符合。
查阅标准《搅拌传动装置—联轴器》,(HG/T 21570-1995)中夹壳式联轴器形式、尺寸、技术要求、选用立式夹壳联轴器。
公称直径140 mm 的联轴器的最大扭矩m N M n /19000≈][。
验算联轴器的扭矩:查表5,选取工作情况系数K =1.5,联轴器的计算扭矩[nj M ]为:[]n n nj M m N KM M <=⨯⨯==·015.236854.195530005.1 表 5 工作情况系数K夹壳联轴器的标记为:联轴器DN140。
8.选择搅拌传动装置和密封装置搅拌传动装置包括1—电动机,2—减速机,3—单支点机架,4—釜外联轴器,5—机械密封, 6—传动轴,7—釜内联轴器,8—安装底盒,9—凸缘法兰,10—循环保护系统等。