夹套反应釜设计说明书
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。
夹套反应釜课程设计说明书
课程设计说明书学生姓名:学号:学院:专业年级:题目:夹套反应釜设计指导教师:评阅教师:年月目录一.设计内容 (3)二.设计参数 (3)三.设计要求 (3)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 (7)四.搅拌轴、搅拌轴和搅拌连接的结构设计 (7)五.电动机、减速器等传动装置的设计 (8)六.反应釜的其它附件 (9)七.参考文献 (10)八.设计小结 (11)一:设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐二: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工作温度,℃设计温度,℃介质全容积操作容积,传热面积,㎡腐蚀情况推荐材料搅拌器型式搅拌轴转速,r/min轴功率,kW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h 100 突面手孔三:设计要求进行罐体和夹套设计计算表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,m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,mm2.4 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4-1选取(注)按式4-1计算按附表4-1选取按附表4-1选取附表4-2按式4-2计算选取按式4-3计算按式4-2选取注: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4:水压试验校核四.搅拌轴、搅拌器和搅拌轴的连接结构设计﹙1﹚桨式搅拌器的选择:N/n= ,则有则桨式搅拌器的主要尺寸可由表4-5选取,起主要尺寸选取如下:(mm)﹙2﹚ 搅拌轴的设计1. 搅拌轴的结构:2. 搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求: n= r/min 直线度允许差1000:3. 搅拌轴的强度计算:a .轴功率P= 由工艺条件确定 b.轴转数n= r/min 由工艺条件确定 c.轴材料 钢 常用 d.轴传递的扭矩 T=e.材料许用扭转剪应力[τ]= mPaf. 系数Ao=112g.轴端直径d>=h.开2个键槽,轴径扩大7%:d=34.1x(1+7%)=36.4j.圆整轴端直径d= mm圆整选取五.电动机,减速器等传动装置的设计 ﹙1﹚ 电动机的选取:﹙2﹚减速器的选择:由表4-11选取减速器如下:根据转速n= r/min 可选用 减速器:功率P =1.5 KW 转速n= r/min﹙3﹚选择凸缘法兰:根据安装底盖等尺寸要求可选法兰如下:文献2附表4-6(mm )﹙4﹚安装底盖选择安装底盖的主要尺寸如下(mm )﹙5﹚机架选取机架及主要尺寸如下:(mm)﹙6﹚搅拌轴轴端尺寸: (mm)﹙7﹚联轴器的选择:由附表5-10选取主要尺寸如下:(mm)⑴.耳式支座:由附表4-9选取型耳式支座如下:(mm)⑵. 人孔:根据材料选取回转盖颈平焊法兰人孔,其主要尺寸如下:⑶接管与管法兰接管的伸出长度为从法兰密封面到壳外径为mm,,考虑到保温要求时,可伸出长度为mm,由附表4-12可选出法兰尺寸:(mm)⑷补强圈采用补强圈时,可参照下列数据选取:Φ108×6,Φ133×6,Φ159×8,Φ219×8,Φ273×8查附表4-13选取尺寸如下:(mm)⑸. 液体出料管:管径公称直径DN= mm 。
夹套式反应釜设计说明书
“过程装备课程设计”任务书设计者姓名:班级:过程装备与控制工程11-2班指导老师:日期:2014/6/23-2014/7/11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 (7)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 (12)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 (16)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。
化工课程设计--夹套反应釜课程设计 (2)
化工设备机械基础课程设计题目:1m3夹套反应釜设计学院: 化学与材料工程学院专业: 化学工程班级: 10化工姓名:学号: ***********指导老师:完成日期: 2012年6月1日夹套反应釜设计任务书设计者:班级:10化工学号:10111003101指导老师:日期:一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐。
二、设计参数和技术特性指标见下表三、设计要求1.进行罐体和夹套设计计算;2.选择支座形式并进行计算;3.手孔校核计算;4.选择接管、管法兰、设备法兰;5.进行搅拌传动系统设计;(1)进行传动系统方案设计(指定用V带传动);(2)作带传动设计计算:定出带型,带轮相关尺寸(指定选用库存电机Y1322-6,转速960r/min,功率5.5kW);(3)选择轴承;(4)选择联轴器;(5)进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计;6.设计机架结构;7.设计凸缘及安装底盖结构;8.选择轴封形式;9.绘制装配图;10. 绘传动系统部件图。
表1 夹套反应釜设计任务书简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力,Mpa设计压力,MPa0.2 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 1.0操作容积,m30.8全容积传热面积,m2>3.5腐蚀情况微弱推荐材料Q235-A搅拌器型式推进式搅拌轴转速,r/min200轴功率,kW 4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 手孔目录1. 夹套反应釜的结构 (5)1.1 夹套反应釜的功能和用途 (5)1.2 夹套反应釜的反应条件 (5)2. 设计标准 (6)3. 设计方案的分析和拟定 (6)4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算 (7)4.1 罐体和夹套的结构设计 (7)4.1.1 罐体几何尺寸计算 (8)4.1.2 夹套几何尺寸计算 (10)4.2 夹套反应釜的强度计算 (12)4.2.1 强度计算(按内压计算强度) (12)4.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) (15)4.2.3水压试验校核 (21)4.3 反应釜的搅拌器 (23)4.3.1 搅拌装置的搅拌器 (23)4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (23)4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 (24)4.4 反应釜的传动装置设计 (26)4.4.1 常用电机及其连接尺寸 (26)4.4.2釜用减速机类型、标准及其选用 (26)4.4.3 V带减速机 (27)4.4.4凸缘法兰 (30)4.4.5安装底盖 (31)4.4.6机架 (31)4.4.7联轴器 (32)4.5 反应釜的轴封装置设计 (33)4.5.1 填料密封 (33)4.5.2 机械密封 (33)4.6反应釜的其他附件设计 (34)4.6.1 支座 (34)4.6.2 手孔和人孔 (35)4.6.3 设备接口 (35)5. 设计小结 (38)6. 参考文献 (39)设计说明书1. 夹套反应釜的结构夹套反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。
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 。
反应釜课程设计说明书
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。
本课程设计题目是夹套反应釜,该设备是由筒体、夹套、搅拌轴、减速器和电动机等组成。
本设计详细的论证了筒体直径、筒体厚度、筒体的高度设计,材料的选择以及强度、稳定性校核。
本设计还涉及到夹套的选择,夹套厚度的计算;从多个角度分成十章分别对釜体厚度、釜体封头以及电机的选择,机架的设计,以及对应的凸缘、联轴器的选择方面做了详细的介绍。
本设计中还对法兰、管法兰的选取做了详尽的介绍。
本设计选用的是皮带传动,设计中对皮带的选择做了详尽的介绍。
设计中参数选取恰到好处,不仅满足了设备的设计要求,而且使设备的操作弹性变大,运行质量得到了保证。
关键词:夹套反应釜;搅拌轴;夹套;封头;皮带轮;联轴器;法兰压力容器;设计目录第一章反应釜设计的有关内容 (1)第二章罐体几何尺寸计算 (1)2.1 确定筒体内径 (1)2.2 确定封头尺寸 (1)2.3 确定筒体高度 (1)2.4 夹套的几何尺寸计算 (2)2.5 夹套反应釜的强度计算 (3)2.5.1 强度计算的原则及依据 (3)2.5.2 内筒及夹套的受力分析 (3)2.5.3 计算内筒筒体厚度 (4)2.5.4 确定内筒封头厚度 (5)2.5.5 带折边锥形封头壁厚的设计 (5)第三章反应釜釜体及夹套的压力试验 (6)3.1 釜体的水压试验 (6)3.1.1 水压试验压力的确定 (6)3.1.2 水压试验的强度校核 (6)3.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求 (6)3.2 夹套的水压试验 (6)3.2.1 水压试验压力的确定 (6)3.2.2 水压试验的强度校核 (6)3.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求 (7)第四章反应釜的搅拌装置 (1)4.1 桨式搅拌器的选取和安装 (1)4.2 搅拌轴设计 (1)4.2.1 搅拌轴的支承条件 (1)4.2.2 功率 (1)4.2.3 搅拌轴强度校核 (2)4.2.4 搅拌抽临界转速校核计算 (2)4.3 联轴器的型式及尺寸的设计 (2)第五章反应釜的传动装置与轴封装置 (1)5.1 常用电机及其连接尺寸 (1)5.2 减速器的选型 (2)5.2.1 减速器的选型 (2)5.2.2 减速机的外形安装尺寸 (2)5.3 机架的设计 (3)5.4 反应釜的轴封装置设计 (3)第六章反应釜其他附件 (1)6.1 支座 (1)6.2 手孔和人孔 (2)6.3 设备接口 (3)6.3.1 接管与管法兰 (3)6.3.2 补强圈 (3)6.3.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (4)6.3.4 固体物料进口的设计 (4)6.4 视镜 (5)第七章焊缝结构的设计 (7)7.1 釜体上的主要焊缝结构 (7)7.2 夹套上的焊缝结构的设计 (8)鸣谢 (9)参考文献 (10)绪论反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器,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、冷却及低高速的混配功能。
反应釜说明书
目录第一章设计方案的分析和拟订 (2)第二章各部分的结构尺寸的确定和设计计算 (2)2.1总体结构设计 (2)2.2罐体和夹套的设计 (2)2.3 反应釜的搅拌装置 (7)2.4反应釜的传动装置 (8)2.5 反应釜的轴封装置 (9)2.6 反应釜的其他附件 (9)第三章设计小结 (10)第四章参考文献 (10)第一章设计方案的分析和拟订步骤项目及代号参数及结果备注一台带搅拌的夹套反应釜主要由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔、支座、工艺接管和一些附件组成。
第二章各部分的结构尺寸的确定和设计计算2.1总体结构设计根据工艺要求考虑各部分结构形式、安装和维修检修的方便,确定各部分结构形式,如封头形式、传热面、传动类型、轴封和各种附件的结构形式。
2.2罐体和夹套的设计夹套反应釜是由罐体和夹套两大部分组成。
罐体在规定的操作温度和操作压力下,为物料完成搅拌过程提供了一定的空间。
2.2.1罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆桶形容器,有顶盖、筒体和罐底,通过支左安装在基础或平台上宜采用可拆连接,当要求可拆时,做成法兰连接。
2.2.2罐体几何尺寸计算确定筒体内径,确定封头尺寸,通体高度见表格。
2.2.3夹套几何尺寸计算夹套的结构尺寸根据安装和工艺两方面的要求而定。
尺寸见表格。
2.2.4夹套反应釜的强度计算当夹套反应釜几何尺寸确定后,要根据已知的公称直径、设计温度进行强度计算,确定罐体及夹套的筒体和封头的厚度。
过程见表格。
其中还做水压实验校核计算,详情见表格。
稳定性校核水压实验校核2.3 反应釜的搅拌装置搅拌装置由搅拌器、轴及其支撑组成。
搅拌器主要有:桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式。
它的选型通常是工艺设计的任务。
2.3.1搅拌器的选型推进式搅拌器。
2.3.2搅拌轴设计搅拌轴的机械设计内容同一般传动轴主要是结构设计和强度校核,对于转速大于200转每分钟的要进行临界转速的校核。
2.4反应釜的传动装置反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。
夹套反应釜课程设计说明书
6 焊缝结构的设计 ....................................................... 22
6.1 6.2 釜体上的主要焊缝结构..........................................................................................22 夹套上的焊缝结构的设计......................................................................................23
4.5 4.6 4.7
机架的选用..............................................................................................................15 联轴器的选用..........................................................................................................15 轴封装置..................................................................................................................16
3 3
夹套内 0.3 <150 蒸汽
0.235-A 推进式 250 4 接管表 连接面形式
操作容积,m 腐蚀情况 推荐材料 搅拌器型式
传热面积,㎡
搅拌轴转速,r/min 轴功率,kW 符号 a b c d e f g 公称尺寸 DN 25 25 80 70 25 40 25
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。
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66 《化工容器设计》课程设计年级:2008级专业:化学工程与工艺姓名:张洪姣学号:2008115023指导教师:郝惠娣老师全容积:1.03m西北大学化工学院二零一零年七月三日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计参数1. 3 设计条件二强度设计计算2. 1 厚度计算2. 2 最小壁厚2. 3 应力校核三标准零部件的选取3.1 支座3.2 手孔3.3 视镜3.4 法兰3.5 接管一、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)设计参数和技术性能指标(三)设计要求:1.进行罐体和夹套设计计算;2.选择支座形式并计算;3.手孔校核计算;4.选择接管,管法兰,设备法兰;(四)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。
设计檔,压力容器的设计檔,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。
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,接管表等内容。
简图示意性地画出了容器的主体,主要内件的形状,部分结构尺寸,接管位置,支座形式及其它需要表达的内容。
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 0.5 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, 3m 1.0 操作容积,3m0.8 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 突面蒸汽入口b 25 突面加料口c 80 凸凹面视镜d 65 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h 100 突面手孔二、设计计算 (夹套反应釜设计计算)(一)几何尺寸 1-1全容积 V=1.2m 33m 1-2 操作容积V 1=1.0 m 33m 1-3 传热面积 F=3m 22m 1-4 釜体形式:圆筒形 1-5 封头形式:椭圆形 1-6 半径比 i= H 1/ D 1=1.11-7 初算筒体内径 1D ≅ 34/V i π 带入计算得:1D ≅1.116m 1-8 圆整筒体内径 1D =1200mm1-9 一米高的容积1m V 按附表4-1选取 1m V =1.131 m 3 1-10 釜体封头容积1V 封 按附表4-1选取 1V 封=0.255 3m 1-11 釜体高度1H =(V-1V 封)/ 1m V =0.836 m 1-12圆整釜体高度1H =1000mm1-13 实际容积V=1m V *1H +1V 封=1.131*1.1+0.2553m =1.393m 1-14 夹套筒体内径2D 按表4-3选取得:2D =1D +100=1300mm 1-15 装料系数η=V 操/V=0.8 1-16操作容积V 操=1.03m1-17 夹套筒体高度2H ≥(ηV-1V 封)/1m V =0.623m 1-18 圆整夹套筒体高度2H =800mm1-19 罐体封头表面积1F 封 按附表4-2选取 F 1封=1.66522m 1-20 一米高筒体内表面积 1m F 按附表4-1选取 F 1m =3.772m1-21 实际总传热面积按式4-5校核 F=F 1m *H 2+F 1封=3.77*0.80+1.6652=5.062m >32m (二)、强度计算(按内压计算厚度) 2-1、 设备材料 Q235-A2-2、 设计压力(罐体内)P 1=0.2MPa 2-3、 设计压力(夹套内) P 2=0.3MPa 2-4、 设计温度(罐体内)t 1<100℃ 2-5、 设计温度(夹套内)t 2<150℃ 2-6、 液柱静压力P 1H = 10-6ρgh 略去不计 2-7、 计算压力 P 1C =P 1=0.2MPa 2-8、 液柱静压力 P 2H =0MPa 2-9、 计算压力P 2C = P 2=0.3 MPa2-10、 罐体及夹套焊接系数 采用双面焊,局部无损探伤 φ=0.85 2-11、 设计温度下材料许用应力[σ]t =113Mpa 2-12、 罐体筒体计算厚度 []11112C tCP D δ=σϕ-P =1.32mm 2-13、 夹套筒体计算厚度 []22222C t CP D δ=σϕ-P =2.03mm2-14、 罐体封头计算厚度1111' 1.092[]0.5c tcP D mm P δσϕ==- 2-15、 夹头封头计算厚度2222' 1.722[]0.5c t cP D mm P δσϕ==-2-16、 假设钢板厚度为3.8~4.0 2-17、 取钢板厚度负偏差 C 1=0.18mm2-18、 腐蚀裕度C 2=2.0mm2-19、 厚度附加量 C=C 1+C 2=2. 18mm2-20、 罐体筒体设计厚度 δ1c =δ1+C 2=1.32+2.0=3.32mm 2-21、 夹套筒体设计厚度 δ2C =δ2+C 2=2.03+2.0=4.03mm 2-22、 罐体封头设计厚度 δ1C ʹ=δ1ʹ+C 2=1.32+2.0=3.32mm 2-23、 夹套封头设计厚度 δ2C ʹ=δ2ʹ+C 2=2.03+2.0=4.03mm 2-24、 罐体筒体名义厚度 δ1n =4mm 2-25、 夹套筒体名义厚度 δ2n =6mm 2-26、 罐体封头名义厚度 δ1n ʹ=4mm 2-27、 夹套封头名义厚度 δ2n ʹ=6mm 三 稳定性校核(按外压校核厚度) 3-1罐体筒体名义厚度 δ1n =6mm (假设) 3-2厚度附加量 C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-3罐体筒体有效厚度δ1e =δ1n -C=3.2mm3-4罐体筒体外径D 1O =1D +2δ1n =1200+2*6=1212mm 3-5筒体计算长度L=H 2+1/3h 1+h 2=800+1/3*300+25=925mm 3-6系数L/D 1O =925/1212=0.763 3-7系数D 1O /δ1e =1212/3.2=378.753-8系数 查参考文献1 图11-5 得: A=0.00024 3-9系数 查参考文献1 图 11-8 得: B=34 3-10需用外压力[P]=11/O eBD δ=0.090Mpa<0.3MPa 3-11罐体筒体名义厚度1n δδ1n =8mm(假设)3-12厚度附加量C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-13罐体筒体有效厚度δ1e =δ1n -C=8-2.8=5.2mm 3-14罐体筒体外径D 1O =D 1+2δ1n =1200+2*8=1216mm 3-15筒体计算长度L=H 2+1/3h 1+h 2=925mm 3-16系数L/D 1O =925/1216=0.761 3-17系数D 1O /δ1e =1216/5.2=233.8 3-18系数A=0.0005 3-19系数 B=70 3-20许用外压力[]p =11/O eBD δ=0.30Mpa>0.3Mpa 所以稳定。
夹套反应釜--化工设计
夹套反应釜--化工设计(总16页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--浙江海洋学院化工设备机械基础课程设计成果说明书(2009级)题目夹套反应釜设计学院石油化工学院专业化学工程与工艺班级学号学生姓名指导教师完成日期 2011年6月20日目录一、罐体几何尺寸计算-----------------------------------------------11.确定筒体内径------------------------------------------------------------12.确定筒体高度------------------------------------------------------------13.罐体及夹套参------------------------------------------------------------1二、夹套反应釜的强度计算---------------------------------------------------11.压力计算-----------------------------------------------------------------22.罐体及夹套厚度计算-------------------------------------------------------2三、稳定性校核(按外压校核罐体厚度)--------------------------------------3四、水压试验校核-----------------------------------------------------4五、带传动设计计算(指定选用电机Y160M2-8,转速为720r/min)----------5六、搅拌器的选择-----------------------------------------------------61.搅拌轴直径的初步计算----------------------------------------------62.搅拌轴长度-------------------------------------------------------63.搅拌抽临界转速校核计算--------------------------------------------74.浆式搅拌器尺寸的设计----------------------------------------------7七、联轴器设计------------------------------------------------------81.联轴器的型式及尺寸的设计------------------------------------------82.轴承的型式及尺寸的设计--------------------------------------------83.反应釜的轴封装置的选型-------------------------------------------84.轴封装置的结构及尺寸---------------------------------------------8八.机架的设---------------------------------------------------------9九.选择接管、管法兰、设备法兰及其他构件------------------------------9十、选择安装底盖结构-----------------------------------------------10十一、选择支座形式并进行计算----------------------------------------101.支座的选型及尺寸的初步设计--------------------------------------102.支座载荷的校核计算---------------------------------------------11十二、焊缝结构的设计-----------------------------------------------12十三、手孔选择与补强校核--------------------------------------------13十四、小结-----------------------------------------------------------14参考文献------------------------------------------------------------14m 3夹套反应釜设计一、罐体几何尺寸计算 1.确定筒体内径工艺条件给定容积V= m 3、筒体内径估算1D :1D≅3=1014mm 式中 V ——工艺条件给定容积,m 3 ; i ——长径比,11H i=D 取值; 将D 1估算值圆整到公称直径1100 mm 2.确定筒体高度由1D =1100 mm 查表参考文献【2】D-1得1m 高的容积V 1m = m 3 ; 查表D-2得罐体封头容积1V 封= m 3 ; 估算罐体筒体高度;11m 1H =V-V /V 封()=()/= m=739 mm将1H 估算值圆整到公称直径800 mm 3.罐体及夹套参数罐体实际容积V=V 1m *1H +1V 封*+= m 3 ;由1D =1100 mm 查参考文献【2】表4-3夹套筒体内径2D =1200 mm ; 选取η=;2H 1m 1ηV V /V ≥-封()=(*)/= m=649mm ; 将2H 估算值圆整到公称直径700 mm查参考文献【2】表D-2罐体封头表面积1F 封= 2m ; 1m 高筒体内表面积1m F = 2m ; 实际总传热面积:F=1m F *2H +1F 封=*+= 2m > 2m ;二、夹套反应釜的强度计算1.压力计算材料选择为Q235-A ;由工作压力(罐体内) MPa,工作压力(夹套内) MPa ;可得设计压力(罐体内)P 1=*= MPa (有安全阀),设计压力(夹套内)P 2=*= MPa (无安全阀);工作温度(罐体内)t 1<120c 。
夹套式反应釜设计
一·反应釜的总体设计首先对工艺要求进行分析,以便能确定反应釜设计的总体方案。
1.确定筒体的直径和高度①选取反应釜装料系数η=0.8,由V=V 0/η 可得操作容积:V 0=η·V=0.8*4=3.2 m3 对于液-液相类型选取长径比H/D i =1.1D i =3)/(4D H V π=31.1*4*4π=1666.98 mm 将此结果圆整至公称标准系列,选取筒体直径D i =1600 mm②确定封头。
选取标准椭圆形封头(JB/T 4746-2002),查 教材 表8-27 DN=1600mm 时的标准椭圆形封头封头容积V F =0.586 m 3 , 曲面高度h1=300 mm ,直边高度h2=25 mm ,表面积Fh=2.901 m 2计算1米高的筒体容积V 1=42Di π=46.1*14.32=2.0096 m 3 ③确定筒体高度H=1V V V F -=0096.2586.04-=1.698 m 筒体高度圆整为H=1.7m=1700mm于是H/D=1700/1600=1.0625,复合结果基本符合原定范围。
2. 确定夹套的直径和高度①确定夹套的直径夹套内径Dj 与釜体的内径Di 有关,如下关系:Di/mm 500-600 700-1800 2000-3000Dj/mm Di+50 Di+100 Di+200因此,Dj=1600+100=1700 mm ,符合压力容器公称直径系列。
②确定夹套的高度 Hj=1V V V F-η=0096.2586.04*8.0-=1.30076 m 圆整夹套高度Hj=1300 mm验算夹套的总传热面积 F=10.21 m 2. 〉8 m 2夹套传热面积符合设计要求。
3. 选择釜体法兰根据筒体操作压力0.2MPa ,温度110℃和筒体直径1600mm ,查 教材—表10-1初选甲型平焊法兰,再查标准JB 4701-2000 甲型平焊法兰《过程设备机械设计》标11 和 教材—表10-10,在110℃工作范围内Q235-B 的最大允许工作压力为0.4MPa ,大于筒体设计压力,所选甲型平焊法兰合适。
夹套反应釜课程设计说明书
夹套反应釜课程设计说明书一、设计概述夹套反应釜是化工生产过程中常用的反应设备之一,主要用于完成化学反应过程。
本课程设计旨在通过对夹套反应釜的工艺流程、设备选型、操作方式等方面的研究,掌握化工设备的设计方法和基本技能,培养我们的工程设计能力和创新能力。
二、设计任务1. 确定夹套反应釜的工艺流程;2. 设备选型及结构设计;3. 夹套反应釜的热量平衡计算;4. 制定操作步骤和安全规程。
三、工艺流程设计1. 反应物料的混合与加热;2. 化学反应过程;3. 产物的分离与提纯;4. 废料的排放和处理。
四、设备选型及结构设计1. 反应釜主体的设计,根据工艺要求选择合适的材质和结构形式;2. 夹套的设计,根据工艺要求的加热方式和热量平衡计算,确定夹套的结构形式和尺寸;3. 搅拌装置的设计,根据工艺要求选择合适的搅拌桨和搅拌速度;4. 管道、阀门等附件的设计,根据工艺要求选择合适的材质和规格。
五、热量平衡计算1. 根据反应过程的热力学数据,计算出反应过程的热量需求;2. 根据夹套的传热系数和传热面积,计算出夹套所需的加热功率;3. 根据热量平衡计算结果,选择合适的加热方式(如蒸汽加热或电加热)和加热设备。
六、操作步骤和安全规程1. 操作步骤:a) 检查设备及管道是否处于正常状态;b) 将反应物料加入反应釜中,开启搅拌装置;c) 加热系统开始工作,根据温度控制要求调节加热功率;d) 反应过程中,密切关注温度、压力等参数的变化,及时调整操作条件;e) 当反应结束时,关闭加热系统和搅拌装置;f) 进行产品的分离和提纯操作。
2. 安全规程:a) 操作人员需经过专业培训,熟悉设备的操作和维护;b) 设备运行过程中,禁止触摸高温设备和管道;c) 对于危险品或腐蚀性物料,需特别注意安全防护措施;d) 在操作过程中如遇紧急情况,应立即停止加热和搅拌,关闭所有阀门,进行紧急处理。
七、课程设计总结通过本次课程设计,我们掌握了夹套反应釜的工艺流程、设备选型、热量平衡计算等方面的知识和技能。
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!。
夹套反应器-化工课程设计说明书
化工设备基础课程设计说明书设计题目: 夹套搅拌反应器设计学院:材料科学与工程学院学生: 吕柯学号: ********专业班级: 高分子材料与工程13级1班****: ***日期: 2016年1月15日夹套搅拌反应器设计任务书一、设计内容设计一台夹套搅拌反应器。
二、设计参数和技术特性指标见附表1。
三、设计要求1.进行罐体和夹套设计计算;2.选择支座形式;3.手孔校核计算;4.选择接管、管法兰、设备法兰;5.进行搅拌传动系统设计;(1)进行传动系统方案设计;(2)作带传动设计计算:定出带型,带轮相关尺寸;(3)选择轴承;(4)选择联轴器;(5)进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计;6.选择轴封形式;7.绘制装配图(1#);8.大V带轮零件图(3#);9.编制技术要求;10. 编写设计说明书。
(1)封面;(2)目录;(3)任务书;(4)设计计算:要有详细的设计步骤及演算过程;(5)对本设计的评价及心得体会;(6)用B5大小纸书写。
表1 夹套反应釜设计任务书简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力,Mpa<2.2 <2.3设计压力,MPa2.2 2.3工作温度,℃<150 <200设计温度,℃150 200介质有机溶剂蒸汽或水全容积,m3 3.8操作容积,m33.04传热面积,m2≥6腐蚀情况微弱推荐材料Q235-A搅拌器型式推进式搅拌轴转速,r/min210轴功率,kW 3.4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 凹凸面视镜d 65 突面温度计口e 25 突面空气口f 40 突面放料口g 25 突面水出口h 100 突面手孔目录1. 夹套反应釜的结构 (5)1.1 夹套反应釜的功能和用途 (5)1.2 夹套反应釜的反应条件 (5)2. 设计标准 (6)3. 设计方案的分析和拟定 (6)4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算.............................. - 8 -4.1 罐体和夹套的结构设计 (8)4.1.1 罐体几何尺寸计算.................................. - 9 -4.1.2 夹套几何尺寸计算................................. - 10 -4.2 夹套反应釜的强度计算 (12)4.2.1 强度计算(按内压计算强度) (12)4.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) (14)4.2.3水压试验校核 (17)4.3 反应釜的搅拌器 (18)4.3.1 搅拌装置的搅拌器 (18)4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (19)4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 (19)4.4 反应釜的传动装置设计 (21)4.4.1 常用电机及其连接尺寸 (21)4.4.2釜用减速机类型、标准及其选用 (22)4.4.3 V带减速机 (22)4.4.4凸缘法兰 (24)4.4.5安装底盖 (25)4.4.6机架 (25)4.4.7联轴器 (27)4.5 反应釜的轴封装置设计 (27)4.5.1 填料密封 (27)4.5.2 机械密封 (28)4.6反应釜的其他附件设计 (29)4.6.1 支座 (29)4.6.2 手孔和人孔 (30)4.6.3 设备接口 (30)5. 设计小结................................................... - 31 -6. 参考文献 (36)设计说明书1. 夹套反应釜的结构夹套反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。
夹套式反应釜设计说明书
过程装备课程设计”任务书设计者姓名:指导老师:班级:过程装备与控制工程11-2 班日期:2014/6/23-2014/7/11简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力,MPa0.250.35设计压力,MPa0.3工作温度,℃设计温度,℃﹤100﹤100介质有机溶蒸汽剂全容积,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,250r/minr/min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 (7)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. (12)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. (13)2.3.3 挡板的设计 (13)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. (14)2.4.3 凸缘法兰 (16)2.4.4 安装底盖 (17)2.4.5 机架 (17)2.4.6 联轴器 (17)2.5 搅拌轴的设计和校核 (18)2.5.1 轴的和设计. (18)2.5.2 轴的校核 (18)2.6 键的校核 (19)2.7 反应釜的轴封装置 (20)2.8 反应釜的其他附件 (21)2.8.1 设备法兰 (21)2.8.2 支座 (22)2.8.3 设备接口 (22)结束语 (23)致谢 (24)参考文献 (25)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。
反应釜设计
宁夏大学课程设计说明书题目: 夹套反应釜设计院系:机械工程学院专业班级:过控10-2班学号:学生姓名:***指导教师:**2013-6-27宁夏大学课程设计(论文)任务书机械工程学院过控教研室年月日目录一、设计条件及设计内容分析................. 错误!未定义书签。
二、搅拌容器尺寸的确定及结构选型........... 错误!未定义书签。
搅拌釜直径设计计算........................ 错误!未定义书签。
筒体厚度的计算 ........................... 错误!未定义书签。
筒体封头的设计 ........................... 错误!未定义书签。
筒体长度H的设计 ......................... 错误!未定义书签。
外压筒体的壁厚确定........................ 错误!未定义书签。
外压封头的壁厚的设计...................... 错误!未定义书签。
三、夹套尺寸的设计计算..................... 错误!未定义书签。
夹套公称直径DN的确定..................... 错误!未定义书签。
夹套筒体壁厚的设计........................ 错误!未定义书签。
夹套筒体长度H的计算...................... 错误!未定义书签。
夹套封头的设计 ........................... 错误!未定义书签。
四、反应釜附件的选型及尺寸设计............. 错误!未定义书签。
封头法兰的设计 ........................... 错误!未定义书签。
封头法兰尺寸及结构...................... 错误!未定义书签。
封头法兰密封面的选型.................... 错误!未定义书签。
夹套反应釜设计模板
夹套反应釜设计化学化工学院王信锐化工11班指导老师:陈胜洲目录、夹套反应釜设计任务书 (4)、夹套反应釜设计 (5)1、夹套反应釜的总体结构设计 (5)2、罐体和夹套的设计 (5)2.1、..................................................... 罐体和夹套的结构设计52.2、....................................................... 罐体几何尺寸的计算52.2.1、 ........................................................... 确定筒体内径52.2.2定封头尺寸 (6)2.2.3定筒体高度Hi (6)2.3夹套的几何尺寸计算 (6)2.4夹套反应釜的强度计算 (7)2.4.1强度计算的原则及依据 (7)2.4.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (7)2.4.3按外压对筒体和封头进行强度校核 (8)2.4.4水压实验校核计算 (9)2.5夹套反应釜设计计算数据一览表 (9)2.5.1几何尺寸 (9)2.5.2强度计算(按内压计算厚度) (10)2.5.3稳定性校核(按外压校核厚度) (10)2.5.4水压实验校核 (11)3、反应釜的搅拌装置 (12)3.1、搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (12)3.2、............................................................... 搅拌轴设计123.3、............................................................. 轴的强度一览134、反应釜的传动装置 (13)4.1、..................................................... 常用电机及其连接尺寸134.2、................................................ 釜用减速器类型、标准及选用144.3、................................................................ V带减速机144.4、................................................................. 凸缘法兰164.5、................................................................. 安装底盘164.6、..................................................................... 机架174.6.1、 ............................................................. 无支点机架174.6.2、 ............................................................. 单支点机架174.6.3、 ............................................................. 双支点机架175、反应釜的轴封装置 (18)5.1、................................................................. 填料密封185.2、................................................................. 机械密封186、反应釜其他附件 (19)6.1支座 (19)6.2、............................................................... 手孔和入孔206.3、................................................................. 设备接口216.3.1、接管与管法兰 (21)632、补强圈 (21)633、液体出料口 (21)634、过夹套的物料进出口 (21)6.4、试镜 (21)三、附录:夹套反应釜装配图亠、夹套反应釜设计任务书简图与说明比例设计参数及要求名称釜内夹套内工作压力,Mpa设计压力,Mpa0.20.3工作温度,C设计温度,C<110<150介质无腐蚀性物料蒸汽全容积,m34操作容积,m52传热面积,m29搅拌器型式搅拌轴转速r/min条件内容修改接管表修改标记修改内容签字日期符号公称尺寸DN连接面形式用途a40突面出料口b25突面冷凝液进口c25突面蒸汽出口d70突面温度计管口单位名称e150突面手孔工程名称f80凹凸面视镜设计项目g50突面进料口条件编号h50突面备用口设备图号位号/台数提出人日期电机功率kw1、夹套反应釜设计1、夹套反应釜的总体结构设计带搅拌的夹套反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管、一些附件组成。
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66 《化工容器设计》课程设计年级:2008级专业:化学工程与工艺姓名:张洪姣学号:2008115023指导教师:郝惠娣老师全容积:1.03m西北大学化工学院二零一零年七月三日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计参数1. 3 设计条件二强度设计计算2. 1 厚度计算2. 2 最小壁厚2. 3 应力校核三标准零部件的选取3.1 支座3.2 手孔3.3 视镜3.4 法兰3.5 接管一、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)设计参数和技术性能指标(三)设计要求:1.进行罐体和夹套设计计算;2.选择支座形式并计算;3.手孔校核计算;4.选择接管,管法兰,设备法兰;(四)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。
设计檔,压力容器的设计檔,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。
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,接管表等内容。
简图示意性地画出了容器的主体,主要内件的形状,部分结构尺寸,接管位置,支座形式及其它需要表达的内容。
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 0.5 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, 3m 1.0 操作容积,3m0.8 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 突面蒸汽入口b 25 突面加料口c 80 凸凹面视镜d 65 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h 100 突面手孔二、设计计算 (夹套反应釜设计计算)(一)几何尺寸 1-1全容积 V=1.2m 33m 1-2 操作容积V 1=1.0 m 33m 1-3 传热面积 F=3m 22m 1-4 釜体形式:圆筒形 1-5 封头形式:椭圆形 1-6 半径比 i= H 1/ D 1=1.11-7 初算筒体内径 1D ≅ 34/V i π 带入计算得:1D ≅1.116m 1-8 圆整筒体内径 1D =1200mm1-9 一米高的容积1m V 按附表4-1选取 1m V =1.131 m 3 1-10 釜体封头容积1V 封 按附表4-1选取 1V 封=0.255 3m 1-11 釜体高度1H =(V-1V 封)/ 1m V =0.836 m 1-12圆整釜体高度1H =1000mm1-13 实际容积V=1m V *1H +1V 封=1.131*1.1+0.2553m =1.393m 1-14 夹套筒体内径2D 按表4-3选取得:2D =1D +100=1300mm 1-15 装料系数η=V 操/V=0.8 1-16操作容积V 操=1.03m1-17 夹套筒体高度2H ≥(ηV-1V 封)/1m V =0.623m 1-18 圆整夹套筒体高度2H =800mm1-19 罐体封头表面积1F 封 按附表4-2选取 F 1封=1.66522m 1-20 一米高筒体内表面积 1m F 按附表4-1选取 F 1m =3.772m1-21 实际总传热面积按式4-5校核 F=F 1m *H 2+F 1封=3.77*0.80+1.6652=5.062m >32m (二)、强度计算(按内压计算厚度) 2-1、 设备材料 Q235-A2-2、 设计压力(罐体内)P 1=0.2MPa 2-3、 设计压力(夹套内) P 2=0.3MPa 2-4、 设计温度(罐体内)t 1<100℃ 2-5、 设计温度(夹套内)t 2<150℃ 2-6、 液柱静压力P 1H = 10-6ρgh 略去不计 2-7、 计算压力 P 1C =P 1=0.2MPa 2-8、 液柱静压力 P 2H =0MPa 2-9、 计算压力P 2C = P 2=0.3 MPa2-10、 罐体及夹套焊接系数 采用双面焊,局部无损探伤 φ=0.85 2-11、 设计温度下材料许用应力[σ]t =113Mpa 2-12、 罐体筒体计算厚度 []11112C tCP D δ=σϕ-P =1.32mm 2-13、 夹套筒体计算厚度 []22222C t CP D δ=σϕ-P =2.03mm2-14、 罐体封头计算厚度1111' 1.092[]0.5c tcP D mm P δσϕ==- 2-15、 夹头封头计算厚度2222' 1.722[]0.5c t cP D mm P δσϕ==-2-16、 假设钢板厚度为3.8~4.0 2-17、 取钢板厚度负偏差 C 1=0.18mm2-18、 腐蚀裕度C 2=2.0mm2-19、 厚度附加量 C=C 1+C 2=2. 18mm2-20、 罐体筒体设计厚度 δ1c =δ1+C 2=1.32+2.0=3.32mm 2-21、 夹套筒体设计厚度 δ2C =δ2+C 2=2.03+2.0=4.03mm 2-22、 罐体封头设计厚度 δ1C ʹ=δ1ʹ+C 2=1.32+2.0=3.32mm 2-23、 夹套封头设计厚度 δ2C ʹ=δ2ʹ+C 2=2.03+2.0=4.03mm 2-24、 罐体筒体名义厚度 δ1n =4mm 2-25、 夹套筒体名义厚度 δ2n =6mm 2-26、 罐体封头名义厚度 δ1n ʹ=4mm 2-27、 夹套封头名义厚度 δ2n ʹ=6mm 三 稳定性校核(按外压校核厚度) 3-1罐体筒体名义厚度 δ1n =6mm (假设) 3-2厚度附加量 C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-3罐体筒体有效厚度δ1e =δ1n -C=3.2mm3-4罐体筒体外径D 1O =1D +2δ1n =1200+2*6=1212mm 3-5筒体计算长度L=H 2+1/3h 1+h 2=800+1/3*300+25=925mm 3-6系数L/D 1O =925/1212=0.763 3-7系数D 1O /δ1e =1212/3.2=378.753-8系数 查参考文献1 图11-5 得: A=0.00024 3-9系数 查参考文献1 图 11-8 得: B=34 3-10需用外压力[P]=11/O eBD δ=0.090Mpa<0.3MPa 3-11罐体筒体名义厚度1n δδ1n =8mm(假设)3-12厚度附加量C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-13罐体筒体有效厚度δ1e =δ1n -C=8-2.8=5.2mm 3-14罐体筒体外径D 1O =D 1+2δ1n =1200+2*8=1216mm 3-15筒体计算长度L=H 2+1/3h 1+h 2=925mm 3-16系数L/D 1O =925/1216=0.761 3-17系数D 1O /δ1e =1216/5.2=233.8 3-18系数A=0.0005 3-19系数 B=70 3-20许用外压力[]p =11/O eBD δ=0.30Mpa>0.3Mpa 所以稳定。
3-21筒体罐体名义厚度δ1n =8mm(确定) 3-22筒体封头名义厚度δ1n ʹ=8mm(假设) 3-23厚度附加量C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-24罐体封头有效厚度δ1e ʹ= δ1n ʹ-C=8-2.8=5.2mm 3-25罐体封头外径D 1O ʹ= D 1ʹ+2*δ1n ʹ=1200+2*8=1216mm 3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R 1O ʹ=0.9*D 1O ʹ=0.9*1216=1094.4mm3-27系数A=110.125(/)O e R δ''=0.00059 3-28系数 查参考文献1 图 11-8 得:B=85 3-29许用外压力[]1/O e B p R δ=''=0.404MPa>0.3MPa3-30罐体封头名义厚度δ1n ʹ=8mm(确定)(四)水压试验校核 4-1罐体试验压力P 1T =1.25P 1[][]tσσ=1.25*0.2=0.25 MPa 4-2夹套水压试验压力P 1T =1.25P 2[][]tσσ=1.25*0.3=0.375Mpa 4-3材料屈服点应力σs =235MPa4-4 T σ≤0.9φ s σ=0.9*0.85*235=179.8MPa 4-5罐体圆筒应力1T σ=1111()2T e ep D δδ+=29.0<179.8MPa4-6夹套内压试验应力2T σ=2222()2T e ep D δδ+=47.1<179.8MPa三、标准零部件的选取3.1 支座1)支坐类型:根据罐体的公称直径是1200mm,可由参考文献2的附表4-9选择标准耳式支坐,又因设备思需要保温故选择B 型,由 JB/T 4725—92可知选择 耳座B3。
2)数量:4个(对称且承重)。
3)[Q]=30KN 。
3.2 手孔查参考文献2的附表4-10,根据DN=150mm ,PN=1.0Mpa,选择带颈平焊法兰手孔,其有关资料如下:标准号HG21530-95 凹凸面MFMH1=160mm, H2=85.5mm, m=23.3kg3.3 视镜由DN=80mm,PN=1.0MPa,可知选择不带颈的视镜,查参考文献可得资料如下:D=145mm,D1=120mm,b1=25mm,b2=14mm 标准号为JB593-64-2 3.4 法兰设备共需选用4个,其中压力容器法兰1个,管法兰3个。
1)根据DN=1200mm,PN=0.6MPa,查参考文献2的附表4-4和4-5可知选取甲型平焊法兰:名称为法兰-T 1200-0.6 ;具体资料如下:D=1330mm,D1=1290mm,D2=1255mm,D3=1241mm,D4=1238mm,d=23mm; 螺柱M20, 数量52;凸面法兰质量:117.4kg,凹面法兰质量:115.2kg2) 图中a,b,e,g接管公称尺寸均为25mm。
根据DN=25mm,PN=1.0MPa,查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下:管子外径A=32mm,法兰外径D=100mm,法兰理论质量为0.65kg。
3)图中d接管公称尺寸为65mm。