蛇管冷却机械搅拌装置设计文献
蛇管冷却机械搅拌槽设计
蛇管冷却机械搅拌槽设计目录蛇管冷却机械搅拌槽设计 (1)一设计任务书 (2)二、设计方案简介 (2)2.1搅拌器的选型 (2)2.2搅拌器的安装选择 (2)2.3电动机的选型 (2)2.4蛇管进出口安置 (2)2.5泵的选择 (2)三、工艺流程图及说明 (3)四、工艺设计计算 (3)4.1油脂和冷却水的部分物性数据 (3)4.2搅拌槽的计算 (4)4.3计算搅拌器功率 (5)4.4蛇管规格的选择 (6)4.5总传热面积的计算 (6)3.5.1蛇管内传热系数的计算 (6)3.5.2蛇管外传热系数的计算 (7)3.5.3总传热系数 (7)4.6蛇管的结构设计 (7)4.7冷却水的用量 (8)第五章设备的计算和选型 (8)5.1 电动机的选型 (8)5.2冷却水泵的选型 (8)第六章设计结果一览表 (9)第七章设计综述 (9)第八章设备工艺图 (10)第九章参考文献 (10)第十章主要符号 (10)一设计任务书在调和油脂的生产中通常需要采用搅拌工艺使油脂混合均匀,若混合加工量为16000kg/h,混合油脂在搅拌槽中的平均停留时间为20min,保持油脂的温度在33℃,采用恒温回用水(进口温度20℃,出口温度30℃)去除50kW热量,忽略污垢及槽壁热阻。
试设计一台带蛇管冷却的机械搅拌槽,满足上述工业要求。
二、设计方案简介2.1搅拌器的选型搅拌器是典型的搅拌设备,使用搅拌器搅拌物料可以达到良好的混合、均匀效果。
搅拌器主要类型有:桨式,旋桨式,涡轮式,锚式,螺带式,磁力式等。
搅拌器的选用应满足下列要求:保证物料的混合均匀,功率消耗最少,所需费用最低,操作方便,易于制造和维修。
由于本设计是低黏度的液体混合,是难度最小的一种搅拌过程,主要目的是在给定的时间内达到或接近均相混合的要求,其主要控制因素是容积循环速率。
旋桨式搅拌器在搅拌时有较高的旋转速度,虽能使物料充分循环和混合,但耗能大;涡轮式虽有高的剪切力,但对于本混合过程并没太大的必要;锚式搅拌器和螺带式搅拌器多适用于粘稠度高的液体和拟塑性的流体混合,故设备要求高;磁力搅拌器多用于有毒有害物质的搅拌,视物料而定。
均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计
均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计工艺计算书(工艺部分)上海工程技术大学 化学工程与工艺系均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计(工艺部分)一、设计任务1.处理能力:140000m 3/a 均相液体;2.设备型式:机械搅拌夹套冷却器。
二、操作条件1.均相液温度保持50℃;2.平均停留时间18min ;3.需移走热量105kW ;4.采用夹套冷却,冷却水进口温度20℃,出口温度30℃;5.50℃下均相液的物性参数:比热容C J/kg ︒⋅=1012p c ,导热系数C 0.622W/m ︒⋅=λ,平均密度3kg/m 930=ρ,粘度s Pa ⋅⨯=-2107332.μ。
6.忽略污垢热阻及间壁热阻;7.每年按300天,每天按24小时连续运行。
三、设计内容1.设计方案简介:对确定的工艺流程及设备进行简要论述;2.搅拌器工艺设计计算:确定搅拌功率及夹套传热面积;3.搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、夹套等主要结构尺寸的设计计算;4.主要辅助设备选型:冷却水泵、搅拌电机等;5.绘制搅拌器工艺流程图及设备设计条件图;6.对本设计的评述。
附:均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计——工艺计算书均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计——工艺计算书一、选定搅拌器的类型因为该设计所用搅拌器主要是为了实现物料的均相混合,故推进式、桨式、涡轮式、三叶后掠式等均可选择,本设计选用六片平直叶圆盘涡轮式搅拌器。
二、搅拌设备的设计计算确定搅拌槽的结构及尺寸,搅拌桨及其附件的几何尺寸及安装位置,计算搅拌转速及功率,计算传热面积等,最终为机械设计提供条件。
(一)搅拌槽的结构设计1. 搅拌槽的容积、类型、高径比 (1)容积与槽径对于连续操作,搅拌槽的有效体积为搅拌槽的有效体积=流入搅拌槽的液体流量×物料的平均停留时间35.833m =⨯⨯=601824300140000V根据搅拌槽内液体最佳充填高度等于槽内径,即D H =。
现以搅拌槽为平底近似估算槽直径,则有:m 95114383354433...πV H D =⨯=== 本设计取951.D =m 。
蛇管冷却机械搅拌装置设计文献
化工原理课程设计蛇管冷却机械搅拌装置设计说明书搅拌装置设计任务书(蛇管冷却机械搅拌装置设计)(一)设计题目均相液体机械搅拌蛇管冷却反应器设计。
(二)设计任务及操作条件(1)处理能力175200m3/a均相液体。
〖注:X代表学号最后两位数〗(2)设备型式机械搅拌蛇管冷却装置。
(3)操作条件①均相液温度保持60℃。
②平均停留时间20min。
③需要移走热量135kW。
④采用蛇管冷却,冷却水进口温度18℃,冷却水出口温度28℃。
⑤60℃下均相液物性参数:比热容Cp=912J/(kg·℃),导热系数λ=0.591 W/(m·℃),平均密度ρ=987kg/m3,粘度=3.5X10-2Pa·s。
⑥忽略污垢及间壁热阻。
⑦每年按300天,每天24小时连续搅拌。
(三)厂址:山东德州。
(四)设计项目(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及设备进行简要论述。
(2)搅拌器工艺设计计算:确定搅拌功率及蛇管传热面积。
(3)搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、蛇管等主要结构尺寸设计计算。
(4)主要辅助设备选型:冷却水泵、搅拌电机等。
(5)绘制搅拌器工艺流程图及设备设计条件图。
(6)对本设计评述。
目录设计方案简介 (4)工艺计算及主要设备设计 (4)一、确定设计方案 (4)1、选择蒸发器的类型 (4)2、流程安排 (4)3、冷却水泵、搅拌电机的选型 (4)二、确定性数据 (5)三、设备各项数据计算 (5)1、搅拌槽的计算 (5)2、搅拌器的选型 (6)3、搅拌器的功率计算 (7)4、电动机的选型 (8)5、蛇管规格的选择 (8)6、蛇管内外侧换热系数的计算 (9)7、总传热系数与传热系数的计算 (11)8、泵的选型 (12)四、计算结果列表 (15)设计评论 (15)主要符号说明 (16)参考资料 (17)带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图(见附图)设计方案简介蛇管冷却搅拌是运用搅拌器将搅拌槽中的反应物料搅拌均匀,同时可以将物料的热量均匀分布,并运用蛇管作为冷却装置,使搅拌槽中的物料液保持在一定的温度下,保持一个良好的反应环境。
机械搅拌生物反应器课程设计说明书
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生物工程设备课程设计
70m3 机械搅拌生物反应器课程设计说明书正文
一 设计方案的分析和拟定
设计的发酵罐公称容积为 70m³ 。发酵罐主要由罐体和冷却蛇管,以及搅拌 装置, 传动装置,轴封装置, 人孔和其它的一些附件组成。 这次设计就是要对 70m3 通风发酵罐的几何尺寸进行计算;考虑压力,温度,腐蚀因素,选择罐体材料, 确定罐体外形、 罐体和封头的壁厚;根据设计任务的传热面积进行冷却装置的设 计、计算;根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置,传动装置,和人孔等一 些附件的确定,完成整个装备图,完成这次设计。 设计包含设计说明书和装配图二部分,装配图应包含总图和部分截面图,选 用计算机辅助作图,装配图的要求按照工程制图的指标严格制作。说明书主要是 记录设计的思路和过程以及相关参考依据。 根据设计任务,汇总相关设计条件如下表: 表 设计条件 项目及代号 工作压力 设计压力 发酵温度 设计温度 冷却方式 发酵液密度 装料系数 参数及结果 0.2MPa 0.22MPa 不高于 121℃ 120℃ 蛇管冷却 1076kg/m³ 0.75 备注 设计任务要求 计算 设计任务要求 由工艺条件确定 由工艺条件确定 设计任务要求 设计任务要求
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生物工程设备课程设计
发酵液高度 Hf=h+ha=6.38+0.84=7.22m 2.1.2 厚度计算 (1)筒体设计厚度 δd 计算厚度计算式:
2 Pc
t
Pc D1
式中, Pc—— 计算压力,罐体内最大工作压力 P0=0.2MPa ,取设计压力 P=0.2×1.1=0.22MPa。 装满液体时, 筒体内任一点静压强 P=P0+ρgx, 取 x 极限值, 即 x=H0+ha=8.84m 。 g 取 9.87N/kg 。 则 筒 体 底 部 液 柱 静 压 强 P=1076×9.87×8.84÷10^6=0.094MPa,超过设计压力的 5%,因此计算压力 Pc 应 计算液柱静压力在内,即 Pc=0.22+0.094=0. 314MPa; [ς]t—— 材料在设计温度下的许用应力,根绝设计任务的要求,选用 16MnR 钢,在温度低于 150℃时,其许用应力为 170MPa; φ——焊接接头系数,取 0.85(双面对接焊,局部无损伤害) ; 得到筒体计算厚度
蛇管冷却机械搅拌装置设计 化工原理课程设计
蛇管冷却机械搅拌装置设计化工原理课程设计化工原理课程设计蛇管冷却机械搅拌装置设计说明书搅拌装置设计任务书(蛇管冷却机械搅拌装置设计)(一)设计题目均相液体机械搅拌蛇管冷却反应器设计。
(二)设计任务及操作条件(1)处理能力175200m3/a均相液体。
〖注:X代表学号最后两位数〗(2)设备型式机械搅拌蛇管冷却装置。
(3)操作条件①均相液温度保持60℃。
②平均停留时间20min。
③需要移走热量135kW。
④采用蛇管冷却,冷却水进口温度18℃,冷却水出口温度28℃。
⑤60℃下均相液物性参数:比热容Cp=912J/(kg·℃),导热系数λ=0.591 W/(m·℃),平均密度ρ=987kg/m3,粘度=3.5X10-2Pa·s。
⑥忽略污垢及间壁热阻。
⑦每年按300天,每天24小时连续搅拌。
(三)厂址:柳州地区。
(四)设计项目(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及设备进行简要论述。
(2)搅拌器工艺设计计算:确定搅拌功率及蛇管传热面积。
(3)搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、蛇管等主要结构尺寸设计计算。
(4)主要辅助设备选型:冷却水泵、搅拌电机等。
(5)绘制搅拌器工艺流程图及设备设计条件图。
(6)对本设计评述。
目录设计方案简介 (4)工艺计算及主要设备设计 (4)一、确定设计方案 (4)1、选择蒸发器的类型 (4)2、流程安排 (4)3、冷却水泵、搅拌电机的选型 (4)二、确定性数据 (5)三、设备各项数据计算 (5)1、搅拌槽的计算 (5)2、搅拌器的选型 (6)3、搅拌器的功率计算 (7)4、电动机的选型 (8)5、蛇管规格的选择………………………………………………… (8)6、蛇管内外侧换热系数的计算 (9)7、总传热系数与传热系数的计算 (11)8、泵的选型 (12)四、计算结果列表 (15)设计评论 (15)主要符号说明 (16)参考资料 (17)带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图(见附图)设计方案简介蛇管冷却搅拌是运用搅拌器将搅拌槽中的反应物料搅拌均匀,同时可以将物料的热量均匀分布,并运用蛇管作为冷却装置,使搅拌槽中的物料液保持在一定的温度下,保持一个良好的反应环境。
高压蛇管式水冷却器的设计改进探讨
高压蛇管式水冷却器的设计改进探讨摘要:以典型的高压蛇管式水冷却器芯破坏现象案例分析,结合压缩机实际工况,对蛇管式水冷却器芯的防振采取相应的改善设计,优化蛇管式水冷却器芯的装配结构,规范蛇管式水冷却器芯的材质和加工制造工艺等,有效提高蛇管式水冷却器芯的刚性和防振能力,以延长冷却器的使用寿命。
通过分析漏水原因,解决冷却器的日常维护问题。
关键词:高压蛇形水冷却器芯振动1、前言:换热器是一种被广泛应用到化工、石油化工、动力、航空航天、医药、冶金、制冷及轻工等行业的通用设备。
其种类繁多,如按其传热面的形状和结构进行分类,可分为管型、板型、板翅型等换热器,本文中探讨的是蛇管式换热器属于其中的管型换热器。
该类型的换热器在中小型高压空气压缩机领域中,应用非常广泛。
它具有结构紧凑,承压能力强,制造成本低,便于维护和清洗等特点,是许多压缩机制造厂家对于排气压力为300bar以上的中小型压缩机末级冷却器的首选。
但当设计、制造和装配过程中考虑不周时,冷却器容易出现故障,尤以冷却器芯的破裂的失效形式较为常见。
一旦冷却器芯出现破裂,重则引发严重的安全事故,轻则导致整个压缩机组无法正常运行。
下面针对一种高压水冷却器芯断裂的案例进行分析,提出有效的设计改进措施,以保证压缩机安全可靠地运行,通过改变密封结构和装配制造工艺解决冷却器漏水的问题。
2、案例分析:某公司高压水冷却器原结构图1:该冷却器卧式放置在往复式压缩机的冷却器支架上,在实际的使用过程中,常见的失效方式是冷却器芯断裂,日常维护的重点是进排气的密封处经常会漏水。
本文主要对以上两种缺陷的原因进行分析,并提出相应的解决方案。
2.1断裂问题往复式压缩机的输气流程:低压的气体从进气阀进入气缸,活塞将低压气体压缩后再经过排气阀输出,气体的压力是在活塞的不断往复运动中得到提高,因此气体的输出是周期的脉动的过程。
对于蛇形管而言,气体的轴向力是随着气体的流动而不断变化的,因此换算到冷却器芯上的径向力也是变化的。
搅拌反应装置论文 案例范本
搅拌反应装置论文案例范本摘要:本文介绍了一种新型的搅拌反应装置,该装置采用了双层搅拌结构和新型的搅拌刀片,能够有效地提高反应效率和反应速率。
通过对该装置的设计、制造和实验验证,证明了该装置具有较高的性能和实用价值。
关键词:搅拌反应装置;双层搅拌结构;搅拌刀片;反应效率;反应速率。
Abstract:This paper introduces a new type of stirring reaction device, which adopts a double-layer stirring structure and a new type of stirring blade, which can effectively improve the reaction efficiency and reaction rate. Through the design, manufacturing and experimental verification of the device, it is proved that the device has high performance and practical value.Keywords: stirring reaction device; double-layer stirring structure; stirring blade; reaction efficiency; reaction rate.一、引言搅拌反应装置是化学工程领域中常用的设备之一,广泛应用于化学反应、生物反应、制药等领域。
搅拌反应装置的性能直接影响到反应效率和反应速率,因此,如何提高搅拌反应装置的性能一直是研究的热点之一。
本文介绍了一种新型的搅拌反应装置,该装置采用了双层搅拌结构和新型的搅拌刀片,能够有效地提高反应效率和反应速率。
通过对该装置的设计、制造和实验验证,证明了该装置具有较高的性能和实用价值。
50M3机械搅拌通风发酵罐的设计说明书
设计50M3机械通风发酵罐,应用基因工程菌株发酵生产柠檬酸,产物是初级代谢产物,牛顿型流体,二级发酵。
发酵罐高径比为,生产场地为南方某地,蛇管冷却,初始水温:18C,出水温度26 C。
1.设计方案的拟定我设计的是一台50M机械搅拌通风发酵罐,发酵生产柠檬酸。
经查阅资料⑴,得知生产链霉素的菌种有黑曲霉、温氏曲霉、梨形毛霉、淡黄青霉、二歧拟青霉、棒曲霉、泡盛曲霉、芬曲霉、丁二烯酸曲霉、斋藤曲霉及宇佐美曲霉、绿色目霉、黑粉霉等,综合生产能力、菌种稳定性、传统经验等因素选择黑曲霉,该菌种最适发酵温度为30C, pH为2-3,培养基为蔗糖发酵培养基,主要由蔗糖、硝酸铵、盐酸和水合硫酸镁等所组成。
发酵罐主要由罐体、封头、冷却蛇管、搅拌装置、传动装置、轴封装置、人孔和其它的一些附件组成。
这次设计就是要对机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸进行计算;考虑压力,温度,腐蚀因素,选择罐体材料,确定罐体外形、罐体和封头的壁厚;根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算;根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置,传动装置,和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图,完成这次设计。
这次设计包括一套图样,主要是装配图,还有一份说明书。
而绘制装配图是生物工程设备的机械设计核心内容,绘制装配图要有合理的选择基本视图和各种表达方式,有合理的选择比例,大小,和合理的安排幅面。
说明书就是要写清楚设计的思路和步骤,把整个设计的运算过程和相应的表格列明。
表1-1发酵罐主要设计条件步骤项目及代号参数及结果备注1发酵困种黑曲霉根据参考文献【1】选取2工作压力由工艺条件确定3设计压力由工艺条件确定4发酵温度30 C根据参考文献【1】选取5设计温度150 C由工艺条件确定由工艺条件确定6冷却方式蛇管冷却根据参考文献【1】选取7培养基蔗糖发酵培养基由工艺条件确定8工作pH2—3由工艺条件确定9设定pH32罐体几何尺寸的确定夹套反应釜的总体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。
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化工原理课程设计蛇管冷却机械搅拌装置设计说明书搅拌装置设计任务书(蛇管冷却机械搅拌装置设计)(一)设计题目均相液体机械搅拌蛇管冷却反应器设计。
(二)设计任务及操作条件(1)处理能力175200m3/a均相液体。
〖注:X代表学号最后两位数〗(2)设备型式机械搅拌蛇管冷却装置。
(3)操作条件①均相液温度保持60℃。
②平均停留时间20min。
③需要移走热量135kW。
④采用蛇管冷却,冷却水进口温度18℃,冷却水出口温度28℃。
⑤60℃下均相液物性参数:比热容Cp=912J/(kg·℃),导热系数λ=0.591 W/(m·℃),平均密度ρ=987kg/m3,粘度=3.5X10-2Pa·s。
⑥忽略污垢及间壁热阻。
⑦每年按300天,每天24小时连续搅拌。
(三)厂址:山东德州。
(四)设计项目(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及设备进行简要论述。
(2)搅拌器工艺设计计算:确定搅拌功率及蛇管传热面积。
(3)搅拌器、搅拌器附件、搅拌槽、蛇管等主要结构尺寸设计计算。
(4)主要辅助设备选型:冷却水泵、搅拌电机等。
(5)绘制搅拌器工艺流程图及设备设计条件图。
(6)对本设计评述。
目录设计方案简介 (4)工艺计算及主要设备设计 (4)一、确定设计方案 (4)1、选择蒸发器的类型 (4)2、流程安排 (4)3、冷却水泵、搅拌电机的选型 (4)二、确定性数据 (5)三、设备各项数据计算 (5)1、搅拌槽的计算 (5)2、搅拌器的选型 (6)3、搅拌器的功率计算 (7)4、电动机的选型 (8)5、蛇管规格的选择 (8)6、蛇管内外侧换热系数的计算 (9)7、总传热系数与传热系数的计算 (11)8、泵的选型 (12)四、计算结果列表 (15)设计评论 (15)主要符号说明 (16)参考资料 (17)带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图(见附图)设计方案简介蛇管冷却搅拌是运用搅拌器将搅拌槽中的反应物料搅拌均匀,同时可以将物料的热量均匀分布,并运用蛇管作为冷却装置,使搅拌槽中的物料液保持在一定的温度下,保持一个良好的反应环境。
此次设计中选用的搅拌器为涡轮平叶搅拌器,其特点是在物料黏度不大的物料中搅拌所消耗的功率较小,可以减小能量的损耗:而选用蛇管传热是因为蛇管沉浸在物料中,热量损失小,传热效果好。
排列密集的蛇管起到导流筒和挡板的作用。
冷凝剂选用冷却水,是由于其传热效率好而且易于得到,传热后冷却水可直接排放而不会对环境造成污染,总体操作也较为简便。
工艺计算及主要设备设计一、确定设计方案1、搅拌器的选择由于此搅拌槽中所搅拌的溶液为低粘度均相流体,搅拌时,由于其循环容易,消耗功率小,因此采用涡轮平叶搅拌器。
2、选择冷凝类型在工业生产过程中,当需要的传热面积较大,而夹套传热在允许的反应时间内尚不能满足要求时,或是壳体内衬有橡胶、耐火砖等隔热材料而不能采用夹套传热时,可采用蛇管传热。
蛇管沉浸在物料中,热量损失小,传热效果好。
排列密集的蛇管起到导流筒和挡板的作用。
蛇管中对流传热系数较直管大,但蛇管过长时,管内流体阻力较大,能量消耗多,因此,蛇管不宜过长。
3、流程安排因进料口、冷却水入口和出料口、冷却水出口都存在有较大的压力差,因此要将物料和冷却水输入搅拌器中,则需使用离心泵提供传动力。
4、冷凝搅拌的辅助设备此过程所应用的冷却剂为冷却水,因此在选用离心泵时,选用冷水泵.由于物料为低粘度均相流体,搅拌所需的功率较小,因此可选用功率较小的电机提供搅拌的动力。
工艺计算及主要设备设计二、确定性数据60℃下均相液物性参数:比热容:Cp=912J/(kg·℃)导热系数:λ=0.591 W/(m·℃)平均密度:ρ=987kg/m3粘度μ=3.5X10-2Pa·s。
冷却水定性温度选进出口的平均温度28+18)/2=23℃查物性手册【化工原理第三版】在23℃下水的物性参数如下:比热容:Cp=4.180×10³KJ/(kg·℃)导热系数:λ=0.605 W/(m·℃)平均密度:ρ=998kg/m3粘度μ=0.9433×10 -³Pa·s。
1. 搅拌罐的设计罐体的尺寸包括内径Di、高度H、容积V及壁厚δn罐体的长径比大小对搅拌功率产生影响。
由于搅拌器桨叶直径与搅拌罐内径通常有一定比例范围,如果长径比减小,即高度减小而直径增大,搅拌桨叶直径也增大,在固定的搅拌轴转速下,搅拌器功率与桨叶直径的5次方成正比,故罐体长径比减小时,搅拌器功率增加。
因此,为减小搅拌器功率,长径比可取大一些。
罐体的长径比还对夹套传热产生影响。
当容积一定时,长径比越大,则罐体盛料部分表面积越大,传热表面距罐体中心越近,无聊温度梯度越小越有利于提高传热效果。
因此从传热角度考虑长径比可取大一些。
此外,某些物料的搅拌反应过程对罐体长径比有特殊要求。
例如发酵罐,为了使通入罐内的空气与发酵液有充分的接触时间,需要有足够的液位高度,一般希望长径比取得大一些。
根据实际经验,几种搅拌反应器罐体的长径比如下表V的关系为罐体全容积V与操作时物料容积式中η为装料系数,通常取η=0.6~0.85。
如果物料易气泡或呈沸腾状态,η应取低值,如果反应平稳,则取高值。
3011.820602430063400150000m V =⨯⨯⨯⨯+=取75.0=η 则 3082.1075.011.8m V V ===η 罐体直径和高度 在确定了罐体的i D H、η之后,先忽略罐底封头容积,则可以认为ii i D HD H D V 3244ππ==故 30)(4ηπV D HD ii =算出i D 圆整成标准直径,并按下式得罐体的高度 取iD H为1.3则mm V D HD ii 2.219575.011.83.14)(4330=⨯⨯==πηπ圆整后的mm D i 2200=)(442υηππυ-=-=V D D V H i i 式中:υ为封头容积。
计算出H 圆整,然后校核i D H 、η 大致符合要求即可。
选用标准封头:339.155055011003434m abb =⨯⨯⨯==ππυ 圆整后得:mm H 2500=基本符合要求,故罐体的尺寸为:mm H 2500= mm D i 2200=设计要求:工作压力为常压,选取16MnR 低合金钢制成的罐体。
取设计压力MPa p c 2= 根据《化工设备机械基础》(第六版)附表9钢板、钢管、锻件和螺栓的许用应力,得60℃16MnR 的许用应力为[]MPa t163=σ 采用单面焊接局部探伤,8.0=φ搅拌反应器厚度计算:[]mm P D P ctiC 0.1728.01632220022=-⨯⨯⨯=-=φσδ取钢板和厚度偏差01=C 腐蚀裕量5.02=C 故名义厚度m m 0.1821=+++=圆整C C n δδ 2、搅拌器的选型: 选用涡轮式搅拌,取31=Dd2.0=db所以d=730mm b=150mm 取sm 6=υ 则转速 s r d n 6.273.06===ππυ加上安全系数15% 转速min4.17960)115.0(6.2r n =⨯+⨯=取min180rn =静液面高度:m S V V H H 32.242.239.111.855.02=⨯-+=-+=π罐截面积封物料封 静液面高度与罐内径之比:3.105.12.232.2<==i D H 故只需安装一个搅拌器 雷诺数:34.45083105.398773.060180Re 222=⨯⨯⨯==-μρnd 4000Re > 流体属于湍流,符合传热要求当1000Re >时p N 与雷诺数无关 3、搅拌器的附件为了消除可能的打旋现象,强化传热,安装6块宽度为i D W 101=,即0.22m 的挡板。
全挡板条件判断如下:378.06)2.222.0()(2.12.1=⨯=⨯b i n D W 因0.378>0.35 因此符合全挡板条件。
由于雷诺数值很大,处于湍流区, 蛇管虽成盘管状,但它对液体的控制作用较小,因此,安装挡板,以消除打旋现象。
功率计算需要知道临界雷诺数c Re 查资料的c Re =14 六片平直叶涡轮桨叶的宽度b=0.15m ,桨叶数z=6轴功率:()KW d n N N P 11.2073.06018098764.35353=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==ρ4/电机功率:ηNaP m =同轴:1=η 三角皮带:92.0=η 安全系数a 取2~3这里取a =3同轴传动故所需电机理论功率()KW P m 33.601311.20=⨯=所以根据国家标准电机选用电机功率为:63KW 5、蛇管规格的选择: 蛇管内径:πνsV d 41=s V 蛇管内体积流量 ν为蛇管内体流速体积流量:()()s mT C Q V W p s 3310237.35.9971828180.4135-⨯=⨯-⨯=∆=ρ 蛇管一般的流速υ范围是1.5~3m/s ,当υ=1.5m/s 时,()m V d S0524.05.110237.34431=⨯⨯⨯==-ππυ;当υ=3.0m/s 时; ()m V d S037.00.310237.34431=⨯⨯⨯==-ππυ,所以根据管子规格选: φ50ⅹ2.5mm 的蛇管。
蛇管内外侧换热系数的计算: 蛇管内侧换热系数1α——管内换热系数, W/(m ·℃);λ——管内流体的导热系数,11--••K m W ;r P —— 普朗特数,52.6605.0109433.010180.433=⨯⨯⨯==-λμp rC P ,()()();、导热系数、粘度容分别是管内流体的比热、、1111----•••••K m W s P K kg kJ C a p λμ1d ——管内经,m ;c D ——蛇管圈直径,m ; eR ——管内流体雷诺数。
管外传热系数:2α——料液的传热系数,W/(m ·℃);i D ——槽内径,m ;P r ——普兰特数,01.54591.0105.39122=⨯⨯==-λμp r C P ;2λ——料液导热系数,11--••K m W ;C p ——料液比热容,()11--••K kg kJ ;计算14.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Wμμ时,由于壁温通常较难测定,在未知壁温的情况下可采用下列近似值计算:当液体被冷却时14.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛W μμ=0.95;当液体被加热时14.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Wμμ=1.05()Cm W P n d D w r mm j ο⋅=⨯⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-10.61595.001.54105.3987373.02.2591.083.083.03162.02214.03162.02122μμμρλα6、总传热系数 总传热面积:蛇管中心圆的直径;()()m mm D D j n 0.220002002200200==-=-= 由于单层蛇管的螺距不小于2.5倍管外径。