夹套式加氢搅拌反应釜的设计
夹套反应釜的设计
夹套反应釜的设计搅拌容器常称作搅拌釜，当做反应器用时，称为搅拌釜式反应器简称反应釜。
搅拌容器分为罐体和夹套两部分，主要由筒体和封头组成；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成；传动装置是为带动搅拌装置而设置的，主要由电动机、减速器、联轴器和传动轴组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；其他组成包括支座、人孔、工艺接管等附件。
工艺条件一般包括，釜体容积，最大工作压力，工作温度，介质及腐蚀性，传热面积，搅拌形式，转速，功率，工艺接管的尺寸等。
设计的一般步骤：1) 总体结构设计，确定各部分的结构形式，如封头形式，传热面积，搅拌类型，传动形式，轴封等。
2) 容器的设计，主要内容包括：① 根据工艺参数确定各部分的几何尺寸② 考虑压力，温度，腐蚀因素，选择釜体和夹套材料③ 对罐体，夹套进行强度和稳定性计算，校核。
3) 搅拌器设计，根据搅拌类型确定相关位置和尺寸4) 传动系统设计，包括选择电动机，确定传动类型，选择减速机，联轴器，机座及底座设计5) 选择轴封，选择并确定轴封及相关零部件。
6) 绘图写说明书。
（一）罐体和夹套的设计罐体为物料完成搅拌提供了空间，夹套即外部传热，它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器。
罐体和夹套的设计主要包括结构设计，各部分尺寸的确定和强度计算与校核。
1) 罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖，筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。
罐底通常为椭圆形封头。
顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用平盖，并在平盖上加设横梁，用以支撑搅拌器及其传动装置。
罐底与筒体的连接常采用焊接，顶盖与筒体连接可为可拆和不可拆两种。
筒体内径小于1200mm ，宜采用可拆连接，当要求可拆时，做成法兰连接。
2) 罐体几何尺寸计算a. 确定筒体内径：一般由工艺条件给定V ，筒体内径按公式计算341iV D π= V 是给定的容积，i 长径比（按物料类型查表）I 要考虑其对搅拌功率，对传热的影响及物料反应和结构等对长径比的要求。
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计解读
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计2.1 概述夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分组成。
封头有椭圆形封头和锥形封头等形式。
上、下封头与筒体常为焊接。
2.2 釜体材料的选择根据工艺参数及操作条件（见附录2）确定封头、筒体及夹套的材料。
此设计的釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料选用Q235-B ，热轧钢板，其性能与用途见表2-1。
表2-1 Q235-B 性能与用途由工艺参数及操作条件和表2-1可知，0Cr18Ni9和Q235—B 材料能够满足任务书中的设计温度、设计压力。
在操作条件下，Q235—B 能使设备安全运转，并且不会因腐蚀而对介质产生污染，而且相对与其他钢号价格便宜，所以本设计釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料采用Q235-B ，热轧钢板。
2.3 封头的选择搅拌反应釜顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，本设计采用椭圆形标准封头，直边高度mm h 45= ，其内径取与筒体内径相同的尺寸。
椭圆形封头是由半个椭圆球体和一个圆柱体组成，由于椭圆部分径线曲率平滑连续，封头中的应力分布不均匀。
对于2=ba 得标准形封头，封头与直边的连接处的不连续应力较小，可不予考虑。
椭圆形封头的结构特性比较好。
2.4 釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径i D 和高度H 。
釜体的几何尺寸首先要满足化工工艺的要求。
对于带搅拌器的反应釜来说，容积V 为主要决定参数。
2.4.1 确定筒体的内径由于搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往需随釜体直径的增加而增大。
因此，在同样的容积下筒体的直径太大是不适宜的。
对于发酵类物料的反应釜，为使通入的空气能与发酵液充分接触，需要有一定的液位高度，筒体的高度不宜太矮。
因此，要选择适宜的长泾比（iD H ）。
根据釜体长径比对搅拌功率、传热的影响以及物料特性对筒体长径比的要求，又由实践经验，针对一般反应釜，液—液相物料，iD H取值在1.7-2.3之间，并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置，因此，取i D H=2.3。
夹套式加氢搅拌反应釜的设计
课程设计专业名称班级学生姓名学号课题名称夹套式加氢搅拌反应釜的设计指导教师目录一课程设计任务书 (3)1.1任务书 (3)1.2 设计内容 (3)1.3 设计数据基础 (3)1.4 工作计划 (3)1.5 设计成果要求 (3)1.6几点说明 (4)二加氢反应釜的 (5)2.1加氢反应釜的总体结构 (5)2.1.1筒体的直径与高度 (5)2.1.2夹套的结构 (5)2.1.3厚度的确定 (5)2.1.4蛇管的设置 (5)2.1.5工艺管口 (6)2.2、反应釜釜体的一些相关计算 (6)2.2.1、确定筒体和封头型式 (6)2.2.2 罐体几何尺寸计算 (6)(1) 确定筒体尺寸 (6)(2) 确定夹套尺寸 (6)(3) 校核传热面积 (7)(4) 内筒及夹套的受力分析 (7)(5) 计算夹套筒体、封头厚度 (7)2.2.3 夹套几何尺寸计算 (7)2.2.4 夹套反应釜的强度计算 (8)(1) 强度计算的原则及依据 (8)(2) 水压试验校核计算 (8)2.3 反应釜的搅拌装置 (8)2.4 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (8)2.4.1搅拌轴设计 (8)2.5 反应釜的传动装置 (9)2.6 常用电机及其连接 (9)2.7 釜用减速机类型，标准及其选用 (9)2.8 反应釜的一些常用装置 (10)2.8.1 凸缘法兰 (10)2.8.2安装底盖 (10)2.8.3机架 (10)2.8.4 联轴器 (10)2.8.5 反应釜的轴封装置 (10)2.9 反应釜的其他附件 (10)2.9.1 支座 (10)2.9.2人孔 (11)2.9.3设备接口 (11)参考文献 (12)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）。
夹套式机械搅拌反应釜设计计算说明书
夹套式机械搅拌反应釜设计计算说明书
夹套式机械搅拌反应釜是化工生产中常用的一种反应器，它能够在一定的温度、压力和搅拌条件下进行化学反应，多用于制备溶液、悬浮液和浆料等。
下面我们来介绍一下夹套式机械搅拌反应釜的设计、计算以及需要注意的问题。
首先，反应釜的设计要考虑反应液体的性质、反应条件、生产规模以及其他实际操作需求。
设计时需要确定反应釜的体积、夹套的面积、搅拌器的形式和转速、进、出料口的位置和尺寸等参数。
其次，计算夹套的面积应根据反应液体体积、夹套内部介质温度和外部冷却介质温度来确定。
夹套面积可以根据套管的长度和内径来计算，也可以根据实际使用需求进行选择。
夹套定温区的温差应该尽量缩小，以提高搅拌器对反应液体的混合效果。
再次，搅拌器的选择应根据反应液体的性质，是否易结晶、是否具有高黏度等来确定。
搅拌器的形状也应考虑到热传递和质量传递等方面的因素。
最后，需要注意反应釜的安全操作和维护。
反应釜在使用时需要注意反应液体的温度、压力和化学性质等因素，确保运行过程中不发生安全事故。
此外，反应釜在使用过程中会产生摩擦和磨损，因此需要定期对设备进行维护和保养，保证正常使用。
在停机时，应当进行充分的清洗和消毒，以防止残留物污染下一次生产。
总之，夹套式机械搅拌反应釜的设计、计算和维护，对于化工生产过程中的实际应用具有重要意义。
我们应该认真对待反应釜的使用和维护，避免出现不必要的安全事故，保证生产过程的稳定性和安全性。
设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜
目录1.夹套反应釜设计任务书 (1)2.设计方案分析和拟定 (3)3．罐体和夹套设计 (4)3.1几何尺寸 (4)3.2强度计算 (4)3.3稳定性校核（按内压校核厚度） (5)3.4水压试验校核 (7)3.5V带减速机 (7)3.5.1电动机 (7)3.5.2 V带减速机 (7)3.6轴承、联轴器的选择 (8)3.6.1管口表 (7)3.6.2管法兰表 (7)3.6.3设备法兰的选择 (8)3.7搅拌传动系统设计 (9)3.7.1搅拌器选择 (9)3.7.2搅拌轴设计 (9)3.8轴封形式 (10)3.9凸缘法兰及安装底盖 (10)3.9.1凸缘法兰 (10)3.9.2安装底盖 (10)3.10支座形式的选择 (10)3.11接管、管法兰及设备法兰的选择 (10)3.11.1接管的选择 (11)3.11.2管法兰的选择 (11)3.11.3设备法兰的选择 (11)4.参考文献 (12)5.个人总结 (12)1、夹套反应釜设计任务书一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜。
二、设计参数和技术特性指示三、设计要求1、进行罐体和夹套设计计算。
2、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（指定选用库存电机Y132M2-6,转速960r/min，功率5.5KW）；（3）进行上轴的结构设计和强度校核；（4）选择轴承、进行轴承寿命校核；（5）选择联轴器；（6）进行罐内搅拌轴的结构、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计；（7）选择轴封结构；3、设计机架结构。
4、选择凸缘法兰及安装底盖结构。
5、选择支座形式并进行计算。
6、选择接管、管法兰、设备法兰、手孔、视镜等容器附件。
7、绘制总装配图（A0或A1图纸）。
2、设计方案的分析和拟定一、夹套反应釜的总体结构主要由：搅拌容器：罐体和夹套，主要由封头和筒体组成搅拌装置：搅拌器和搅拌轴传动装置：为带动搅拌装置设置的，由电动机、减速机、联轴器和传动轴等组合而成轴封装置：动密封，一般采用机械密封或填料密封支座接管及一些附件二、夹套反应釜机械设计步骤先阅读任务书，然后设计1.罐体和夹套的设计⑴结构设计⑵罐体几何尺寸设计⑶夹套几何尺寸设计⑷强度校核2.反应釜的搅拌装置确定搅拌的形式：推进式，与轴的连接是通过轴套用平键或是深定螺钉固定搅拌轴设计：⑴搅拌轴的材料；⑵结构；⑶校核强度；⑷支承；⑸轴的临界转变校核计算。
反应釜夹套设计
反应釜夹套的设计概述：夹套一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。
罐底通常为椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支承搅拌器及其传动装置。
顶盖与筒体的连接形式分为可拆和不可拆两种筒体内径D 1≤1200mm ，宜采用可拆连接。
当要求可拆时做成法兰连接。
工艺设计：1.1传热面积的校核（传热面积）DN =1200mm 釜体下封头的内表面积h F = 1.65522mDN =1200mm 筒体（1m 高）的内表面积1F = 4.77m 2夹套包围筒体的表面积S F =1F ×j H = 4.77×0.836=3.9878（m 2）h F +S F =1.6552 + 3.9878=5.6429 )(2m由于釜内进行的反应是放热反应，产生的热量不仅能够维持反应的不断进行，且会引起釜内温度升高。
为防止釜内温度过高，在釜体的上方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。
如果釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将h F +S F = 5.6429 m 2与工艺需要的传热面积F 进行比较。
若h F +S F ≥F ，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。
机械设计：1.2 夹套的DN 、PN 的确定（刚度和强度的设计） 1.2.1夹套DN 的确定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：100j i D D =+＝1200+100=1300（mm ）考虑到1300一般不在取值范围，故取DN =1400mm1.2.2 夹套PN 的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN ＝0.25MPa 1.3 夹套筒体的设计 1.3.1 夹套筒体壁厚的设计因为W p 为常压＜0.3MPa ，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。
∵ j D ＝1400mm ＜3800mm ，取S min ＝2i D /1000且不小于3 mm 另加2C ，∴S min ＝3+1=4（mm ），圆整n S =5mm 。
夹套搅拌反应器设计(DOCX 30页)
夹套搅拌反应器设计(DOCX 30页)夹套搅拌反应器设计课程设计说明书设计题目夹套搅拌反应器设计学生学号专业班级指导老师耿绍辉化工设备基础Nefu.20121228夹套搅拌反应器设计目录第一章设计方案简介1.1反应釜的基本结构1.2反应釜的机械设计依据第二章反应釜机械设计的内容和步骤第三章反应釜釜体的设计3.1 罐体和夹套计算3.2厚度的选择3.3设备支座3.4手孔3.5选择接管、管法兰、设备法兰第四章搅拌转动系统设计4.1转动系统设计方案4.2转动设计计算：定出带型、带轮相关计算4.3选择轴承4.4选择联轴器4.5罐体搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计4.6电动机选择第五章绘制装配图第六章绘制大V带轮零件图第七章本设计的评价及心得体会第八章参考文献夹套搅拌反应器设计夹套搅拌反应器设计夹套搅拌反应器设计⑶计算强度或稳定性⑷选用零部件⑸绘制图样⑹提出技术要求第三章设备的计算和选择3.1 反应釜釜体的设计3.1.1筒体的直径与高度A确定筒体和封头型式：从要求单上所列的工作压力及温度以及该设备之工艺性质，可以看出它是属于带搅拌的低压反应釜类型，一类低压容器。
根据惯例，选择圆柱筒体和椭圆形封头。
B确定筒体和封头直径：筒体的基本尺寸是内径Di和高度H，如图所示筒体的基本尺寸首先决定于工艺要求。
对于带搅拌器的反应釜来说，设备容积为主要决定参数，根据化工设备原理知识，搅拌功率和搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往需要随容器直径的增大而增大，因此在同样的容积条件下，反应釜的直径太大是不适宜的，又如某些有特定要求的反应釜如发夹套搅拌反应器设计酵罐之类，为了使通入罐中的空气能与发酵液充分接触，需要一定的液位高度，故筒体的高度不宜太矮，分局根据实践经验，几种反应釜的H/Di值大致如下：在确定反应釜直径及高度时，还应根据反应釜操作时所允许的装满程度------装料系数k等给予综合考虑，通常装料系数k可取0.6到0.85。
夹套反应釜设计范文
夹套反应釜设计范文夹套反应釜是一种广泛应用于化工、制药、食品等领域的反应设备，它具有结构简单、操作方便、传热效果好等特点。
设计一台夹套反应釜需要考虑到多个因素，包括反应物料的性质、反应条件、设备的安全性和稳定性等。
以下是夹套反应釜设计的一般步骤和主要考虑因素。
一、反应物料的性质和反应条件在设计夹套反应釜时，应首先了解反应物料的性质，包括物料的物理性质（如温度、压力、浓度等）、化学性质（如酸碱性、腐蚀性等）以及反应过程中可能出现的产物等。
这些信息对于确定夹套反应釜的材料、工作压力、温度范围、搅拌速度等参数具有至关重要的作用。
二、反应釜的材料选择夹套反应釜的材料选择通常是根据反应物料的腐蚀性质和温度要求来确定的。
常见的材料有不锈钢、碳钢、玻璃钢、塑料等。
对于腐蚀性较强的反应物料，可以选择具有抗腐蚀性能的材料进行制造，如在夹套反应釜内壁加上防腐层。
三、夹套结构设计夹套反应釜的结构设计需要考虑传热的效果，常见的夹套结构包括卷绕式、折叠式和盘管式等。
其中，卷绕式夹套结构应用最广泛，其原理是将蒸汽或冷却水注入到夹套内部，通过与反应物料直接接触进行传热。
而折叠式和盘管式夹套结构则通过密封管道将蒸汽或冷却水引入夹套，从而间接进行传热。
四、搅拌系统设计夹套反应釜通常需要配备搅拌系统，用于保证反应物料的均匀混合。
搅拌系统的设计需要考虑到反应物料的粘度、搅拌速度、搅拌方式等因素。
常见的搅拌方式有锚式搅拌、涡轮式搅拌、桨叶式搅拌等。
在设计搅拌系统时，还需要考虑到搅拌功率的大小及电机的选择。
五、安全性设计夹套反应釜的安全性设计是非常重要的，尤其是对于具有腐蚀性的反应物料。
在设计过程中，需要考虑到压力传感器、温度传感器、安全阀等安全装置的设置，以及反应釜的加热和制冷系统的设计，保证在反应过程中能够及时发现并应对可能出现的安全问题。
综上所述，夹套反应釜设计需要充分考虑到反应物料的性质、反应条件、材料选择、结构设计、搅拌系统设计以及安全性设计等因素。
夹套反应釜课程设计--有搅拌装置的夹套反应釜
有搅拌装置的夹套反应釜《反应工程与反应器》是一门应工程，是以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科，研究内容主要包括以下几个方面：①研究化学反应规律，建立反应动力学模型亦即对所研究的化学反应，以简化的或近似的数学表达式来表述反应速率和选择率与温度和浓度等的关系。
②研究反应器的传递规律,建立反应器传递模型亦即对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究，并力求以数学式予以表达。
③研究反应器内传递过程对反应结果的影响对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程，在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下，将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解，就可以预测反应结果和反应器操作性能。
通过这学期的学习，我了解了反应工程的发展，逐渐清晰了对反应工程的认识，掌握了基本的知识。
下面是我对学期所学的总结—有搅拌装置的夹套反应釜，用此篇课程设计来总结我学期的所学。
本次设计的反应釜是反应工程中的一种反应器，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。
目录课程设计任务书 (1)1．设计方案的分析和拟定 (2)2．反应釜釜体的设计 (2)2.1罐体和夹套的结构设计 (3)2.2 罐体几何尺寸计算 (3)2.2.1确定筒体内径 (3)2.2.2 确定封头尺寸 (4)2.2.3 确定筒体的厚度H i (5)2.3 夹套几何尺寸计算 (5)2.4 夹套反应釜的强度计算 (6)2．4.1 强度计算的原则及依据 (6)2.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算 (6)2.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核 (7)2.4.4 夹套厚度计算 (8)2.4.5 水压试验校核计算 (9)3．反应釜的搅拌装置 (9)3.1 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (10)3.2 搅拌轴设计 (10)4．反应釜的传动装置 (12)4.1 常用电机及其连接 (12)4.2 釜用减速机类型，标准及其选用 (12)4.3 凸缘法兰 (13)4.4 安装底盖 (13)4.5 机架 (13)4.6 联轴器 (13)5．反应釜的轴封装置 (14)6．反应釜的其他附件 (14)6.1 支座 (14)6.2人孔 (15)6.3 设备接口 (15)7．反应釜的装配图 (15)参考文献 (16)课程设计任务书设计目的：把所学《化工设备机械基础》及相关知识，在课程设计中综合运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机地结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计讲解
MP。
釜体的筒体壁厚计算
首先对筒体按照承受21.0
MP的内压进行计算
CPPDttid （2-5）
t为内压筒体设计厚度；P为设计压力，P=21.0aMP； iD为筒体内径，mm；
Q235—B热轧钢板，在设计温度下的许用应力，t=137
MP； 为焊
P=21.0
MP，iD=1800mm，t=113aMP，85.0，
21CCC=8.2mm
(2-7)式中，得：
t =8.2
.085.01132180021.0
77.4mm
t=8mm。
水压试验校核
1）试验压力
P=
P25.1aMP
P+1.0
MP（2-8）
P——试验压力，aMP；
1
t=137
MP，C=321CCC=8.0008.0
tC
PDti5.02（2-6）
.0
.05.085.01372160021.0
.2mm
取封头与筒体相等壁厚，即取封头壁厚名义
t=12mm。
夹套的筒体壁厚计算
21.0
MP的内压计算
C
PDttid2 （2-7）
ndN=2.135.066.0366.03sin2.3102.110iDbiPeeeDHRRBRA （3-1）
R换成
R=
.011.04.0252
iiiiDbDbDdDb
A——14+1856.06702
iiDdDb；
—— iiiDdDb14.15.043.1210；
——4276.05.241.1
（0.617
.0.6.46.142H
夹套式反应釜设计说明书
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：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 (6)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 (11)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 (15)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。
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。
夹套搅拌反应器设计
化工设施基础夹套搅拌反响器设计课程设计说明书设计题目夹套搅拌反响器设计学生学号专业班级指导老师耿绍辉化工设备基础目录夹套搅拌反响器设计第一章设计方案简介1.1 反响釜的基本构造1.2 反响釜的机械设计依照第二章反响釜机械设计的内容和步骤第三章反响釜釜体的设计罐体和夹套计算3.2 厚度的选择3.3 设施支座3.4 手孔3.5 选择接收、管法兰、设施法兰第四章搅拌转动系统设计4.1 转动系统设计方案4.2 转动设计计算：定出带型、带轮有关计算4.3 选择轴承4.4 选择联轴器4.5 罐体搅拌轴的构造设计、搅拌器与搅拌轴的连结构造设计4.6 电动机选择第五章绘制装置图第六章绘制大V带轮零件图第七章本设计的评论及心得领会第八章参照文件第一章设计方案简介夹套搅拌反响器设计搅拌设施在石油、化工、食品等工业生产中应用范围很广，特别是化学工业中，好多的化工生产或多或少地应用着搅拌操作，化学工艺过程的各种物理过程与化学过程，常常要采纳搅拌操作才能获得好的成效。
搅拌设施在很多场合时作为反响器来应用的，而带搅拌的反响器则以液相物料为特色，有液 - 液、液 - 固、液 - 气等相反响。
搅拌的目的是： 1、使互不相溶液体混淆平均，制备平均混淆液、乳化液、增强传质过程； 2、负气体在液体中充足分别，增强传质或化学反响； 3、制备平均悬浮液，促进固体加快溶解、浸取或发生液- 固化学反响； 4、增强传热，防备局部过热或过冷。
所以依据搅拌的不一样目的，搅拌成效有不一样的表示方法。
搅拌操作分为机械搅拌随和流搅拌。
气流搅拌是利用气体鼓泡经过液体层，对液体产生搅拌作用，或负气泡群以密集状态上涨借所谓气升作用促进液体产生对流循环。
与机械搅拌对比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌时比较弱的，所以在工业生产，大部分的搅拌操作均是机械搅拌。
本设计实验要求的就是机械搅拌搅拌器设施的设计按照以下三个过程： 1 依据搅拌目的和物理性质进行搅拌设施的选型。
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！。
搅拌反应釜的釜体设计与夹套设计说明
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计2.1概述夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分组成。
封头有椭圆形封头和锥形封头等形式。
上、下封头与筒体常为焊接。
2.2釜体材料的选择根据工艺参数及操作条件（见附录2）确定封头、筒体及夹套的材料。
此设计的釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料选用Q235-B，热轧钢板，其性能与用途见表2-1 0由工艺参数及操作条件和表2-1可知，0Cr18Ni9和Q235 —B材料能够满足任务书中的设计温度、设计压力°在操作条件下,Q235 —B能使设备安全运转，并且不会因腐蚀而对介质产生污染，而且相对与其他钢号价格便宜，所以本设计釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料采用Q235-B，热轧钢板。
2.3封头的选择搅拌反应釜顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，本设计采用椭圆形标准封头，直边高度h •二45mm，其内径取与筒体内径相同的尺寸。
. 专业.专注椭圆形封头是由半个椭圆球体和一个圆柱体组成，由于椭圆部分径线曲率平滑连续，封头中的应力分布不均匀。
对于a^2得标准形封头，封头与直边的连接处的不连续应力较小，可不予考虑。
椭圆形封头的结构特性比较好。
2.4釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径D i和高度H。
釜体的几何尺寸首先要满足化工工艺的要求。
对于带搅拌器的反应釜来说，容积V为主要决定参数。
2.4.1确定筒体的内径由于搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往需随釜体直径的增加而增大。
因此，在同样的容积下筒体的直径太大是不适宜的。
对于发酵类物料的反应釜，为使通入的空气能与发酵液充分接触，需要有一定的液位高度，筒体的高度不宜太矮。
因此，要选择适宜的长泾比（H D）。
根据釜体长径比对搅拌功率、传热的影响以及物料特性对筒体长径比的要求，又由实践经验，针对一般反应釜，液一液相物料，H D.取值在1.7-2.3之间，并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置，因此，取H厂=2.3 o 由<< 搅拌设备设计>> 可知:(2-1 )有：操作容积=全容积0.8=6.4式中：V——操作容积，m3; H筒体高度，m ；D i --------------- 筒体内径；i ——装料系数，取值为0.8则： 4 6.4.二0.8 2.3=1.638 m2.4.2确定筒体的高度将D i值圆整到标准直径，取筒体内径D i=1600 mm由搅拌设备设计》可知:=3.689 m把H ,的值圆整到H =3700 mm ,则:2.5夹套的结构和尺寸设计常用的夹套结构形式有以下几种：（1）仅圆筒部分有夹套，用于需加热面 积不大的场合；（2）圆筒一部分和下封头包有夹套，是最常用的典型结构；（3）在圆筒部分的夹套中间设置支撑或加强环，以提高内筒的稳定性，在夹套 中介质压力较大时，由于这种结构减小了内筒的计算长度，从而减小了筒体的 壁厚；（4）为全包式夹套，与前三种相比，传热面积最大。
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课程设计专业名称班级学生姓名学号课题名称夹套式加氢搅拌反应釜的设计指导教师目录一课程设计任务书 (3)1.1任务书 (3)1.2 设计内容 (3)1.3 设计数据基础 (3)1.4 工作计划 (3)1.5 设计成果要求 (3)1.6几点说明 (4)二加氢反应釜的 (5)2.1加氢反应釜的总体结构 (5)2.1.1筒体的直径与高度 (5)2.1.2夹套的结构 (5)2.1.3厚度的确定 (5)2.1.4蛇管的设置 (5)2.1.5工艺管口 (6)2.2、反应釜釜体的一些相关计算 (6)2.2.1、确定筒体和封头型式 (6)2.2.2 罐体几何尺寸计算 (6)(1) 确定筒体尺寸 (6)(2) 确定夹套尺寸 (6)(3) 校核传热面积 (7)(4) 内筒及夹套的受力分析 (7)(5) 计算夹套筒体、封头厚度 (7)2.2.3 夹套几何尺寸计算 (7)2.2.4 夹套反应釜的强度计算 (8)(1) 强度计算的原则及依据 (8)(2) 水压试验校核计算 (8)2.3 反应釜的搅拌装置 (8)2.4 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (8)2.4.1搅拌轴设计 (8)2.5 反应釜的传动装置 (9)2.6 常用电机及其连接 (9)2.7 釜用减速机类型，标准及其选用 (9)2.8 反应釜的一些常用装置 (10)2.8.1 凸缘法兰 (10)2.8.2安装底盖 (10)2.8.3机架 (10)2.8.4 联轴器 (10)2.8.5 反应釜的轴封装置 (10)2.9 反应釜的其他附件 (10)2.9.1 支座 (10)2.9.2人孔 (11)2.9.3设备接口 (11)参考文献 (12)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：08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：刘杨指导教师：秦英月教研室主任：系主任：二、加氢反应釜设计2.1、加氢反应釜的总体结构加氢反应釜的主要部分是容器，其筒体是圆柱形的，封头是椭圆形的，附体结构与传热面积有关，加氢反应釜是将夹套与蛇管联合起来使用的，釜体上按工艺要求还需要安装各种接口。
因此，反应釜釜体的设计要确定如下内容：釜体的结构型式和各部分尺寸，传热形式和结构，工艺管口的安排和设计等。
2.1.1筒体的直径与高度筒体的基本尺寸首先决定于工艺要求。
在确定反应釜直径及高度时，还应根据反应釜操作时所允许的装满程度——装料系数等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6—0.85。
如反应时易起泡沫或呈沸腾状态，η应取低值，如取0.6—0.7；反应状态稳定，η可取0.8—0.85（物料粘度较大时，可取最大值）。
因此设备容积V与操作容积V0应有如下关系：V0=η·V，在生产重要合理选用装料系数，以尽量提高设备效率。
2.1.2夹套的结构夹套传热结构简单，基本上不需要进行维修，采用夹套传热时，因夹套向外有热量散失，故需要在夹套体外包以保温材料。
本设计仅圆筒和下封头部分有夹套，夹套顶端的封闭结构通常是由夹套筒体扳边而成，再焊在金壁上。
当夹套中用蒸汽作为载热体时，一般从上端进入夹套，凝液从夹套底部排出；如用液体作为冷却液时则相反，采取下端进、上端出，以使夹套中经常充满液体，充分利用传热面积，加强传热效果。
夹套筒体的高度Hi主要取决于传热面积F的要求，夹套的高度一般应不低于料液的高度，以保证充分传热。
夹套高度的确定还需要考虑两个因素：当反应釜筒体与上封头用设备法兰联接时，夹套顶边至少应在法兰下方150—200nm 处；二当反应釜具有耳座时，须考虑避免因夹套顶部位置而影响耳座的焊接地位。
2.1.3厚度的确定中低压反应釜釜体部分和夹套厚度，基本上按容器设计方法来确定。
反应釜在压力状态下操作，如不带夹套，则筒体及上、下封头均按内压容器设计，以操作时釜内最大压力为工作压力；如带夹套，则反应釜筒体及下封头应按内压和外压分别计算，并取两者中的壁厚较大值。
按内压计算时，最大压力差为釜内工作压力；按外压计算时，最大压力差为夹套内工作压力或夹套内工作压力加0.1MPa。
上封头如不包在夹套内，则不承受外压作用，只按内压计算，但常取与下封头相同的厚度。
、夹套筒体及夹套封头则以夹套内的最大工作压力按内压容器设计，真空时接受外压进行设计。
通常封头与筒体取相同的厚度，必要时还得考虑内、外筒体膨胀差的影响。
当夹套上有支承件时，还应考虑容器和所装物料的质量。
2.1.4蛇管的设置当所需传热面积较大，而夹套传热不能满足要求时，可采用蛇管传热。
它沉浸在物料中时，热量损失小，传热效果好，但检修较麻烦。
蛇管很长是不适宜的，因为凝液可能会积聚，使这部分传热面积降低传热作用，而且从很长的蛇管中排出蒸汽中所夹带的惰性气体也是很困难的。
如要求蛇管传热面积很大时，可做成几个并联的同心圆蛇管组。
蛇管的管径通常选用DN25—DN70之间。
管长与管径的比值，蛇管的进出口结构，蛇管排列的定位尺寸及定位结构等可参阅有关设计手册。
2.1.5工艺管口反应釜上工艺管口，包括进出料口、温度计口、压力计口及其他仪表管口等，其结构和容器上的管口基本相同。
管口的管径及方位布置由工艺要求确定。
2.2、反应釜釜体的一些相关计算2.2.1、确定筒体和封头型式从要求单上所列的工作压力及温度以及改设备之工艺性质，可以看出它是属于带搅拌的低压力反应釜类型，一类低压容器。
根据惯例，选择圆柱形筒体和椭圆形封头。
2.2.2 罐体几何尺寸计算（1）确定筒体尺寸a 筒体内径反应物料为气液相类型，可知H/D i 为1—2，设备容积为2.8m 3,考虑到容器不大，可取H/D i 为1，这样可使直径不至太小。
又已知装料系数η=0.85，可得 筒体直径3/4i i D H V D π= ， H/D i =1，V=2.8则D i =1528mm.圆整至公称直径标准系列，取D i =1500mmb 筒体高度当DN=1500mm,从书本上表中差得标准椭圆形封头的容积V 封=0.486m 3,在从另一表中差得筒体每一米高的容积V 1m =1.767m 3/m,则筒体高估算为m V V H 31.1767.1486.08.2V 1m ≈-=-=封(2) 确定夹套尺寸a 夹套直径由上述表中可知D j =D i +100=1500+100=1600mm,夹套封头也采用椭圆形，并与夹套筒体取相同直径。
b 夹套高度夹套筒体的高度估算如下：m V V V H m i 07.1767.1486.08.285.01=-⨯=-=封η(3) 校核传热面积当DN=1500m 时，由书中表中查得封头内表面积F 封=2.56m 2,筒体1米高内表面积F 1m =4.71m 2,则、2174.71.1m F F F m =⨯+=封(4) 内筒及夹套的受力分析工艺提供的条件为：釜体内筒中工作压力3.0MPa ，夹套内工作压力0.58 MPa ，则夹套筒体和夹套封头为承受0.58MPa 内压，而内筒的筒体和下封头为既承受3.0MPa 内压，同时又承受0.58MPa 外压，其最恶劣的工作条件为：停止操作时，内筒无压而夹套内仍有蒸汽压力，此时内筒承受0.58MPa 外压。
(5)计算夹套筒体、封头厚度夹套筒体与内筒的环焊缝，因检测困难，故取υ=0.6，从安全计夹套上所有焊缝均取υ=0.6，封头采用Q345R ，022Cr17Ni12Mo2，操作容积C 2=η·V=0.85*2.8=2.38m 3夹套厚度计算如下：[]mm C p pD t j d 94.938.258.01.16.01132160058.01.122=+⨯-⨯⨯⨯⨯=+-=φσδ 夹套封头厚度计算如下：[]mm C p pD t j d 93.938.258.01.15.06.01132160058.01.15.022=+⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=+-=φσδ圆整至钢板规格厚度并查阅封头标准，夹套筒体与封头厚度均取为10mm.筒体的厚度Hi 计算如下：反应釜容积V 通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。
则筒体高度H i 按下式计算并进行圆整：H i =(V －V 封)/V im式中V 封 ------------封头容积：0.486 m 3V im ------------1m 高筒体容积（见附表4-1）：V im =1.767 m 3 /m得 H i = (2.8-0.0.486)/1.767=1.3096m圆整后的H i =1.3m=1300mm按筒高圆整后修正实际容积：V= V im ×H i + V 封 =1.767*1.3+0.486=2.78 m 3 <2.8 m 32.2.3 夹套几何尺寸计算夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。
夹套内径D i 可根据筒体内径D j 按上表选取：D 2 =D 1+100=1600mm 夹套下封头型式同筒体封头，直径D 2与夹套筒体相同。
夹套高H 2有传热面积而决定，不能低于料液高，装料系数 ：η=0.85夹套高H 2 计算：H 2 =（ηV-V 封）÷V im 代入数值计算得：H 2 =1.07 m夹套所包围的罐体的表面积，一定要大于工艺要求的传热面积F ，即： F 封＋F 筒>=F 其中 F 筒=H 2 ×F 1m故 F 封＋F 筒 =2.56＋4.71×1.07=7.60>7㎡所以换热要求满足。
筒体和上封头的连接采用甲型平焊法兰连接，选取凹凸密封面法兰，主要尺寸由书上附表查得，其中：D=1530mm D1=1490mm D2=1455mm D3=1441mmD4=1438mm S=46mm d=23mm2.2.4 夹套反应釜的强度计算夹套反应釜几何尺寸确定后，要根据已知的公称直径，设计压力和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。