夹套反应釜的设计
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。
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计夹套反应釜是化工设备中常见的一种反应器，其设计是化学工程师们长期研究的重要课题。
下面将对夹套反应釜的设计进行详细介绍。
一、夹套反应釜的基本原理夹套反应釜由内胆和外壳组成，内胆称为反应釜，外壳称为夹套。
在操作过程中，在夹套内注入物料或水等流体。
反应釜中的物料被加热或冷却是通过夹套内流体的被加热或冷却来实现的。
夹套反应釜的基本原理就是通过夹套内的流体（一般为水或油）来实现加热或冷却反应釜内的物料，同时夹套内的流体也可以进行搅拌以保证均匀升温或降温。
二、夹套反应釜的设计要求1、安全性要求在设计夹套反应釜的过程中，安全性是最重要的一点。
要保障夹套反应釜的安全性，需要考虑一下几个问题：（1）反应釜的压力要求和夹套的压力要求要确定。
反应釜的压力由反应物的反应热、气体产生、化学腐蚀等多个因素决定。
一般情况下，反应釜的压力要求是夹套的2-3倍之间。
（2）应设置好反应釜的安全装置，如安全阀和爆破口等。
（3）在操作反应釜时，应按照标准操作程序进行，如避免超压、超温、超流速等情况。
2、机械性能要求夹套反应釜的机械性能应符合以下要求：（1）夹套材料应具备良好的耐腐蚀性和耐磨性。
（2）反应釜的结构应十分坚固，并且不能出现变形或滑移现象。
（3）反应釜和夹套之间的连接处应该很牢固。
3、热传递效率要求夹套反应釜的热传递效率对反应速度，反应物品质和产物品质都有很大的影响。
因此，在夹套反应釜设计中，应该完善夹套的密封性，以便内外介质的温度和热媒介的流速达到最大的接触面积。
4、过程监控要求为了实现反应釜的过程监控，可以根据反应釜的要求进行设计，设置相应的温度、压力、pH值，流量等传感器，以便随时监控反应的速度和进度。
三、夹套反应釜的设计流程夹套反应釜的设计流程可以分为以下几个步骤：1、确定反应釜的容积和使用温度范围。
2、确定反应釜的结构材料。
3、设计夹套的流路和流速，以及冷却方式。
4、确定夹套和反应釜之间的连接方式。
夹套反应釜设计讲解
夹套反应釜设计化学化工学院王信锐化工112班指导老师：陈胜洲目录一、夹套反应釜设计任务书 (4)二、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 (5)2.2、罐体几何尺寸的计算 (5)2.2.1、确定筒体内径 (5)2.2.2 定封头尺寸 (6)2.2.3 定筒体高度H1 (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 (12)3.3、轴的强度一览 (13)4、反应釜的传动装置 (13)4.1、常用电机及其连接尺寸 (13)4.2、釜用减速器类型、标准及选用 (14)4.3、V带减速机 (14)4.4、凸缘法兰 (16)4.5、安装底盘 (16)4.6、机架 (17)4.6.1、无支点机架 (17)4.6.2、单支点机架 (17)4.6.3、双支点机架 (17)5、反应釜的轴封装置 (18)5.1、填料密封 (18)5.2、机械密封 (18)6、反应釜其他附件 (19)6.1支座 (19)6.2、手孔和入孔 (20)6.3、设备接口 (21)6.3.1、接管与管法兰 (21)6.3.2、补强圈 (21)6.3.3、液体出料口 (21)6.3.4、过夹套的物料进出口 (21)6.4、试镜 (21)三、附录：夹套反应釜装配图一、夹套反应釜设计任务书条件内容修改修改标记修改内容签字日期二、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。
夹套反应釜设计计算
夹套反应釜设计计算首先，夹套反应釜的热传导方程是非常重要的设计依据。
热传导方程可以用来推导出夹套和反应体系之间的热传导系数，从而确定夹套的尺寸和设计条件。
热传导方程的基本形式可以表示为：Q=k*A*ΔT/Δx其中，Q是热通量，k是热传导系数，A是传热面积，ΔT是温度差，Δx是传热距离。
夹套反应釜的设计计算中还需要确定传热系数k。
传热系数与夹套和反应体系之间的传热面积、流体的导热性质有关。
传热系数的计算可以采用经验公式或者利用流体力学和传热学的计算方法。
对于常见的工艺流体，可以使用流体传热系数的经验公式进行计算。
在进行夹套反应釜的设计计算时，需要考虑到反应体系的热容和传热特性。
热容是指单位质量物质在单位温度变化下所吸收或放出的热量。
传热特性包括传热速率、传热强度等参数。
这些参数对于夹套反应釜的设计和操作都有很大的影响。
在设计夹套反应釜时，还需要考虑到反应体系的冷却方式。
冷却方式可以分为直接冷却和间接冷却两种。
直接冷却是指利用夹套内部的冷却介质来降低反应体系的温度，而间接冷却则是通过外部介质进行冷却。
直接冷却通常可以实现较高的冷却速率，但也会带来传热效果的不均匀性。
间接冷却通常可以实现较好的传热效果，但需要更复杂的设备和操作。
在进行夹套反应釜的设计计算时，还需要考虑到夹套和反应体系之间的绝热性能。
绝热性能可以通过计算夹套和反应体系之间的热传导系数和传热面积来确定。
通过合理设计绝热层的材料和结构，可以减少热量的损失，提高反应体系的稳定性。
综上所述，夹套反应釜的设计计算是一个复杂的过程，需要考虑到反应体系的热传导、传热特性、冷却方式和绝热性能等多个方面的因素。
只有通过合理的设计和计算，才能确保夹套反应釜的安全和高效运行。
课程设计-夹套反应釜设计
4 计算筒体和封头的壁厚
4.1参见第八章第二节内压容器筒 体与封头厚度的计算（内压设计） 选取推荐的材料，反应釜内受内 压作用，设计压力为0.33Mpa，设 计温度150℃。 由教材P168表8-7查得16MnR在设 计温度150℃的许用应力170Mpa
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考虑搅拌反应釜装有安全阀，选 取设计压力为操作压力的1.1倍；
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反应釜安装四个支座，但计算支座 承载能力时只按两个支座考虑，每个支 座应承载约19KN，查教材P346表13-6， 选择适用容器公称直径700-1400mm承载 能力为30KN带垫板的耳式支座，其标记 为：
JB/T 4725-92 耳座B3
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10 选择手孔、视镜和工艺接管 10.1 选择手孔的公称直径和材料 参见第十一章第一节人孔和手孔的内容。 选择平盖手孔的材料为：
公称直径DN250，公称压力PN1.0，板式 平焊法兰。
其标记为： 手孔 APN1.0 DN250 JB 589-79
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10.2 选择视镜的公称直径和材料
参见第十一章第二节视镜的内容， 选择普通不带颈碳钢视镜，公称直径 DN80，公称压力PN1.0。
其标记为： 视镜IPN1.0 DN80 HGJ 501--86-4
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10.3.6 温度计接管
选择加强套管温度计的公称长度1430mm，
温度计接管为无缝钢管φ76×4，外伸
100mm。配用凸面式平焊管法兰PN0.6 DN65，
GB9119.7-88和凸面管法兰盖 PN0.6 DN65
GB9123.788。
其他接管也配用凸面板式平焊管法兰。
各工艺接管都布置在反应釜顶盖中心φ700
HG 21566-95 机架 A 200-40
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 。
夹套反应釜的设计
轴材料 [τ]k/MPa Q235、 Q235、20 12-20 12Q275、35 Q275、 20-30 2045 30-40 3040Cr 40-52 401Cr13 18-24 18-
注：表中[τ]k值是考虑了弯曲等影响后的许用切应力。转动中弯矩较小的 注：表中[τ]k值是考虑了弯曲等影响后的许用切应力。转动中弯矩较小的 取较小值；轴径大的取较小值，轴径小的取较大值；操作条件好的去较 大值，操作条件差的去较小值；采用20,35钢时[τ]k可取较大值。 大值，操作条件差的去较小值；采用20,35钢时[τ]k可取较大值。 ② 轴的刚度计算。为防止轴产生过大的扭转变形，搅拌轴需
空心轴直径 式中 P—搅拌传递功率，kW； 搅拌传递功率，kW； n—搅拌轴的速度，r/min； 搅拌轴的速度，r/min； d—实心轴的直径，mm 实心轴的直径，mm α—空心轴的内径d1与外径d2的比值， 空心轴的内径d1与外径d2的比值， α=d1/d2 —搅拌轴的许用切应力，MPa，见表7-6 搅拌轴的许用切应力，MPa，见表7 常用轴材料的许用切应力[τ] 常用轴材料的许用切应力[τ]k
夹套反应釜的设计
夹套反应釜的设计首先，反应条件是设计夹套反应釜的重要考虑因素之一、反应的温度、压力和反应物的性质都会对夹套反应釜的设计产生影响。
对于高温、高压和有腐蚀性的反应介质，夹套反应釜的设计需要选择合适的耐压、耐热和耐腐蚀材料。
其次，反应介质的性质也需要考虑。
反应介质的黏度、密度、热导率等性质会对夹套反应釜的设计产生影响。
比如，高黏度的反应介质需要设计较大的搅拌器来提供足够的剪切力；高密度的反应介质需要更强的机械强度来保证夹套反应釜的正常运行；热导率较低的反应介质需要设计较大的加热面积来提供充足的加热效果。
加热和冷却能力也是夹套反应釜设计的重要考虑因素。
夹套反应釜可以通过夹套内外流体循环的方式来进行加热或冷却。
设计时需要考虑夹套流体的流速和温度控制的精度，并选择合适的加热或冷却设备来满足反应的需求。
操作和安全性是夹套反应釜设计的另外两个重要考虑因素。
夹套反应釜的操作包括充料、搅拌、加热、冷却、放料等多个步骤，设计时需要考虑操作的便捷性和操作员的安全。
夹套反应釜的安全性包括容器强度、泄漏防护、防爆措施等方面。
设计时需要考虑容器的结构强度，选择适当的泄漏防护装置，并遵循相关的安全规范和标准。
此外，夹套反应釜的设计还需要考虑材料的选择、搅拌器的设计、反应釜的尺寸等因素。
材料的选择需要考虑反应介质的性质、反应条件、操作和安全性等因素。
搅拌器的设计需要考虑搅拌的均匀性和剪切力的大小。
反应釜的尺寸需要根据反应物的体积和反应的需求来确定。
总之，夹套反应釜的设计需要综合考虑反应条件、反应介质、加热和冷却能力、操作和安全性等多个因素。
通过科学的设计和合理的选择，可以实现夹套反应釜的高效、安全和可靠运行，从而满足不同化学反应的需求。
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--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。
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计摘要夹套反应釜是化工行业常见的一种反应设备，广泛应用于化学制药、有机合成、石油化工等领域。
本文将介绍夹套反应釜的设计过程，包括夹套结构设计、热交换设计等内容。
1. 引言夹套反应釜是一种常用的反应设备，其主要由内胆、夹套和外壳组成。
夹套内部通有冷却水或加热介质，通过夹套与内胆之间的热交换，实现对反应物料的加热或冷却。
本文将详细描述夹套反应釜的设计过程，以便于读者理解和应用。
2. 夹套结构设计2.1 内胆设计夹套反应釜的内胆应具备较好的耐腐蚀性和密封性能。
根据反应物料的性质和工艺要求，可以选择不同材质的内胆，如不锈钢、玻璃钢等。
同时，内胆的结构设计也需考虑搅拌器的安装和运行。
2.2 夹套设计夹套的设计在夹套反应釜中起到重要的热交换作用。
夹套的结构可以分为内管夹套和外管夹套两种形式，根据具体要求进行选择。
同时，夹套的尺寸和形状也会影响热交换效果，需要进行合理设计。
2.3 外壳设计夹套反应釜的外壳设计主要考虑设备的安全性和耐压能力。
根据工艺要求和设备使用条件，选择合适的材料和结构参数，确保外壳的强度和密封性。
3. 热交换设计3.1 冷却介质选择在夹套反应釜的设计中，冷却介质的选择对于反应过程的控制和效果至关重要。
常见的冷却介质包括冷水、冷却剂等，根据实际工艺需求进行选择。
3.2 热交换面积计算热交换面积是夹套反应釜设计中的重要参数，其大小直接影响到反应过程的速度和效果。
根据反应物料的热传导特性和换热系数的估算，可以进行热交换面积的合理计算。
3.3 热传导计算热传导计算是热交换设计过程中的重要部分，用于确定热量在夹套和内胆之间的传导方式和传导速率。
根据热传导方程和温度梯度，进行热传导计算，从而得到合理的热交换设计方案。
4. 安全考虑在夹套反应釜的设计过程中，安全性是至关重要的考虑因素。
根据相关的安全标准和规范，设计人员需要确保设备在使用过程中能够安全可靠地运行。
包括适当的压力释放装置、泄漏检测装置等。
第章夹套反应釜设计
第章夹套反应釜设计夹套反应釜是一种广泛应用于化工工业中的反应设备，它由内胆、夹层和外壳组成。
夹层是位于内胆和外壳之间的空气间隙，其作用是在反应中提供保温和加热或冷却的功能。
夹套反应釜设计的主要目的是为了确保反应过程中的温度控制和反应物料的搅拌均匀。
夹套反应釜的设计需要考虑以下几个方面：1.内胆的选择：内胆一般由耐腐蚀的材料制成，如316L不锈钢或合金钢。
根据反应物料的特性，可以选择不同材质的内胆。
2.夹层的设计：夹层的设计主要包括夹层的尺寸、夹层的厚度和夹层的流动形式。
夹层尺寸的选择取决于所需的加热或冷却速率，夹层的厚度应保证夹层内的流体可以很好地流动，夹层的流动形式可以选择单通道或多通道。
3.外壳的设计：外壳主要起到保护内胆和夹层的作用，一般由碳钢或不锈钢制成。
4.加热和冷却介质的选择：加热和冷却介质可以是蒸汽、热水、导热油或冷却水，选择合适的介质取决于反应物料的特性和操作要求。
5.搅拌系统的设计：搅拌系统的设计需要考虑反应物料的粘度、密度和搅拌的强度。
搅拌系统可以选择机械搅拌或磁力搅拌，根据不同的需求进行选择。
6.温度控制系统的设计：温度控制系统应能够实现对夹套反应釜内温度的精确控制，可以选择PID控制或PLC控制。
除了以上的设计考虑因素，夹套反应釜的设计还需要考虑反应物料的安全性、操作的便利性和设备的可靠性。
在夹套反应釜设计过程中，还需要进行一系列的分析和计算，例如热力学分析、传热计算、应力分析等，以确保夹套反应釜在使用过程中的安全性和稳定性。
总之，夹套反应釜设计涉及多个方面的考虑因素，对于不同的反应物料和工艺要求，设计人员需要根据实际情况进行合理的选择和调整，以确保夹套反应釜的正常运行和反应的顺利进行。
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！。
夹套反应釜
化工机械课程设计学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺设计课题：夹套反应釜的设计（内压）组员：指导老师：设计时间：2012.11.26至2012.12.5目录一、夹套反应釜设计的内容和要求 ................................................... - 1 -1.1 设计内容： .............................................................................. - 1 -1.2 设计要求： .............................................................................. - 1 -二、夹套反应釜罐体和夹套的设计 ................................................... - 2 -2.1罐体和夹套的结构设计 ........................................................... - 2 -2.2 罐体几何尺寸计算 .................................................................. - 2 -2.2.1确定筒体内径 .................................................................. - 2 -2.2.2 封头的确定 ..................................................................... - 2 -2.2.3 确定筒体高度 ................................................................. - 3 -2.3 夹套的几何尺寸计算 .............................................................. - 3 -2.3.1 确定夹套的内径 ............................................................. - 3 -2.3.2 确定夹套的高度 ............................................................. - 4 -2.4 罐体及夹套的壁厚计算及强度校核 ...................................... - 4 -2.4.1 壁厚的计算 ..................................................................... - 4 -2.4.2 强度校核 ......................................................................... - 5 -2.4.3 水压校核 ......................................................................... - 5 -三、搅拌装置的选型 ........................................................................... - 7 -3.1搅拌器的选取 ........................................................................... - 7 -3.2 搅拌轴的选取 .......................................................................... - 7 -四、传动装置的选型 ........................................................................... - 8 -4.1传动装置的系统组成 ............................................................... - 8 -4.2 电机的选取 .............................................................................. - 8 -4.3 减速器的选取 .......................................................................... - 8 -4.4 选取凸缘法兰 .......................................................................... - 9 -4.5 选取安装底盖 .......................................................................... - 9 -4.6 选取机架 ................................................................................ - 10 -4.7 联轴器..................................................................................... - 10 -4.8反应釜的轴封装置 ................................................................. - 11 -4.9 传动轴..................................................................................... - 11 -五、其他附件.................................................................................... - 12 -5.1 法兰连接 ................................................................................ - 12 -5.2 支座......................................................................................... - 12 -5.3 人孔......................................................................................... - 13 -5.4 设备接口 ................................................................................ - 13 -一、夹套反应釜设计的内容和要求1.1 设计内容：设计一个夹套反应釜，确定该反应釜的规格尺寸、内筒、夹套、封头；画A2尺寸的该反应釜的装配图；对该反应釜的附件进行选型。
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过程装备课程设计说明书班级设计者学号指导老师日期 2005/9/18夹套反应釜的设计过程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3.设计要求（1）进行罐体和夹套设计计算；（2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5）设计凸缘及选择轴封形式；（6）绘制配料反应釜的总装配图；（7）从总装图中测绘一张零件图或一张部件图。
1罐体和夹套的设计1.1 确定筒体内径当反应釜容积V 小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和传动装置，通常i 取小值，此次设计取i ＝1.1。
一般由工艺条件给定容积V 、筒体内径1D 按式4-1估算：得D=1366mm. 式中 V －－工艺条件给定的容积，3m ； i ――长径比，11H i D =（按照物料类型选取，见表4-2） 由附表4-1可以圆整1D ＝1400，一米高的容积1V 米＝1.5393m1.2确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3，它的内径与筒体内径相同，釜体椭圆封头的容积由附表4-2 V 封＝0.43623m ，（直边高度取50mm ）。
1.3确定筒体高度反应釜容积V 按照下封头和筒体两部分之容积之和计算。
筒体高度由计算H1==（2.2-0.4362）/1.539=1.146m ，圆整高度1H ＝1100mm 。
按圆整后的1H 修正实际容积由式V=V1m ×H1+V 封=1.539×1.100+0.4362=2.1293m式中 V 封m --3封头容积，；1V 米――一米高的容积3m /m1H ――圆整后的高度，m 。
1.4夹套几何尺寸计算夹套的结构尺寸要根据安装和工艺两方面的要求。
夹套的内径2D 可根据内径1D 由1.4.1夹套高度的计算H2=（ηV-V 封）/V1m=0.755m 1.4.2.夹套筒体高度圆整为2H ＝800mm 。
1.4.3罐体的封头的表面积由《化工设备机械基础》附表4-2查的F 封=2.345。
1.4.4一米高的筒体内表面由《化工设备机械基础》附表4-1查的。
F1m=4.401.4.5实际的传热面积F==5.6665>3，由《化工设备机械基础》式4-5校核5.6665〉3所以传热面积合适。
2夹套反应釜的强度计算强度计算的参数的选取及计算均符合GB150-1998《钢制压力容器》的规程。
此次设计 的工作状态已知时，圆筒为外压筒体并带有夹套，由筒体的公称直径600N D ≥mm ，被夹套包围的部分分别按照内压和外压圆筒计算，并取其中较大者。
2.1设备选用Q-235-A 优质沸腾碳素钢。
2.2设计的设备有工艺参数给定的内压为1p ＝0.25MPa 。
2.3夹套内的设计压力由工艺参数给定为2p ＝0.30MPa 。
2.4罐体内的设计温度1100t <℃。
2.5夹套内的设计温度2150t <℃。
2.6在加压和工作状态下要考虑液柱的高度由《化工设备机械基础课程设计指导书式P1h=0.01MPa2.7计算压力2.8 夹套的液柱静压力20H p MP =P1c=P1+P1h=0.25+0.01=0.26MPa 。
2.9 计算压力2c p ＝2p2.10通过焊接的容器，其焊缝中可能存在一定的缺陷，而且在焊缝附近会由于受热而引起组织结构的变化，从而成为薄弱环节，因此在计算是要加入焊缝系数可按《过程设备设计》表4-5选取φ＝0.85做为其接头系数。
2.11设计温度下的材料许用应力[]t σ由《化工设备机械基础》表9-5查取[]tσ＝113。
2.12罐体的筒体的计算厚度。
δ1=P1cD1/（2[б]t Φ-P1c ）=0.26×1300/（2×113×0.85-0.26） =1.897mm2.13夹套的筒体的计算厚度 δ2=P2cD2/（2[б]t Φ-P2c ）=0.3×1400/（2×113×0.85-0.3） =2.346mm 。
2.14罐体封头的计算厚度δ1′=P1cD1/（2[б]t Φ-0.5P1c ）=0.26×1300/（2×113×0.85-0.5×0. 26） =1.896mm2.15夹套封头的计算厚度δ2′=P2cD2/（2[б]t Φ-0.5P2c ）=0.3×1400/（2×113×0.85-0.3×0.5） =2.344mm2.16钢板的厚度负偏差1C 由《过程设备设计》表4-2取10.6C mm =。
2.17腐蚀裕量 C2=2.0mm2.18由此的厚度附加量。
C=C1+C2=2.6mm2.19则罐体筒体的设计厚度δ1c=δ1+C2=3.879mm 2.20则夹套筒体的设计厚度δ2c=δ2+C2=4.436mm 2.21罐体封头的设计厚度δ1c ′=δ1′+C2=3.389mm 2.23夹套封头的设计厚度δ2c ′=δ2′+C2=4.344mm2.24对于碳素钢或是低合金钢规定筒体的最小厚度不应小于3mm ，若加上腐蚀裕量2mm ，则名义厚度至少应取5mm ，由钢板的标准规格名义厚度取为6mm 。
2.25罐体筒体的名义厚度1n δ取6mm 。
2.26夹套筒体的名义厚度2n δ取6mm 。
2.27罐体封头的名义厚度'1n δ取6mm 。
2.28夹套封头的名义厚度'2n δ取6mm 。
3稳定性计算各国的设计规范均推荐采用图算法，此次设计的也采用图算法。
由罐体圆筒11o n D δ＝168所以是薄壁圆筒，仅需进行稳定性校核。
3.1假设罐体筒体的名义厚度1n δ为8mm 。
3.2在内压计算时由《过程设备设计》表4-2可以查6mm 的钢板厚度负偏差C 1=0.6mm ，腐蚀裕量主要是防止容器在受压的条件下由于均匀腐蚀，机械磨损而导致的厚度消弱减薄，筒体和封头都要考虑，对于碳素钢和底合金钢2C 不小于 1.0mm 。
此处取22C mm =，C=C 1+C 2=2.6mm 。
3.3罐体筒体的有效厚度δ1e=δ1n-C=8-2.6=5.4mm 。
3.4罐体筒体的外径 D1o=1416mm3.5由《化工设备机械基础》查椭圆封头的曲边高度h1=350mm ，直边高度h2=50mm ，筒体的计算L=H2+1/3h1+h2=966.7mm 。
3.6计算系数L/D10=0.683。
3.7计算系数D10/δ1e=262.23.8以1o L D 和11o e D δ的值由《过程设备设计》图4-7做为计算图查得A 值A ＝0.00045。
3.9由所选的材料为碳素钢由《过程设备设计》查4-6做为计算图查B 的值B ＝88。
3.10由《过程设备设计》的式4-26计算许用压力[p]，[P]=B/ D1o/δ1e=88/197.2=0.33>0.3MPa3.11假设罐体封头的名义厚度'1n δ为8mm 。
3.12在内压计算时由《过程设备设计》表4-2可以查8mm 的钢板厚度负偏差10.8C mm =，腐蚀裕量主要是防止容器在受压的条件下由于均匀腐蚀，机械磨损而导致的厚度消弱减薄，筒体和封头都要考虑，对于碳素钢和底合金钢2C 不小于1.0mm 。
此处取22C mm =，11220.8 2.8C C C mm =+=+=。
3.13罐体封头的有效厚度δ1e=δ1n-C=8-2.8=5.2mm 。
3.14罐体筒体的外径D1o=1416mm 。
3.15筒体的计算L=H2+1/3h1+h2=966.7mm 。
3.16可以由《过程设备设计》式4-89得 A=0.0007。
3.17由《过程设备设计》图4-7可以查的相应的98B =。
3.18许用外压力[P]=B/ D1o/δ1e=98/197.2=0.36>0.3MPa罐体封头的名义厚度取为'1n δ为8mm 。
4．水压试验校核出材料本身的缺陷外，压力容器在制造过程中由于焊缝的存在可能会有缺陷存在，为了考察缺陷对压力容器的影响，压力容器完成后要进行压力试验。
对于内压容器耐压试验的目的是为了在超压的情况下缺陷是不是会迅速扩展开了，酿成事故，同时检测密封结构的密封性能。
4.1内压容器圆筒试验压力按《过程设备设计》式4-87 P 1T =0.3125MPa 。
4.2夹套的水压试验压力按《过程设备设计》式4-87 P 2T =0.375MPa 。
4.3材料在屈服点的应力бs=235MPa 。
4.4 бT =179.8MPa 。
4.5罐体圆筒的应力б1T =P 1T （D 1+δ1e ）/2δ1e=40.7MPa ＜179.8MPa 。
4.6夹套圆筒的应力 б2T =P 2T （D 2+δ 2 e ）/2δ 2 e=88.4MPa ＜179.8MPa。
所以压力试验合格，所选的厚度合适。
5 搅拌轴的设计搅拌轴的设计与一般的机械轴的设计方法与一般的传动轴相同。
此处选轴的材料为45钢。
5.1轴的功率p 为4kw 。
5.2轴的转速为250min r 。
5.3轴的材料为45。
5.4轴所传递的扭矩69.5510152.8/pT N mm n-=⨯=。
5.5所选的45钢的许用剪切应力[]τ为35MP 。
5.6系数A 。
取为112。
5.7轴端直径28.22mm d ≥5.8开1 个键槽轴径扩大5《过程设备设计》：28.22×（1＋0.05）＝29.63mm 5.9圆整轴径，即直径d ＝40mm 5.10连轴器选用`6 V 带轮的设计计算内容和步骤6.1传动的额定功率P 为5.5KW6.2查附表5－4则取Y132M1-6型电机6.3小带轮转速n 1=960r/min 6.4大带轮转速2250/min n r = 6.5工况系数K A ＝1.26.6设计功率P d=1.2×5.5=6.6KW 6.7选V 带型号B 型带6.8传动比i=960/250=3.84 6.9小皮带计算直径选160mm6.10验证代速v=πD1n1/60×1000=8.04m/s>5m/s6.11所选定速度应在最大25～30和最小5之间，正好符合要求。
所以选小带轮的直径为160mm 。
6.12 滑动率ε取0.02。
6.13大带轮的计算直径D2=（n1/n2）D1（1-ε）=960/250×160×（1-0.01） =602.1mm所以取大带轮的直径为630mm 。
6.14 初定中心距由21210.7()2()o d d a d d +<<+所以取o a ＝1000。
6.15 可以计算带的基准长度为do L 可以有式计算得到并且要在最大最小距离之间，do L =2a+π/2（D 1+D 2）+（D 2-D 1）（D 2-D 1）/4a=2×1000+3.14/2（160+630）+（630-160）（630-160）/4×1000 =3295.5.1mm在最大最小距离之间。