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Q
Q=[(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=332.4kg
Q2为釜体和夹套封头重载荷，查附表4-3
D 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=230.59kg
Q3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。

由附表4-3，有：
D g=1100mm的封头容积V封=0.2122m3 1米筒节的容积V1=0.958 m。

故
Q3=9.8V r=9.8（2V封+1.0V1米）
=9.8（2ⅹ0.2122+1.0ⅹ0.958）ⅹ1000
=13547.52N
则：
Q3=13547.52/9.8=1382.4kg。

Q4=为保温层加附件重载荷，手孔重载荷忽略，其它附件1000N。

m=332.4+230.59+1382.4+1000/9.8=2047.43kg
（2）初定支座的型号及数量并算出安装尺寸Φ
容器总重量约2047.43kg，选B3型支座本体允许载荷Q=30KN四个。

Φ=(D1+2δn+δ3)-(b2-2δ2) +2(l2-s1)
=(1000+2×8+2×8)-(125-2×8)+2(205-50)=1233mm
确定水平力P，因为容器置于室内，不考虑风载，所以只计算水平地震力Pe，根据抗震8度取аe=0.45，于是
Pe =0.5×0.45×2047.43×9.8=4.515KN
确定偏心载荷及偏心距。

偏心载荷Ge几乎没有，可忽略，于是偏心距S e也为零。

(h取180mm)，则：Q =[（2047.43×9.8）/（0.83×4）+（4×4515×180）/（4×1233）] ×10-3=6.70KN
M=Q(l2-s1)/10=6.70×(205-50)/ 1000=1.039KN·m 当δe=8-2.8=5.2mm,DN=1000mm,筒体内压P=0.2Mpa,材料Q235-B用B3型耳式支座时，[M]=1.7KN·m>1.039 KN·m,所以容器选用B3型耳式支座是没问题
的。

3、手孔、视镜选择：
（1）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 MFM H1=160mm, H2=90mm, m=24.2kg。

（2）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
4、选择接管、管法兰、设备法兰：
1、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=1000mm,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 1000-0.6 ；具体资料如下：
D=1130mm, D1=1090mm, D2=1055mm, D3=1045mm, D4=1042mm, d=23mm;
螺柱M20, 数量 36；凸面法兰质量：80.85kg，凹面法兰质量：78.46kg
（2）、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。

根据DN=65mm,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=76mm，法兰外径D=160mm，法兰理论质量为1.61kg。

（4）、图中f接管公称尺寸为40mm。

根据DN=40mm,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=45mm，法兰外径D=130mm，法兰理论质量为1.20kg。

2、接管：
查参考文献2的附表4-12，根据各种零件的DN不同， PN=1.0Mpa，选取保温设备接管，由资料可知接管的伸出长度一般为从法兰密封面到壳体外径为150 mm，则接管a.b.d.e.f.g长均为1500mm。