搅拌釜式反应器课程设计书

大连民族学院

生命科学学院

化工设备课程设计

题目：搅拌反应釜课程设计

*名：**

学号：**********

系部：化学工程系

专业班级：化工142

指导教师：***

时间：2016.11.21至2016.11.28

搅拌釜式反应器课程设计任务书

一、设计内容安排

1. 釜式反应器的结构设计

包括：设备结构、人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。

2. 设备壁厚计算及其强度、稳定性校核

3. 筒体和裙座水压试验应力校核

4. 编写设计计算书一份

5. 绘制装配图一张（电子版）

二、设计条件

三、设计要求

1.学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计；

2.根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。

四、设计说明书的内容

1.符号说明

2.前言

（1）设计条件；

（2）设计依据；

（3）设备结构形式概述。

3.材料选择

（1）选择材料的原则；

（2）确定各零、部件的材质；

（3）确定焊接材料。

4.绘制结构草图

（1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图；

（2）确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及

环向位置，以单线图表示；

（3）标注形位尺寸。

5.标准化零、部件选择及补强计算：

（1）接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。内容包括：代号，PN,DN,

法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。

（2）人孔选择：PN,DN,标记或代号。补强计算。

（3）其它标准件选择。

6.结束语：对自己所做的设计进行小结与评价，经验与收获。

7.主要参考资料。

目录

搅拌釜式反应器设计条件 (1)

1 确定筒体的直径和高度 (2)

2. 确定夹套的直径和高度 (2)

3. 确定夹套的材料和壁厚 (3)

4. 确定内筒的材料和壁厚 (3)

5. 水压试验及其强度校核 (5)

6. 选择釜体法兰 (6)

7. 选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 (6)

8. 选择搅拌传动装置和密封装置 (7)

9. 校核L1/ B和L1/d (8)

10. 容器支座的选用计算 (8)

11. 选用手孔、视镜、温度计和工艺接管 (9)

12 参考资料 (10)

13 设计感想 (11)

搅拌釜式反应器设计条件

工艺条件

工艺条件图

1 确定筒体的直径和高度

根据反应釜的设计要求，对于液－液相类型H/Di=1～1.3，选取H/D i =1.3 得，由D i ≈3

/4Di H V π= 33

.135

.94⨯⨯π＝2.09m ； 圆整（间隔100mm ）到标准公称直径系列，选取筒体直径D i ＝2100mm 。 查标准封头参数资料得DN ＝2100mm 时，标准椭圆封头高度h 1=565mm ，直边高度h 2=40mm ，内表面积F n =5.04m 2，容积V h =1.41m 3。 计算得每米高圆筒的体积V 1＝1/4π*2.12=3.46m 3

H=

1V V V h -=46

.304.535.9-=2.392m 筒体高度圆整为H ＝2400m

于是H/D=2400/2100=1.142 核查结果符合原定范围内。

2. 确定夹套的直径和高度

夹套的内径 D j =D i +100=2200mm ,投料系数0.85，则直筒夹套高度： H j =

4

4.158

.185.0*35.92

⨯-π=1.820m 圆整夹套高度，选取H j =1900mm

则间隙H 0=H －H j =2400-1900=500mm 这样便于筒体法兰螺栓的装拆 验算夹套传热面积 F ＝L 1H j +F n =12.74>7.1m 2 即夹套传热面积符合设计要求

3. 确定夹套的材料和壁厚（内压式容器）

夹套选取Q235－A （又称为A3钢）的材质，可以知道板厚在4～20mm ，设计温度在150℃时Q235－A 的许用应力[σ]t =113MPa ，因为有夹套有安全阀，所以P ＝1.1P w 那么Pj ＝0.33MPa ，因为内部夹套无法探伤，故取φ＝0.60 根据夹套的钢板厚度负偏差c 1=0.6mm ，单面腐蚀取腐蚀余量c 2=1.0mm 。

则c=c1+c2=0.6+1.0=1.6 直筒夹套的壁厚计算如下:

t d =

P Dj P t

-⨯⨯φσ][2+C=33

.0-6.011322200

33.0⨯⨯⨯+1.6=6.967mm 标准椭圆形夹套封头的壁厚为:

t=

P Dj P t

5.0][2-⨯φσ+C=

6.133

.05.06.011322200

33.0+⨯-⨯⨯⨯=6.960mm 圆整至钢板规定尺寸，选取夹套的筒体和封头壁厚均为6mm 。

夹套最大允许工作压力（MPa ）[]MPa t Dj t P 455.06

22006

6.011322max max t

max =+***=+⨯⨯=ϕσ

夹套安全系数=0.455/0.33=1.378（符合要求）

4. 确定内筒的材料和壁厚（外压式容器）

设筒体厚度t (mm)，初步取负偏差c 1=0.8mm ，腐蚀裕度c 2=2mm 则筒体有效壁厚：12e t t c c =-- （mm ）

圆筒外径：)8.2(22200)(*2*221i 0++=+++=+=εεt c c t D t D D i （1）