搅拌反应釜课程设计
连续搅拌釜式反应器课程设计
摘要在工业过程中，温度是最常见的控制参数之一，反应器温度控制是典型的温度控制系统。
对温度的控制效果将影响生产的效率和产品的质量，如果控制不当，将损害工艺设备，甚至对人身安全造成威胁。
因此反应器温度的控制至关重要。
连续搅拌釜式反应器是化学生产的关键设备，是一个具有大时滞、非线性和时变特性、扰动变化激烈且幅值大的复杂控制对象。
结合控制要求，通过分析工艺流程，本论文设计了串级PID分程控制方案。
方案选定后，进行了硬件和软件的选择。
硬件上选用西门子公司的S7-200 PLC，并用相应的STEP7软件编程。
利用Matlab 7.0对系统进行了仿真。
关键词：温度反应器串级PID 西门子S7-200PLCAbstractIn the industrial process, temperature is one of the most common control parameters, reactor temperature control system is a typical temperature control system. The temperature control effect will influence the production efficiency and product quality, if it is not controlled properly, process equipment will be damaged, even personal safety will be threatened. Thus the reactor temperature control is essential.Continuous stirred tank reactor is the key equipment in chemical production, it is a complicated control object with a large time delay, nonlinearity,time-varying characteristics and drastic changes and large amplitude disturbance. Combined with the control requirements, in this paper I design the cascade PID control scheme after a careful analysis of the production process.The hardware and software selection are done following the selection of control scheme. As to hardware, the S7-200 PLC of Siemens is chosen, and the corresponding software STEP7 is chosen for programming.Matlab7.0 work for the simulation.Keywords：temperature cascade PID Siemens S7-200 PLC毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
反应釜机械课程设计
反应釜机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反应釜的基本结构及其在化工生产中的应用，掌握反应釜的机械原理。
2. 使学生掌握反应釜的常见操作流程，了解反应釜的安全操作规程。
3. 帮助学生了解反应釜的维护与保养知识，提高设备使用寿命。
技能目标：1. 培养学生运用反应釜进行实验操作的能力，提高实验操作的准确性和安全性。
2. 培养学生分析和解决反应釜操作过程中出现问题的能力，提高解决问题的实际操作技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程设备的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 增强学生的团队合作意识，培养学生在实验过程中的责任心和安全意识。
3. 通过对反应釜操作的学习，引导学生树立环保意识，认识到化学工业在环境保护中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，注重理论联系实际，强调学生的动手操作能力和问题解决能力的培养。
学生特点：学生处于高年级阶段，具有一定的化学基础和实验操作能力，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，以学生为主体，提高学生的参与度和积极性。
通过课程学习，使学生能够达到预设的知识、技能和情感态度价值观目标。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 反应釜的基本结构及其工作原理- 理解反应釜的构造，包括釜体、搅拌装置、加热装置、冷却装置等部分。
- 掌握反应釜的工作原理，及其在化学反应过程中的作用。
2. 反应釜的操作流程与安全规程- 学习反应釜的标准操作流程，包括启动、运行、停车等环节。
- 掌握反应釜的安全操作规程，了解事故预防及应急处理方法。
3. 反应釜的维护与保养- 介绍反应釜的日常维护方法，包括清洁、润滑、紧固等。
- 了解反应釜的定期检查内容，保证设备的正常运行。
4. 反应釜在化工生产中的应用实例- 分析反应釜在不同化工生产过程中的应用，强化理论知识与实际生产的联系。
搅拌反应釜课程设计
课程设计说明书专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。
二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。
所附设备安装用计算机绘图画出。
三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。
目录一、设计任务书 (5)二、设计方案简介 (6)1.1罐体几何尺寸计算 (7)1.1.1确定筒体内径 (7)1.1.2确定封头尺寸 (8)1.1.3确定筒体高度 (9)1.2夹套几何计算 (10)1.2.1夹套内径 (10)1.2.2夹套高度计算 (10)1.2.3传热面积的计算 (10)1.3夹套反应釜的强度计算 (11)1.3.1强度计算的原则及依据 (11)1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (12)1.3.2.1压力计算 (12)1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (12)1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14)1.3.4水压试验校核 (16)（二）、搅拌传动系统 (16)2.1进行传动系统方案设计 (17)2.2作带传动设计计算 (17)2.2.1计算设计功率Pc (17)2.2.2选择V形带型号 (17)2.2.3选取小带轮及大带轮 (17)2.2.4验算带速V (18)2.2.5确定中心距 (18) (18)2.2.6 验算小带轮包角12.2.7确定带的根数Z (18)2.2.8确定初拉力Q (19)2.3搅拌器设计 (19)2.4搅拌轴的设计及强度校核 (19)2.5选择轴承 (20)2.6选择联轴器 (20)2.7选择轴封型式 (21)（三）、设计机架结构 (21)（四）、凸缘法兰及安装底盖 (22)4.1凸缘法兰 (22)4.2安装底盖 (23)（五）、支座形式 (23)5.1 支座的选型 (23)5.2支座载荷的校核计算 (25)(六)、容器附件 (26)6.1手孔和人孔 (26)6.2设备接口 (27)6.2.1接管与管法兰 (27)6.3视镜 (28)四、设计结果汇总 (31)五、参考资料 (33)六、后记 (35)七、设计说明书评定 (36)八、答辩过程评定 (36)一、设计任务书设计题目：夹套反应釜的设计设计条件：设计参数及要求设计参数及要求简图容器内夹套内工作压力/MPa 0.18 0.25设计压力/MPa 0.2 0.3工作温度/℃100 130设计温度/℃<120 <150介质染料及有机溶剂水蒸气全容积/m3 2.5操作容积/ m3 2.0传热面积/ m2>3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q245R搅拌器型式浆式200搅拌轴转速/(r/min)轴功率/kW 4工艺接管表符号公称尺寸连接面形式A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 进料口C1，2100 - 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 冷凝水出口设备安装场合室内二、设计方案简介三、工艺计算及主要设备计算（一）、罐体和夹套的结构设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。
搅拌釜式反应器课程设计
搅拌釜式反应器课程设计任务书一、设计内容安排1. 釜式反应器旳构造设计包括：设备构造、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、设计规定1.学生要按照任务书规定，独立完毕塔设备旳机械设计；2.根据设计计算书、图纸及平时体现综合评分。
四、设计阐明书旳内容1.符号阐明2.序言（1）设计条件；（2）设计根据；（3）设备构造形式概述。
3.材料选择（1）选择材料旳原则；（2）确定各零、部件旳材质；（3）确定焊接材料。
4.绘制构造草图（1）按照工艺规定，绘制工艺构造草图；（2）确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部重要零部件旳轴向及环向位置，以单线图表达；（3）标注形位尺寸。
5.原则化零、部件选择及补强计算：（1）接管及法兰选择：根据构造草图统一编制表格。
内容包括：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标识，用途）。
补强计算。
（2）人孔选择：PN,DN,标识或代号。
补强计算。
（3）其他原则件选择。
6.结束语：对自己所做旳设计进行小结与评价，经验与收获。
7.重要参照资料。
【设计规定】：1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及阐明应清晰；3.所有原则件均要写明标识或代号；4.设计计算书目录要有序号、内容、页码；5.设计计算书中与装配图中旳数据一致。
假如装配图中有修改，在阐明书中要注明变更；6.设计计算书要有封面和封底，均采用A4纸，正文用小四号宋体，行间距1.25倍，横向装订成册。
目录0.搅拌釜式反应器设计条件 ............................................................................. 错误!未定义书签。
1.确定筒体旳直径和高度 ................................................................................. 错误!未定义书签。
搅拌反应釜设计要点
<<化工容器>>课程设计—搅拌反应釜设计姓名: 余景超学号: **********专业: 过程装备与控制工程学院: 化工学院指导老师: 淡勇老师2013年 6 月18 日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计参数1. 3 设计步骤二罐体和夹套的结构设计2. 1 几何尺寸2. 2 厚度计算2. 3 最小壁厚2. 4 应力校核三传动部分的部件选取3.1 搅拌器的设计3.2 电机选取3.3 减速器选取3.4 传动轴设计3.5 支撑与密封设计四标准零部件的选取4.1 手孔4.2 视镜4.3 法兰4.4 接管五参考文献一设计内容概述（一）设计内容：设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa 0.18 0.25设计压力，MPa 0.2 0.3工作温度，℃100 130设计温度，℃120 150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, 3m 1.0 操作容积, 3m0.80 传热面积, 2m 3腐蚀情况微弱推荐材料Q235--A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A 25 蒸汽入口B 25 加料口C 80 视镜D 65 温度计管口E 25 压缩空气入口F 40 放料口G 25 冷凝水出口H 100 手孔（二）设计要求：压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。
安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。
经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。
搅拌容器常被称为搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌釜式反应器，简称反应釜。
反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。
反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。
压力容器的设计，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。
若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。
强度计算书的内容至少应包括：设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。
反应釜的设计课程设计
反应釜的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反应釜的基本结构及其在化学工业中的应用。
2. 掌握反应釜设计中涉及的关键参数，如温度、压力、搅拌速度等。
3. 学习反应釜的材料选择原则及其对反应过程的影响。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行反应釜初步设计的能力，包括选型、计算和材料选择。
2. 提高学生通过实验、图表分析等手段解决实际问题的能力。
3. 学会使用专业软件或工具对反应釜设计进行模拟和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程学科的兴趣，激发其创新意识和探索精神。
2. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中充分考虑安全、环保和节能等因素。
3. 培养学生的团队协作精神和沟通能力，使其在项目实施过程中能够有效分工与协作。
本课程针对高中化学或物理学科，结合学生年级特点，以提高学生的实践操作能力和创新思维为核心。
课程设计注重理论知识与实践应用的结合，鼓励学生通过实验和案例分析，掌握反应釜设计的基本原理和方法。
通过本课程的学习，期望学生能够达到上述目标，为未来进一步学习相关专业打下坚实基础。
二、教学内容1. 反应釜的基本概念与结构- 介绍反应釜的定义、分类及其在化学工业中的应用。
- 分析反应釜的主要组成部分，如釜体、搅拌装置、加热和冷却系统等。
2. 反应釜设计原理与关键参数- 探讨反应釜设计的基本原则，包括材料选择、热力学和动力学考虑。
- 讲解温度、压力、搅拌速度等关键参数对反应过程的影响。
3. 反应釜设计方法与步骤- 引导学生了解反应釜设计的流程，包括需求分析、选型、计算、材料选择等。
- 指导学生运用相关公式和图表进行反应釜设计计算。
4. 反应釜设计实践案例分析- 分析典型反应釜设计案例，让学生了解实际工程中的应用。
- 组织学生进行小组讨论，分析案例中的设计优缺点。
5. 反应釜设计模拟与优化- 引导学生使用专业软件或工具进行反应釜设计的模拟和优化。
- 指导学生通过调整设计参数，提高反应釜的性能和安全性。
反应釜课程设计说明书
反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.03m ；搅拌轴的转速为200/min r ,轴的功率为4kw;搅拌桨的形式为推进式；装置上设有5个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、1个温度计管口。
反应釜设计的内容主要有：（1） 釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2） 夹套的的强度、刚度计算和结构设计； （3） 设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰； （4） 人孔的选型及补强计算； （5） 支座选型及验算； （6） 视镜的选型；（7） 焊缝的结构与尺寸设计； （8） 电机、减速器的选型；（9） 搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）选择联轴器； （11）设计机架结构及尺寸； （12）设计底盖结构及尺寸； （13）选择轴封形式；（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。
第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN 的确定 1.1.1 釜体DN 的确定将釜体视为筒体，取L/D=1.1 由V=(π/4)L D i 2，L=1.1i D 则=Di 31.140.1π⨯⨯，m Di 0.1=，圆整mm Di 1000= 由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1000= 1.1.2釜体PN 的确定由设计说明书知釜体的设计压力PN ＝0.2MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1设计参数的确定设计压力p1：p1＝0.2MPa ；液柱静压力 p1H=10^(-6)×1.0×10^3×10×1.1=0.011MPa 计算压力p1c ： p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa ； 设计温度t1： <100℃ ； 焊缝系数Φ： Φ＝0.85许用应力[]t σ：根据材料Q235-B 、设计温度<100℃，由参考文献知[]t σ＝113MPa ；钢板负偏差1C ：1C ＝0.6mm （GB6654-96）； 腐蚀裕量2C ：2C ＝3.0mm 。
化工容器搅拌反应釜设计说明书
<<化工容器>>课程设计—搅拌反应釜设计:学号:专业:学院:指导老师:年月日目录一设计容概述1. 1 设计要求1. 2 设计步骤1. 3 设计参数二罐体和夹套的结构设计2. 1 几何尺寸2. 2 厚度计算2. 3 最小壁厚2. 4 应力校核三传动部分的部件选取3.1 搅拌器的设计3.2 电机选取3.3 减速器选取3.4 传动轴设计3.5 支撑与密封设计四参考文献一设计容概述（一）设计要求：压力容器的基本要安全性和经济性的统一。
安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。
经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。
搅拌容器常被称为搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌釜式反应器，简称反应釜。
反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。
反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。
压力容器的设计，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。
若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。
强度计算书的容至少应包括：设计条件，所用规和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。
设计图样包括总图和零部件图。
设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。
设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等容。
简图示意性地画出了容器的主体，主要件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的容。
（二）设计步骤：1.进行罐体和夹套设计计算；2.搅拌器设计；3.传动系统设计；4.选择轴封；5.选择支座形式并计算；6.手孔校核计算；7.选择接管，管法兰，设备法兰。
（三）设计参数：设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa 0.18 0.25设计压力，MPa 0.2 0.3工作温度，℃100 130设计温度，℃120 150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, 3m 1.0 操作容积, 3m0.80 传热面积, 2m 3腐蚀情况微弱推荐材料Q235--A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A 25 蒸汽入口B 25 加料口C 80 视镜D 65 温度计管口E 25 压缩空气入口F 40 放料口G 25 冷凝水出口H 100 手孔二、罐体和夹套的结构设计(一) 几何尺寸1-1全容积 V=1.0m 3 1-2 操作容积V 1=0.80 m 3 1-3 传热面积 F=3m 2 1-4 釜体形式：圆筒形 1-5 封头形式：椭圆形 1-6 长径比 i= H 1/ D 1=1.61-7 初算筒体径 1D ≈ 带入计算得：1D ≈0.9267m 1-8 圆整筒体径 1D =1000mm1-9 1米高的容积1m V 按附表D-1选取 1m V =0.785 m 3 1-10 釜体封头容积1V 封 按附表D-2选取 1V 封=0.1505 m 3 1-11 釜体高度1H =(V-1V 封)/ 1m V =1.08m 1-12圆整釜体高度1H =1100mm1-13 实际容积V=1m V *1H +1V 封=0.636*1.43m +0.11133m =1.0143m 1-14 夹套筒体径2D 按表4-3选取得：2D =1D +100=1100mm 1-15 装料系数η=V 操/V=0.8 1-16操作容积V 操=0.83m1-17 夹套筒体高度2H ≥(ηV-1V 封)/1m V =0.827 1-18 圆整夹套筒体高度2H =900mm1-19 罐体封头表面积1F 封 按附表D-2选取 F 1封=1.16252m 1-20 一米高筒体表面积 1m F 按附表D-1选取 F 1m =3.142m1-21 实总传热面积 按式4-5校核 F=F 1m *H 2+F 1封=3.14*0.9+1.1625=3.6252m >32m 。
教学设计 模块四 搅拌反应釜03
教学设计模块四搅拌反应釜实训二拆装密封装置教学对象化学工艺专业授课日期教学内容拆装密封装置计划学时3个课时教学目标知识目标技能目标素养目标能认识各种搅拌器的密封装置，并能描述其结构特点和密封效果。
能正确拆装密封装置，更换密封填料或密封圈。
培养学生规范操作的职业能力；培养学生解决问题的能力。
学情分析由于《化工设备基础》是化学工艺专业的一门重要的专业基础课，是学生日后从事化工操作的理论和实践的基础，因此学生都很重视，学习的主动性、积极性都较高。
在学习本课程之前，学生已学习了搅拌反应釜的其它知识，进行了搅拌装置的拆装，对设备的学习有了一定的基础，这些都将有利于学生对密封装置拆装的学习和掌握。
教学策略选择与设计教学方法分析通过项目引领，任务驱动，抓住学生的兴趣点和好奇心，引导学生不断学习，步步深入，多动手，着重解决实际问题，使学生在实践中学习。
学法分析任务驱动法、小组合作法、独立学习法、讨论法参考资料《化工设备基础》聂延敏主编工具媒体多媒体、PPT、间歇反应釜实训室503、实训指导书、任务单时间分配教学过程设计教学方式5分钟【引入】一、创设情境：职高实习生小李，在某企业做化工巡检工，某天小李和师傅在巡查时发现一搅拌反应釜出现异常，需要拆开修理。
小李需要根据图纸在师傅的指导和协助下完成搅拌反应釜密封装置的拆装和清理。
讲授法10分钟二、发布任务根据搅拌反应釜的图纸对搅拌反应釜的密封装置进行拆装训练。
项目引领、任务驱动法20分钟三、制定计划1、观察搅拌反应釜密封装置的结构，根据所学知识，填写下表轴封装置结构特点及密封效果填料密封填料填料箱衬套压盖机械密封动环和静环弹簧加荷装置2、根据实训的的目的和要求，制定密封装置拆装的计划40分钟四、任务实施任务一、认识搅拌反应釜密封装置的结构任务二、安全教育任务三、工具领取任务四、搅拌反应釜密封装置拆卸任务五、搅拌反应釜密封装置结构认识任务五、更换密封填料或密封圈任务六、加水试验任务七、场地清理项目引领、任务驱动法小组合作法5分钟五、检查与评价1、根据任务完成情况填写评价表，进行自评、互评和小组评价2、学生对自己的学习情况进行总结5分钟【巩固练习】手指口述密封装置拆装的操作步骤练习法5分钟【小结】1、学生小结：通过本堂课的学习，你学到了哪些知识？是否掌握了搅拌反应釜密封装置拆装的技术？书写在课堂小结里。
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。
搅拌反应釜计算设计说明书
课程设计设计题目------ 搅拌式反应釜设计学生姓名学号专业班级一过程装备与控制工程指导教师“过程装备课程设计”任务书设计者姓名：班级：学号:指导老师：日期：1.设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜2.设计参数和技术特性指标设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa工作温度，C设计温度，C v 100v 150介质有机溶剂蒸汽3全容积，m3~操作容积，m2传热面积，m> 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250 r/min轴功率 3 kW接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A25PL/RF蒸汽入口B65PL/RF加料口C l,2100视镜D25PL/RF温度计管口E25PL/RF压缩空气入口F40PL/RF放料口G25PL/RF冷凝水出口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）绘制皮带轮和传动轴的零件图1罐体和夹套的设计1.1确定筒体内径表4-2 几种搅拌釜的长径比i值当反应釜容积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D1按式4-1估算：得D=1084mm.式中V ----- 工艺条件给定的容积，m3；Hi――长径比，i」（按照物料类型选取，见表4-2 ）D1由附表4-1可以圆整D1 = 1100，一米高的容积乂米=0.95 m31.2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 M = 0.198m3，（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。
筒体高度由计算屮==(2.2-0.198)/0.95=0.949m，圆整高度H, = 1000mm。
搅拌反应釜计算设计说明书
搅拌反应釜计算设计说明书课程设计设计题目搅拌式反应釜设计学生姓名学号专业班级过程装备与控制工程指导教师“过程装备课程设计”任务书设计者姓名：班级：学号：指导老师：日期：1.设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜2.设计参数和技术特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工作温度，℃设计温度，℃＜100 ＜150介质有机溶剂蒸汽全容积，m3操作容积，m3传热面积，m2 ＞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250 r/min轴功率 3 kW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C1,2 100 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）绘制皮带轮和传动轴的零件图1罐体和夹套的设计1.1 确定筒体内径表4-2 几种搅拌釜的长径比i值当反应釜容积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，一般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=1084mm.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能够圆整1D ＝1100，一米高的容积1V 米＝0.953m 1.2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＝0.1983m ，（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。
搅拌反应釜设计1
化工设备机械基础课程设计题目：搅拌反应釜设计一、设计任务书试设计一搅拌反应釜，设计参数见技术特性表、管口表和工艺条件图，使用地点：某精细化工厂。
技术特性表工作压力（MPa）釜内0.20夹套0.40工作温度（℃）釜内≤120夹套≤150介质釜内溶液搅拌型式圆盘涡轮式夹套水蒸气转速160r/min 腐蚀情况轻微功率 5.6kw操作容积 2.0m3夹套传热面积12.0m2使用地点某精细化工厂推荐材料釜体和封头：16MnR夹套： Q235-C管口表编号名称公称直径Dg（mm）编号名称公称直径Dg（mm）a 安全阀40 e 液面计压力表25b1-2视镜80 f 手孔250c1-2进料管50 g 进蒸汽35d 温度计65 h 出料管65i 排凝液管25开孔位置:Ф950工艺条件图按照设计任务书提供的工艺条件，选定容器的型式和材料后，进行反应釜的机械设计，主要是计算釜体和夹套的尺寸；选择搅拌器和设计搅拌轴；选择搅拌的传动装置和轴封装置；选择法兰、支座和各种工艺接管，并核算开孔补强；绘制装配图；编写设计计算说明书。
二、设计内容、方法和步骤1.确定釜体的直径和高度1.1根据要求选择釜体、封头和夹套的材料选择16MnR材料作为釜体和封头的材料;选择Q235-C作为夹套的材料。
1.2确定设计温度与设计压力设计温度：150℃装有安全阀，设计压力P C=1.10P W设计压力：釜内最大工作压力为0.20Mpa设计压力=1.10×0.22Mpa=0.22Mpa夹套最大工作压力为0.4Mpa，设计压力=1.10×0.4Mpa=0.44Mpa 1．3选取反应釜装料系数和反应釜的H/D装料系数常取0．7—0．85。
本设计取η=0．8。
选取反应釜的i=H/D = 1．2。
1．4设计计算1．4．1确定设备容积V0：由V/V0 =装料系数,有V0 = V/η=4.0/0.8=5.0m3 1．4．2确定釜体内径由D= 34v/πi=1.74 圆整后D=1700mm则取D1=1700mm1．4．3确定釜体的高度HH=(V-V封)/V1m,,由D=1700mm查表有V封=0.6999m V1m =2.270m则H1=（4.0-0.6999/2.270=1.454m取H1=1500m2．确定夹套的直径和高度2．1夹套的内径D2夹套的内径D2 =釜体内径D1+ 100=1700+100=1800mm,符合压力容器的公称直径。
反应釜课程设计报告模板
设计条件及设计内容分析由设备条件单可知，设计的反应釜容积为1.8m 3、操作容积为1.54m 3；搅拌装置配置的电机功率为3.0KW 、搅拌轴转速为85r/min 、搅拌桨形式为框式；加热方式为用夹套内导热油进行电加热；装置上有8个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热套管、1个固体物料进口、1个测控接管。
反应釜设计的主要内容有： （1）、釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2）、夹套的强度、刚度计算和结构设计；（3）、设计釜体的法兰连接结构、选择接管、管法兰； （4）、人孔的选型及补强计算； （5）、支座的选型及验算； （6）、视镜的选型；（7）、焊缝的结构及尺寸设计； （8）、电机、减速机的选型；（9）、搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）、选择联轴器； （11）、设计机架结构及尺寸； （12）、设计底盖结构及尺寸； （13）、选择轴封形式；（14）、绘制总装配图及搅拌轴零部件等。
第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN 的确定 1.1.1 釜体DN 的确定对于直立的反应釜来说，釜体的设备容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积，即 V=V T +V F式中 V T —设备筒体部分容积，m 3; V F —封头容积，m 3。
根据V 及选定的L/Di 值，将釜体视为圆柱形筒体，可以初步估算筒体内径，且根据设备条件单知L/Di=1.1。
由题可知L/D i =1.2 且L D V i ⋅=)4/(2π=1.8 则3i 3i44 1.8D 1.283.14 1.1D V L π⨯==≈⨯,圆整后D i =1300mm ，根据规定DN 取1200mm 。
1.1.2 釜体PN 得确定因操作压力为P W =0.58MPa ，查标准得PN=0.6MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1 设计参数的确定因釜体上装有安全阀，取P=1.1P WP=1.1P W =1.1⨯0.58=0.638MPa11.0,(100%)0.25C φ==无损探伤，，因带有夹套，双面腐蚀C 2=1,查表得0Cr18Ni10Ti 材料[]137MPa t σ=1.2.2 筒体壁厚的设计由公式S n =C PD P ctic +-ϕσ][2得 由S n =C PD P cti c +-ϕσ][2=0.63812000.251 4.052137 1.00.638⨯++=⨯⨯-mm 考虑不锈钢常用厚度为5mm,则取S n =5mm1.3 釜体封头的设计 1.3.1 封头的选型由题目可得该反应釜的封头采用标准椭圆形封头，类型是EHA 。
机械基础课程设计指导书——搅拌反应釜
大修方案：根据搅拌反应釜的使用年限和磨损情况制定大修方案，如更换搅拌桨、反应釜内衬 等
维护保养：定期进行维护保养，如清洗搅拌桨、反应釜内衬等，保持搅拌反应釜的正常运行状 态
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汇报人：
传热方式：对流、传导、辐射
传热系数：影响因素包括流体 性质、流速、温度等
传热面积：影响因素包括反应 釜尺寸、流体性质等
传热速率：影响因素包括传热 系数、传热面积、流体性质等
搅拌反应釜的材料 选择与处理
碳钢：强度高， 耐磨性好，耐
腐蚀性差
不锈钢：耐腐 蚀性好，耐磨 性差，价格较
高
合金钢：强度 高，耐磨性好， 耐腐蚀性一般
操作规范：严格按 照操作规程进行操 作，确保安全
定期检查搅拌反应釜的密封性，确保无 泄漏
定期检查搅拌反应釜的传动部件，确保 无磨损、松动
定期检查搅拌反应釜的加热和冷却系统， 确保正常工作
定期检查搅拌反应釜的搅拌器，确保无 磨损、松动
定期检查搅拌反应釜的电气控制系统， 确保正常工作
定期清洗搅拌反应釜的内壁，确保无残 留物影响反应效果
陶瓷：耐磨性 好，耐腐蚀性 差，价格较高
塑料：耐磨性 差，耐腐蚀性 好，价格较低
玻璃：耐磨性 差，耐腐蚀性 好，价格较低
耐腐蚀性：选择耐腐蚀的材料，如不锈钢、钛合金等 耐高温性：选择耐高温的材料，如镍基合金、钴基合金等 耐磨性：选择耐磨的材料，如硬质合金、陶瓷等 耐压性：选择耐压的材料，如高强度钢、复合材料等 易加工性：选择易加工的材料，如铝合金、铜合金等 经济性：选择经济实惠的材料，如碳钢、铸铁等
经济性：在满足使用要求的前提下，尽 量降低制造成本和运行成本
反应釜课程设计
目录1. 总体结构设计 (1)1.1罐体和夹套的设计 (1)1.2 罐体几何尺寸计算 (1)1.2.1确定筒体内径 (1)1.2.3 确定筒体的高度H (2)1.3夹套集合尺寸计算 (2)1.4夹套反应釜的强度计算 (3)1.4.1 按内压对圆筒和封头进行强度计算 (3)1.4.2 按外压对筒体和封头进行强度校核 (4)1.4.3夹套厚度计算 (8)1.4.4水压试验校核计算 (9)2.反应釜的搅拌装置 (10)2.1搅拌器的安装方式及其轴连接设计 (10)2.2搅拌轴的设计 (11)3. 反应釜的传动装置设计 (12)3.1常用电机及其连接尺寸 (12)3.2 釜用减速机类型，标准及其选用 (13)3.3 凸缘法兰 (13)3.4 底盖 (15)3.5 机架 (15)3.6 联轴器 (15)4. 反应釜的轴封装置 (15)5.其他的附件设计 (16)5.1 支座 (16)5.1.1 支座实际承受载荷计算 (17)5.2 设备接管及管法兰 (17)5.2.1设备接管及其补强 (18)5.2.2 管法兰选型 (19)5.2.3 人孔及其补强 (19)5.2.3 接管位置设计 (20)6. 焊接结构设计 (21)6.1 釜体上主要焊缝结构设计 (21)6.2夹套上的焊缝在结构上的设计 (22)7.设计总结 (23)附录 (25)参考文献 (31)1. 总体结构设计1.1罐体和夹套的设计罐体采用立式圆筒形容器，有筒体和封头组成，通过支座安装在基础平台上。
封头采用标准椭圆形封头，由于筒体内径Di>1200mm ，因此下封头与筒体采用焊接连接，而为了拆卸和清洗方便，上封头采用法兰与筒体连接。
夹套类型与罐体一致。
1.2 罐体几何尺寸计算1.2.1确定筒体内径先忽略封头提及，按式3i4iV D π=估算筒体内径Di计算得miVD 471.12544331=⨯⨯==ππ式中V —— 工艺条件给定的容积 I —— 筒体高径比 i=H/Di 将Di 圆整到公称直径DN ，则Di=1500mm1.2.2 确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，它的内径与筒体内径相同，标准椭圆封头尺寸见【1】表3-3，即DN=Di=1500mm 查表得：曲边高度 直边高度h=25mm 容积 =0.4860 m ²m m 400h i =d V1.2.3 确定筒体的高度H反应釜容积V 通常按下封头和筒体两部分容积之和计算 筒体高度Hi 按式 计算得式中——容器封头容积 圆整后的Hi=2600mm高径比i 核算 在取值范围内，合格 按筒高圆整后修正实际容积222i 38.1956.24860.06.255.0m m V H V V d im >=+⨯⨯=+⨯=π属于第I 类压力容器1.3夹套集合尺寸计算夹套直径 装料系数夹套筒体高度按式计算得即夹套筒体的最小高度为1.7064m 选取圆整夹套筒体高度=2400mm查【4】，以内径为工程直径的椭圆封头的形式和尺寸，选()i4D V V H d i ⨯-=πd V 733.15.16.2i ===i D H7.0=ϕ2H 2H 1F ()m H i 56.25.14860.0542=⨯-=πmmD D i 16001002=+=422i d D V V H πϕ-≥m7064.175.04860.0-0.57.0422i 2=⨯⨯=-≥ππϕD V V H d取的罐体封头的表面积=1.398 m ²一米高的筒体的表面积 故，可以算得，实际总传热面积 传热面积校核合格综上所述，筒体和夹套尺寸为下表1-1所示表 1-1 筒体和夹套尺寸1.4夹套反应釜的强度计算1.4.1 按内压对圆筒和封头进行强度计算 （1）筒体强度计算已知，Tc=80℃ Pc=0.35MPa计算厚度负偏差=0.8mm 腐蚀裕量=2mm 名义厚度（2）封头强度计算 封头的计算厚度mm C C n 00.621=∆+++=δδ22304.111mD F i =⨯⨯=π2212210304.11mF H F F >=+⨯=[]0.85 a 147t ==ϕσMP []mm P D P ctic 104.22=-=ϕσδ1C 2C []mm PD P ctic 104.25.02=-=ϕσδ同理，名义厚度 1.4.2 按外压对筒体和封头进行强度校核 （1）假设罐体的名义厚度 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则筒体的有效厚度 筒体外径 筒体长度 系数系数 查【1】附录七图 曲线和曲线得系数A=0.0001 得系数B=25MPa许用外压力[P]按式 计算得[p]=0.07MPa>0.35MPa假设罐体的名义厚度=8mm钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则筒体的有效厚度 筒体外径 n1δmmn 61=δmmC 22=mmC 8.01=3784151211==eoD δ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=O eO D L D f A ,δmm C C n e 2.32111=--=δδ()A fB =mmD D n i o 1512211=+=δ[]eO D Bp 11δ=mm h H L i 2734400312600312=⨯+=+=81.1151227341=÷=oD LmmC 22=mm C C n 00.621=∆+++=δδmmC 8.01=mm C C n e 2.52111=--=δδmmD D n i o 1516211=+=δ筒体长度 系数系数 查【1】附录七图 曲线和曲线得系数A=0.00045 得系数B=65MPa许用外压力[P]按式 计算得[p]=0.343MPa>0.35MPa假设罐体的名义厚度=10mm钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则筒体的有效厚度 筒体外径 筒体长度 系数系数 查【1】附录七图 曲线和曲线得系数A=0.0012n1δ5.1896151611==eoD δ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=O eO D L D f A ,δ()A fB =mmC 22=mmC 8.01=7620152011==eoD δ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=O eO D L D f A ,δ[]eO D Bp 11δ=mm h H L i 2734400312600312=⨯+=+=8.1151627341=÷=oD Lmm C C n e 2.72111=--=δδ()A fB =mmD D n i o 1520211=+=δmm h H L i 2734400312600312=⨯+=+=799.1152027341=÷=oD L得系数B=120MPa许用外压力[P]按式 所以，确定筒体的名义厚度（2）假设封头的名义厚度 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则封头的有效厚度 封头外径 标准椭圆封头当量球壳外半径=0.9 计算得 系数A 按式计算得查【1】附录七图 曲线，得系数B=43MPa 许用外压力[p]按式计算得假设封头的名义厚度 ： 8mmmmn 62=δ()'11'125.0eO R A δ=()000294.02.31512125.0125.0'11'===eO R A δo R 2()A f B =oD 2mmR o 8.136015129.02=⨯=mmC 22=mmC 8.01=mm C C n e 2.32122=--=δδmmD D n i o 1512222=+=δ[]eO D B p 11δ=[]MPaMPa D B p eO 35.0101.02.38.13604311〈===δmm n 101=δ[]eO D Bp 11δ=钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则封头的有效厚度 封头外径 标准椭圆封头当量球壳外半径=0.9 计算得 系数A 按式计算得查【1】附录七图 曲线，得系数B=67MPa 许用外压力[p]按式计算得假设封头的名义厚度 ： 10mm钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则封头的有效厚度 封头外径 标准椭圆封头当量球壳外半径=0.9 计算得()'11'125.0eO R A δ=()000476.02.51516125.0125.0'11'===eO R A δo R 2()A f B =oD 2mmR o 4.136415169.02=⨯=()'11'125.0eO R A δ=mmC 22=mm C 8.01=mm C C n e 2.52122=--=δδmmD D n i o 1516222=+=δ[]eO D B p 11δ=[]MPaMPa D B p eO 35.025.02.54.13646711〈===o R 2oD 2mmR o 136815209.02=⨯=mmC 22=mmC 8.01=mm C C n e 2.72122=--=δδmmD D n i o 1520222=+=δ系数A 按式计算得查【1】附录七图 曲线，得系数B=96MPa 许用外压力[p]按式计算得所以，确定封头的名义厚度1.4.3夹套厚度计算（1）夹套筒体部分厚度计算已知,Pc 2=0.35MPa Tc 2=160℃ 计算厚度按式 计算得负偏差C 1=0.8mm 腐蚀裕量C 2=2mm名义厚度 有效厚度 （2）夹套封头厚度计算mm C C n 00.6212'=∆+++=δδmme 2.3'=δ[]0.85a 131t==ϕσMP []cti c P D P 2222-=ϕσδ[]mm P D P ctic 361.22222=-=ϕσδ[]mm P D P ctic 361.22223=-=ϕσδ()000658.02.71520125.0125.0'11'===eO R A δ()A f B =[]eO D B p 11δ=[]MPaMPa D B p eO 35.0505.02.713684311〉===δmm n 102=δ同理，名义厚度 1.4.4水压试验校核计算夹套反应釜应对罐体和夹套分别进行水压试验，并校核圆筒应力 （1）罐体水压试验 由于 所以P T 1=1.25P=1.25Pc=1.25×0.25=0.3125MPa所以罐体水压试验强度足够 （2）夹套水压试验夹套水压实验时，内筒需充压0.036MPa 。
化工原理课程设计搅拌釜
化工原理课程设计搅拌釜一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握搅拌釜的基本原理和操作方法，了解搅拌釜在化工生产中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：a.掌握搅拌釜的定义、分类和结构。
b.了解搅拌釜的工作原理和操作参数。
c.熟知搅拌釜在化工生产中的作用和应用。
2.技能目标：a.能够正确选择和使用搅拌釜。
b.能够根据生产需求调整搅拌釜的操作参数。
c.能够分析并解决搅拌釜在实际操作中遇到的问题。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对化工行业的兴趣和热情。
b.培养学生尊重科学、严谨治学的态度。
c.培养学生关注安全生产，提高安全意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个方面：1.搅拌釜的定义、分类和结构。
2.搅拌釜的工作原理和操作参数。
3.搅拌釜在化工生产中的应用。
4.搅拌釜的操作和安全注意事项。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：讲解搅拌釜的基本原理、分类、结构和工作原理。
2.案例分析法：分析实际生产中搅拌釜的应用案例，让学生了解搅拌釜在化工生产中的重要性。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作搅拌釜，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工原理》。
2.参考书：相关化工原理方面的论文和专著。
3.多媒体资料：搅拌釜的结构示意图、工作原理动画演示等。
4.实验设备：搅拌釜模型、操作台等。
通过以上教学资源的使用，我们将帮助学生更好地理解搅拌釜的相关知识，提高实际操作能力，培养安全生产意识。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置与课程内容相关的作业，评估学生对知识点的掌握程度。
3.实验报告：通过实验操作和实验报告，评估学生的实际操作能力和实验技能。
4.考试：期末进行闭卷考试，全面测试学生对课程知识的掌握程度。
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课程设计说明书专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。
二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。
所附设备安装用计算机绘图画出。
三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。
目录一、设计任务书 (5)二、设计方案简介 (6)1.1罐体几何尺寸计算 (7)1.1.1确定筒体内径 (7)1.1.2确定封头尺寸 (8)1.1.3确定筒体高度 (9)1.2夹套几何计算 (10)1.2.1夹套内径 (10)1.2.2夹套高度计算 (10)1.2.3传热面积的计算 (10)1.3夹套反应釜的强度计算 (11)1.3.1强度计算的原则及依据 (11)1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (12)1.3.2.1压力计算 (12)1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (12)1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14)1.3.4水压试验校核 (16)（二）、搅拌传动系统 (16)2.1进行传动系统方案设计 (17)2.2作带传动设计计算 (17)2.2.1计算设计功率Pc (17)2.2.2选择V形带型号 (17)2.2.3选取小带轮及大带轮 (17)2.2.4验算带速V (18)2.2.5确定中心距 (18) (18)2.2.6 验算小带轮包角12.2.7确定带的根数Z (18)2.2.8确定初拉力Q (19)2.3搅拌器设计 (19)2.4搅拌轴的设计及强度校核 (19)2.5选择轴承 (20)2.6选择联轴器 (20)2.7选择轴封型式 (21)（三）、设计机架结构 (21)（四）、凸缘法兰及安装底盖 (22)4.1凸缘法兰 (22)4.2安装底盖 (23)（五）、支座形式 (23)5.1 支座的选型 (23)5.2支座载荷的校核计算 (25)(六)、容器附件 (26)6.1手孔和人孔 (26)6.2设备接口 (27)6.2.1接管与管法兰 (27)6.3视镜 (28)四、设计结果汇总 (31)五、参考资料 (33)六、后记 (35)七、设计说明书评定 (36)八、答辩过程评定 (36)一、设计任务书设计题目：夹套反应釜的设计设计条件：设计参数及要求设计参数及要求简图容器内夹套内工作压力/MPa 0.18 0.25设计压力/MPa 0.2 0.3工作温度/℃100 130设计温度/℃<120 <150介质染料及有机溶剂水蒸气全容积/m3 2.5操作容积/ m3 2.0传热面积/ m2>3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q245R搅拌器型式浆式200搅拌轴转速/(r/min)轴功率/kW 4工艺接管表符号公称尺寸连接面形式A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 进料口C1，2100 - 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 冷凝水出口设备安装场合室内二、设计方案简介三、工艺计算及主要设备计算（一）、罐体和夹套的结构设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。
罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。
夹套传热是一种应用最普遍的外部传热方式。
罐体和夹套的设计主要包括其结构设计，各部分几何尺寸的确定和强度的计算与校核。
罐体一般是立式圆筒容器，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。
1.1罐体几何尺寸计算1.1.1确定筒体内径一般由工艺条件给定全容积V ，筒体内径 按照D 1公式 估算 D 1 ≈34iV π[1]式中 V ——工艺条件给定容积，m 3；i ——长径比， 11D H i =其按物料选取，根据参考文献[1]，图1-1 几种搅拌釜的长径比值选取i=1.3。
由任务书给出的V=2.5m 3，可得D 1=1.348m=1348mm ，查阅压力容器公称直径GB9019—1998[2]图1-2 筒体的容积、面积和质量圆整为D1=1400 mm,同时得到V1m=1.539m3/m，F1m=4.40m2。
1.1.2确定封头尺寸反应釜筒体与夹套最常用的封头型式是标准椭圆封头，以内径为基准的椭圆封头类型代号为EHA，其内径与筒体内径相同，根据筒体内径D1=1400mm,参阅[3]可选取以下信息：曲边高度h1（mm）350直边高度h2 (mm) 25内表面积F封（m2） 2.2346容积V封（m3）0.3977图1-3 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸1.1.3确定筒体高度H按反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。
则筒体高度1公式计算，并进行圆整。
H1=（V－V封）/V1m[4]式中V封——封头容积，m3；V1m——1m高筒体容积，m3/m；V1m=1.539m3/m，V封= 0.3977m3H1=（2.5－0.3977）/1.539=1.366m=1366mm圆整后H1=1400mm当筒体高度确定后，应按圆整后的筒体高度修正设计容积，则V修正=V1m×H1＋V封=1.539×1.4＋0.3977=2.5523 m3式中F筒——筒体表面积F筒，F筒=H2×F1m，m2F封——封头面积，m2F1m——1m高筒体内表面积，m2/mF筒=H2×F1m=1.100×4.40=4.84m2 ，F筒＋F封=4.84＋2.2346=7.0746m2 >3m2因此符合传热要求。
因圆筒型夹套传热面积小，故选用圆筒型夹套。
图1-4 U型夹套与圆筒型夹套的比较1.3夹套反应釜的强度计算当反应釜的几何尺寸确定后，则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。
1.3.1强度计算的原则及依据根据任务书给出的条件，反应釜体内为正压外带夹套，被夹套包围的罐体分别按内压和外压计算，罐体内压为0.2MPa，外压为极限时最大内外压差0.3MPa；其余部分按内压圆筒设计。
圆筒为正压外带夹套：[7]（1）当圆筒体的公称直径DN≥600mm时，被夹套包围部分的筒体分别按图1-5 焊接接头系数设计温度下材料需用应力错误!未找到引用源。
=113 MPa [10]图1-6钢板许用应力罐体筒体计算厚度Ctc P D P 1111][2-=φδσ=1.56mm ；[11]1m -，得到：C 0500P F =zv 由公式算出作用在轴上的力为sin1α2=2×52图4-1 R型凸缘法兰图4-2 凸缘法兰的密封面尺寸4.2安装底盖安装底盖采用螺栓等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰连接。
是整个搅拌传动装置与容器连接的主要件。
设计选取了RS型安装底盖，其主要尺寸如下(单位：mm)：查表即图6-3和6-4（已知凸缘法兰DN=250mm）因安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同[27]，则安装底盖公称直径：250mm，可得d2=395, k=350, d5=22, d6=290, s=40, d9=110, k2=145, d10=M16图4-3 RS型安装底盖图4-4 安装底盖外形尺寸表（五）、支座形式手孔直径一般为150-250mm，应使工人戴上手套并握有工具的手能方便地通过。
本设计未设手孔，设有旋转快开人孔一个。
根据任务书要求，选用回转盖带颈平焊法兰手孔，回转盖带颈平焊法兰手孔的主要尺寸[31]。
密封面型式：突面（RF型）公称压力：1.0MPa公称直径：DN=450mm总质量：130Kg 螺柱：20个螺母：40个螺柱：M24×1256.2设备接口化工容器及设备，往往由于工艺操作等原因，在筒体和封头上需要开一些各种用途的孔。
6.2.1接管与管法兰管法兰分PN系列（欧洲体系）和Class系列（美洲体系），PN系列管法兰的公称压力等级用PN表示。
PN系列管法兰公称尺寸用DN表示，根据钢管外径分A.B两个系列，A系列为国际通用系列（俗称英制管），B系列为国内沿用系（俗称公制管）。
根据任务书要求选用B系列,欧洲体系（PN系列）PN16突面（RF）B板式平焊（PL）钢制管法兰及紧固件主要尺寸得[32]:表6.1钢制管法兰及紧固件主要尺寸根据上表数据得:（1）蒸汽入口A、温度计接口D、压缩空气入口E、冷却水出口G的公称尺寸DN=25，采用ф32ⅹ3.5无缝钢管，法兰PL25（B）-10，HG20592；（2）放料口的公称尺寸DN=40，采用ф45ⅹ3.5无缝钢管，法兰PL40（B）-10，HG20592-97；甲型平焊法兰-FM 1100-0.25；法兰-M 1100-0.25；凸缘法兰R300 16Mn；防冲板50x50x10材料Q235-A；挡板800x80x12，材料Q235-A；法兰垫片选耐酸石棉板，σ=2mm。
（3）加料口B的公称尺寸DN=65，采用ф76ⅹ6无缝钢管，法兰PL65（B）-10，HG20592；（4）视镜C1，2的公称尺寸DN=100，采用108无缝钢管6.3视镜视镜主要用来观察设备内物料及其反应情况，也可作为料面指示镜使用，当视镜需要斜装或设备直径较小时，采用带颈视镜，其结构见下图:图6-1视镜主要技术参数壳体材质：碳钢WCB、不锈钢304、321、316、316L、钢内衬四氟。
视窗材质：钢化硼硅玻璃、石英玻璃。
密封材质：丁腈橡胶、聚四氟乙烯、石墨金属缠绕执片。
工作压力（MPa）：≤0.6工作温度（℃）：0~250℃、0~800表6.2 主要材料表壳体材质碳钢WCB、不锈钢304、321、316、316L视窗材料钢化硼硅玻璃石英玻璃工作温度（℃）0~2500~800公称压力（MPa）＜0.60.6~2.5密封件材质丁腈橡胶、聚四氟乙烯、石墨金属缠绕执片连接形式螺纹连接、法兰连接允许急变温度（℃）＜60任务书要求视镜DN=100,带灯有颈视镜主要尺寸得：表6.3视镜主要尺寸四、设计结果汇总五、参考资料六、后记七、设计说明书评定八、答辩过程评定。