化工机械课程设计说明书

前言

化工反应釜的设计是《化工设备机械基础》的主要设计之一，通过化工反应釜的设计来掌握《化工设备机械基础》的基本理论和选用机械标准件的基本知识。同时在教师的指导下，通过课程设计，培养学生独立运用所学到的基本理论并结合生产实际综合的分析和解决生产实际问题，最终达到具有典型化工压力容器的设计能力。

为了能达到熟练掌握化工容器的设计能力，在化工容器设计中要着重培养以下能力：

⑴能够熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定的能力。

⑵能够在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施的能力。

⑶能够准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型的能力。

⑷能够用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果的能力。

化工反应釜的课程设计是《化工设备机械基础》课程中综合

性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性的重要途径。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己选择方案、自己做出决策，不但要自己查取数据、进行过程和设备的设计计算，同时也要求对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

化工容器设计是一项很繁琐的设计工作，在设计中除了要考虑各种设计要求因素外，还要考虑诸多的政策、法规和经济环保等因素，因此在课程设计中除了注重多学科、多专业的综合因素的相互协调，更要有耐心，并保持严谨的科学态度，最终做出完美的科技作品。

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。

设计要求：设计时要有较精确的设计内容和步骤，一份设计计算说明

书，(设计计算说明书是图纸设计的理论依据，是设计计

算的整理和总结，是审核设计的技术文件之一。主要内容

有：1.前言 2.目录； 3. 设计任务书； 4. 设计方案的分

析和拟定； 5. 各部分结构尺寸的确定和设计计算； 6. 设

计汇总；7.结束语 8.参考资料。)手工图纸一张，用A2纸

作图。

设计内容：设计一张带有搅拌装置的夹套反应釜。

设计任务 设计参数要求

容器内 夹套内 工作压力 ，Mpa

设计压力 ，Mpa

0.2 2.5 工作温度 ，℃

设计温度 ，℃

<200 250 介质

氯乙烯单体 蒸汽 全容积 ，m ³

6 操作容积 ，m ³

3.6 焊缝系数

1 腐蚀情况

11 C （轻微腐蚀） 推荐材料

R M n 16 搅拌器型式

浆式 搅拌轴转速 ，r/min

85 轴功率 ，KW

2.8

设计方案的分析和拟定：

根据任务书的要求，一个夹套反应釜的设计，主要在于釜体（内筒、封头、夹套）及附件（人孔、支座、工艺接管、视镜、法兰、填料孔、测温系统、搅拌装置、传动装置、轴封装置等）的设计及选择。第一部分容器的设计 (7)

1.1确定筒体的直径和高度 (7)

1.1.1筒体直径的确定 (7)

1.1.2筒体高度的确定 (8)

1.2确定夹套的直径和高度 (8)

1.3确定夹套的材料和壁厚 (9)

1.3.1确定夹套圆筒部分的壁厚 (9)

1.3.2夹套椭圆封头部分厚度的确定 (10)

1.4确定内筒的材料和壁厚 (10)

1.4.1确定圆筒部分的壁厚 (11)

1.4.2确定筒体椭圆封头的壁厚 (13)

1.5水压试验及其强度校核 (13)

第二部分釜体法兰的选取 (14)

2.1釜体法兰 (14)

2.2 法兰的选择 (15)

2.3密封面选取 (15)

2.4垫片尺寸及材质 (16)

2.5螺栓、螺母的尺寸规格 (16)

第三部分传动装置设计 (17)

3.1传动装置 (17)

3.2选择凸缘法兰 (17)

3.3选择安装底盖 (18)

3.4选择机架 (19)

3.5选择搅拌器、搅拌轴 (20)

3.6选择电机 (22)

3.7选择减速机 (22)

3.8选择联轴器 (22)

3.9选择传动轴 (25)

3.10反应釜的轴封装置设计 (25)

第四部分附件的设计 (25)

4.1人孔的选择 (25)

4.2设备接口 (26)

4.2.1物料进出口 (26)

4.2.2蒸汽管道 (27)

4.3视镜尺寸 (27)

4.4温度计的选择 (28)

4.5支座的选择 (29)

第五部分计算传热面积 (31)

第六部分人孔补强 (31)

资料汇总 (33)

结束语 (35)

夹套反应釜设计

夹套反应釜的总体结构

带搅拌的夹套反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设备。

一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。

搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；封头装置为动密封；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。

罐体和夹套的设计

夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成。罐体和夹套的设计主要包括其结构设计，各部件几何尺寸的确定和强度的计算与校核。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。它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。

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，对于常压或操作压力不大而