反应釜课程设计正文

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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 3i

44 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 W

P=1.1P W =⨯

P L =gh ρ=⨯⨯⨯⨯

由于P L /P=0.01320.638

⨯100%=2.1%<5% 因此可以忽略P L 取P C =P=0.638MPa

11.0,(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 P D P c

t i c +-ϕσ][2得 由S n =C P D P c t i 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 =5mm

1.3 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 。

1.3.2 设计参数的确定

P=1.1P W =⨯，P L =0.0132MPa （可忽略，道理同上）

压力同釜体P C =P=0.638MPa

φ=1（双面焊，100%无损探伤）

C 1=0.25mm C 2=1mm(双面腐蚀),

查表得0Cr18Ni10Ti 材料[]137MPa t

σ= 1.3.3 封头的壁厚的设计

由公式得

S n =C P D P c t i c +-5.0][2ϕσ=0.63812000.251213710.50.638

⨯++⨯⨯-⨯=4.38mm

取封头S n 与筒体一致，则S n =5mm

1.4 筒体长度H 的设计

1.4.1 筒体长度H 的设计

由DN=1200mm 查EHA 标准可知V F =0.2545m 3 筒体每米高容积V 1=1.131m 3

/m ，则： 筒高估算为1 1.80.2545 1.371.131

F V V H V --==≈ 圆整取 H=1370mm

1.4.2 釜体长径比L/Di 的复核 釜体长度为11137025(32525)149533i L H h h mm =++

=++-= 圆整后L=1500mm 长径比复核为1500 1.251200

i L D == 1.5 外压筒体壁厚的设计

1.5.1 设计外压的确定

P C =0.1MPa

1.5.2 试差法设计外压筒体的壁厚

设筒体的壁厚为S n =5mm S e =S n -C=5-1.25=3.75mm D 0=D i +2S n =1200+2⨯5=1210mm

由Lcr=1.17 D 0（D 0/ S e ）1/2得Lcr=1.17⨯1210×(1210/3.75)1/2

=25430.1mm L=1500mm ≤Lcr=25430.1mm ∴该筒体为短圆筒，圆筒的临界压力Pcr=2.6E 2e S /[LD 0(D 0/S e )1/2] 查文献1中图15-7得E=1.86⨯105

代入

得Pcr=⨯⨯⨯⨯⨯

[P]=Pcr/m 对于圆筒 m=3 得 [P]=0.208/3=0.069MPa 由于[P]＜P C ，则假设不合理。

再取S n =6mm ，S e =S n -C=6-1.25=4.75mm ，D 0=D i +2S n =1200+2⨯6=1212mm 则：32

2.6 1.8610 4.750.376121215001212 4.75

cr P MPa ⨯⨯⨯==⨯⨯ []0.1253

cr P P MPa ==＞P C ，假设S n =6mm 合理。