搅拌釜式反应器课程设计教学内容

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。

【设计要求】：

1.计算单位一律采用国际单位；

2.计算过程及说明应清楚；

3.所有标准件均要写明标记或代号；

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的数据一致。如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更；

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 (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 (4)

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)

0.搅拌釜式反应器设计条件

工艺条件

管 口

工艺条件图

1.确定筒体的直径和高度

反应釜的H/D i 值如表1所示。

表 1 反应釜的H/D i 值

根据以上的设计要求，对于液－液相类型或液固相物料以及气液相物料

3.11/～=i D H ，本设计选取3.1/=i D H 。

由筒体的直径m D H V D i i 2.773

.165

.214/433

=⨯⨯=≈ππ。

当m D i 2<时，间隔为100 mm ，m D i 2>时，间隔为200 mm 。因此将以上i D 圆整到标准公称直径系列，应当选取筒体直径m D i 8.2=。

查标准封头参数资料得，m D i 8.2=时，标准椭圆封头高度mm h 7401=，直边高度mm h 402=，内表面积285.8m F n =，容积312.3m V h =。

计算得每米高圆筒的体积m m D V i /16.68.24

4

322

1=⨯=

=

π

π

m V V V H h 008.316

.612.365.211=-=-=

筒体高度圆整为m H 3=

于是071.18.2/3/==i D H ，核查结果符合原定范围内。

2.确定夹套的直径和高度

夹套直径与筒体直径的关系如表2所示。

表 2 夹套直径与筒体直径的关系

当mm D i 30002000～=时，夹套的直径mm D D i j 30002002800200=+=+=。

夹套筒体的高度2

4i

h

j D V V H πη-=

，通常装料系数85.06.0～=η，如果物料在反应过程中产生泡沫或呈沸腾状态，η应取较低值，一般为0.6～0.7；如果反应状态平稳，可取0.8～0.85，物料粘度大时，可取最大值。本设计取85.0=η。

因此，m H j 482.28

.24

12

.365.2185.02

=⨯-⨯=

π

选取夹套高度m H j 6.2=

则mm H H H j 400260030000=-=-=，此差距可以便于筒体法兰螺栓的装拆。 验算夹套传热面积

221.7721.3185.86.28.2m m F H D F n j i >=+⨯⨯=+=ππ

即夹套传热面积符合设计要求。

3.确定夹套的材料和壁厚

夹套选取Q235－A 的材质。查资料可以知道，板厚在3～40 mm ，设计温度在≤150℃时，Q235－A 的许用应力MPa 113=] [t σ。因为有夹套有安全阀，所以设计压力

W P P 1.105.1～= ,W P 是夹套的工作压力。本设计取MPa P P W 33.03.01.11.1=⨯==。

焊接接头系数如表3所示。

表 3 焊接接头系数

因为内部夹套无法探伤，且属于无垫板的单面焊环向对接焊缝，故取60.0=φ。 查资料可知，一般容器的厚度，分为四个，分别为计算厚度δ，设计厚度d δ，名义厚度n δ以及有效厚度e δ。一般说的常用厚度指的是名义厚度。各项厚度之间的关系如图1所示。