夹套反应釜课程设计

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1、 夹套传热式带搅拌的反应釜设计说明书组员：姚 源 学号：3099990054刘勇华 学号：3099990055陈 叙 学号：3090343125 黄承标 学号：3090343108专业班级：化学工程与工艺 09-1 班指导老师：张淑华设计时间：2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 30 日 有搅拌装置的夹套反应釜前 言 化 工 设 备 机 械 基 础 化 学 工 程 、 制 药 工 程 类 专 业 以 及 其 他 相 近 的 非 机械 类 专 业 ， 对 化 下 设 备 的 机 械 知 识 和 设 计 能 力 的 要 求 而 编 写 的 。 通 过 此 课 程的 学 习

2、， 是 通 过 学 习 使 同 学 掌 握 基 本 的 设 计 理 论 并 具 有 设 计 钢 制 的 、 典 型 的中 、 低 、 常 压 化 工 容 器 的 设 计 和 必 要 的 机 械 基 础 知 识 。化 工 设 备 机 械 基 础 课 程 设 计 是 化 工 设 备 机 械 基 础 课 程 教 学 中 综 合性 和 实 践 性 较 强 的 教 学 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 ， 学 习 初 次 尝 试 化 工 机 械 设 计 。 化 工 设 计 不 同 于 平 时 的 作 业 ， 在设 计 中 需 要

3、 同 学 独 立 自 主 的 解 决 所 遇 到 的 问 题 、 自 己 做 出 决 策 ， 根 据 老 师 给定 的 设 计 要 求 自 己 选 择 方 案 、 查 取 数 据 、 进 行 过 程 和 设 备 的 设 计 计 算 ， 并 要对 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 设 备 课 程 设 计 是 培 养 学 生 设 计 能 力 的 重 要 实 践 教 学 环 节 。 在 教 师 指导 下 ， 通 过 裸 程 设 计 ， 培 养 学 生 独 立 地 运 用

4、所 学 到 的 基 本 理 论 并 结 合 生 产 实际 的 知 识 ， 综 合 地 分 析 和 解 决 生 产 实 际 问 题 的 能 力 。 因 此 ， 当 学 生 首 次 完 成该 课 程 设 计 后 ， 应 达 到 一 下 几 个 目 的 ： 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 。 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

5、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 。 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 。 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 。化 工 设 备 机 械 基 础 课 程 设 计 是 一 项 很 繁 琐 的 设 计 工

6、作 ， 而 且 在 设 计 中 除了 要 考 虑 经 济 因 素 外 ， 环 保 也 是 一 项 不 得 不 考 虑 的 问 题 。 除 此 之 外 ， 还 要 考虑 诸 多 的 政 策 、 法 规 ， 因 此 在 课 程 设 计 中 要 有 耐 心 ， 注 意 多 专 业 、 多 学 科 的综 合 和 相 互 协 调 。 目录1 设计方案的分析和拟定（6）2. 反 应 釜 釜 体 的 设计 （6）2.1 罐体和夹套的结构设计（6）2.2 罐体几何尺寸计算（7）2.2.1 确定筒体内径 （7）2.2.2 确定封头尺寸（7）2.2.3 确定筒体的厚度Hi（8）2.3 夹套几何尺寸计算 （8）2.

7、4 夹套反应釜的强度计算 （9）24.1 强度计算的原则及依 据（9）2.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算（9）2.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核（10）2.4.4 夹套厚度计算 （11）2.4.5 水压试验校核计算（11）3 反应釜的搅拌装置（12）3.1 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计（12）3.2 搅拌轴设计（13）4 反应釜的传动装置（14）4.1 常用电机及其连接（14）4.2 釜用减速机类型，标准及其选用（14）4.3 凸缘法 兰（15）4.4 安装底盖（15）4.5 机架 （15）4.6 联轴器（16）5 反应釜的轴封装置 （16）6 反应釜的其他附件（16

8、）6.1 支座 （16）6.2 人孔 （17）6.3 设备接口 （17）7 设备总质量（17）反应釜的装配图 (18) 参考文献 (19) 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：(1)进行罐体和夹套设计计算(2)进行搅拌传动系统设计 a.进行传动系统方案设计( 指定用 V 带传动);b. 做带传动设计计算(指定用电机 Y132M2-6,转速 960r/min,功率5.5kw);c.进行上轴的结构设计和强度校核 ;d.选择轴承并进行轴承寿命校核;e.选择联轴器

9、;f.进行罐内搅拌轴的结构设计及搅拌器与搅拌轴的连接结构设计;g.选择轴封的型式(3)设计机架结构 (4)选择凸缘法兰及安装底盖结构(5)选择接管管法兰设备法兰手孔试镜等容器附件(7)绘总装配图(A2 纸)(8)绘传动系统部件图设计内容：设计一台夹套传热式带有搅拌装置的反应釜。 设 计 任 务 书设 计 参 数 要 求容 器 内 夹 套 内工 作 压 力 ， Mpa 0.20 0.25设 计 压 力 ， Mpa 0.22 0.3工 作 温 度 ， 100 130设 计 温 度 ， 120 150介 质 有 机 溶 剂 蒸 汽全 容 积 V ， m 0.8操 作 容 积 V1 ， m 0.64传

10、 热 面 积 ， m 3腐 蚀 情 况 微 弱推 荐 材 料 Q345-A搅 拌 器 型 式 推 进 式搅 拌 轴 转 速 ， r/min 200轴 功 率 ， KW 4接 管 表符 号 公 称 尺 寸 连 接 面 形 式 用 途A 25 PL/RF 蒸 汽 入 口B 65 加 料 口C12 100 PL/RF 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1 设计方案的分析和拟定根据任务书中的要求，一个夹套反应釜主要有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接

11、管等一些附件构成。而搅拌容器又可以分为罐体和夹套两部分。搅拌装置分为搅拌器和搅拌轴，根据任务说明书的要求本次设计搅拌器为推进式搅拌器；考虑到填料轴封的实用性和应用的广泛性，所以轴封采用填料轴封。在阅读了设计任务书后,按以下内容和步骤进行夹套反应釜的机械设计。（1）总体结构设计,包括进行罐体和夹套设计计算。根据工艺的要求，并考虑到制造安装和维护检修的方便来确定各部分结构形式。（2）搅拌器传动系统的设计。根据工艺参数确定各部几何尺寸；考虑压力、温度、腐蚀因素，选择釜体和夹套材料；对罐体、夹套进行强度和稳定性计算、校核；（3）传动系统设计，包括选择电机、确定传动类型、选择联轴器等。（4）决定并选择轴

12、封类型及有关零部件。（5）绘图，包括总图、部件图。（6）编制技术要求，提出制造、装配、检验和试车等方面的要求。2. 反 应 釜 釜 体 的 设 计反应釜是有罐体和夹套两部分构成，罐体是反应的核心，为物料完成搅拌过程提供一个空间。夹套为反应的操作温度提供保障，是一个套在罐体外的密封空间容器。 21 罐体和夹套的结构设计罐体采用立式的圆筒形容器，有筒体和封头构成。通过支座安装在基础平台上。封头一般采用椭圆形封头。由于筒体内径 Di0.64 m32.3 夹套几何尺寸计算夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套的安装尺寸，夹套内径 D2 可根据筒体内径 D

13、1 按表 4-3选取：D 2 =D1+100=1100mm夹套下封头型式同筒体封头，直径 D2 与夹套筒体相同。夹套高 H2有传热面积而决定，不能低于料液高，装料系数 ： = 操作容积/全容积= 0.640.8=0.8 夹套高 H2 计算：H 2 = （V-V 封 ）V im 代入数值计算得：H 2 =0.6816m夹套所包围的罐体的表面积，一定要大于工艺要求的传热面积 F，即：F 封 F 筒 =F 其中 F 筒 =H2 F1m故 F 封 F 筒 =1.16253.140.6816=3.30 m 23 m2所以换热要求满足。筒体和上封头的连接采用甲型平焊法兰连接，选取凹凸密封面法兰，其尺寸见附图 4-2，主要尺寸由附表 4-4 查的，其中：D=1530mm D1=1490mm D2=1455mm D3=1441mmD4=1438mm S=46mm d=23mm 2.4 夹套反应釜的强度计算夹套反应釜几何尺寸确定后，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。24.1 强度计算的原则及依据强度计算中各参数的选取及计算，均应符合