搅拌器毕业设计第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散， 从而达到均 匀混合；也可以加速传热和传质过程在工业生产中，搅拌操作时从 化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工 艺过程的一部分而被广泛应用搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌气流搅拌是利用气体鼓泡通过液 体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升 作用促进液体产生对流循环与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体 进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕•秒以上的高粘度液体是难于 使用的但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压 条件下的反应液体的搅拌时比较便利的 在工业生产中，大多数的搅 拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主搅 拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成其结构形式如 下：（结构图）第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中， 很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作 搅拌设备在许多场合 时作为反应器来应用的例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作 为反应器约占反应器总数的99%搅拌设备的应用范围之所以这样 广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控 范围较广，又能适应多样化的生产。
搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的i分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶 的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等） ；⑥强化传热搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮 液、聚合反应、制备催化剂等例如石油工业中，异种原油的混合调 整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品 均匀化化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合 成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程， 都装备着各种型式的搅拌 设备第二节搅拌物料的种类及特性搅拌物料的种类主要是指流体在流体力学中，把流体分为牛顿型和 非牛顿型非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性 流体在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动第三节搅拌装置的安装形式搅拌设备可以从不同的角度进行分类， 如按工艺用途分、搅拌器结构 形式分或按搅拌装置的安装形式分等一下仅就搅拌装置的各种安装 形式进行分类说明一、立式容器中心搅拌将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上， 驱动方式一般为皮带传 动和齿轮传动，用普通电机直接联接一般认为功率 3.7kW 一下为 小型，5.5~22kW为中型。
本次设计中所采用的电机功率为 18.5kW， 故为中型电机二、 偏心式搅拌搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆 柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果搅拌中心偏 离容器中心，会使液流在各店所处压力不同，因而使液层间相对运动 加强，增加了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的提高但偏心搅 拌容易引起振动，一般用于小型设备上比较适合三、 倾斜式搅拌为了防止涡流的产生，对简单的圆筒形或方形敞开的立式设备， 可将 搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘， 搅拌轴封斜插入筒 体内此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单，操作容易，应用范围 广一般采用的功率为 0.1~22kW，使用一层或两层桨叶，转速为 36~300r/min,常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及 pH值的调整 等四、 底搅拌搅拌装置在设备的底部，称为底搅拌设备底搅拌设备的优点是：搅 拌轴短、细，无中间轴承；可用机械密封；易维护、检修、寿命长底搅拌比上搅拌的轴短而细，轴的稳定性好，既节省原料又节省加工 费，而且降低了安装要求所需的检修空间比上搅拌小，避免了长轴 吊装工作，有利于厂房的合理排列和充分利用。
由于把笨重的减速机 装置和动力装置安放在地面基础上， 从而改善了封头的受力状态，同 时也便于这些装置的维护和检修底搅拌虽然有上述优点，但也有缺点，突出的问题是叶轮下部至轴封 处的轴上常有固体物料粘积，时间一长，变成小团物料，混入产品中 影响产品质量为此需用一定量的室温溶剂注入其间， 注入速度应大 于聚合物颗粒的沉降速度，以防止聚合物沉降结块另外，检修搅拌 器和轴封时，一般均需将腹内物料排净五、 卧式容器搅拌搅拌器安装在卧式容器上面，壳降低设备的安装高度，提高搅拌设备 的抗震性，改进悬浮液的状态等可用于搅拌气液非均相系的物料， 例如充气搅拌就是采用卧式容器搅拌设备的六、 卧式双轴搅拌搅拌器安装在两根平行的轴上，两根轴上的搅拌叶轮不同，轴速也不 等，这种搅拌设备主要用于高黏液体 采用卧式双轴搅拌设备的目的 是要获得自清洁效果七、 旁入式搅拌旁入式搅拌设备是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上， 所以轴封结构是罪费脑筋的旁入式搅拌设备，一般用于防止原油储罐泥浆的堆积，用于重油、汽 油等的石油制品的均匀搅拌，用于各种液体的混合和防止沉降等八、 组合式搅拌有时为了提高混合效率，需要将两种或两种以上形式不同、 转速不同 的搅拌器组合起来使用，称为组合式搅拌设备。
第二章搅拌罐结构设计 第一节罐体的尺寸确定及结构选型（一） 筒体及封头型式选择圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头（二） 确定内筒体和封头的直径发酵罐类设备长径比取值范围是 1.7~2.5,综合考虑罐体长径比对搅拌功率、传热以及物料特性的影响选取 H/Q= 2.5根据工艺要求，装料系数 =0.7，罐体全容积V =9m3，罐体公称容积（操作时盛装物料的容积）Vg =V • =9 0.7 = 6.3m3即Di4 6.33.14 2.5 0.7初算筒体直径JIV ：4)2H Di H4 DiDi1.66m圆整到公称直径系列，去 DN -1700mm封头取与内筒体相同内经,圭寸头直边高度h2=40mm.（三）确定内筒体高度H当DN =1700mm,h^40mm时，查《化工设备机械基础》表 16-6得封头的容积v =0.734m35V -v 4(9-0.734)H 二 —二 _ 2 一 3.14 1.72=3.64m，取 H =3.7m核算H / Di与H /Di =3.7/1.7 =2.18 ,该值处于1.7 ~ 2.5之间，故合理6#6.3Vg兀 2Di H v4= 0.69兀 21.7 3.7 0.7344该值接近0.7，故也是合理的（四）选取夹套直径表1夹套直径与内通体直径的关系内筒径mm500~ 600700 ~18002000 ~3000夹套Dj ,mmDj +50Dj +100Dj +200由表 1,取 Dj 100=1700 100 =1800mm。
夹套封头也采用标准椭圆形，并与夹套筒体取相同直径（六）校核传热面积工艺要求传热面积为11m2，查《化工设备机械基础》表 16-6得内筒体圭寸头表面积A =3.34m2,3.7m高筒体表面积为A =兀严 3.7 =3.14汉1.7汉3.7 =19.75m2总传热面积为A =3.14 19.75 =23.09 11故满足工艺要求第二节内筒体及夹套的壁厚计算（一）选择材料，确定设计压力按照《钢制压力容器》（GB150 -98 ）规定，决定选用0Cr18Ni9高合金钢板，该板材在150 C 一下的许用应力由《过程设备设计》附表 D1查取，［汀=103MPa，常温屈服极限 二=137MPa计算夹套内压介质密度—1000kg/m3液柱静压力 RH =1000 10 3.7 =0.037MPa最咼压力Fmax =0.5MPa设计压力 P =1.1Pmax =0.55MPa所以 QgH =0.037MPa . 5%P =0.0275MPa故计算压力 巳=P「pH =0.55 0.037 = 0.587MPa内筒体和底封头既受内压作用又受外压作用，按内压则取R =0.587MPa，按外压则取 巳=0.5MPa（三）夹套筒体和夹套封头厚度计算夹套材料选择Q235 -B热轧钢板，其 J =235MPa,［汀=113MPa夹套筒体计算壁厚「PA2［汀-R夹套采用双面焊，局部探伤检查，查《过程设备设计》表4-3得，=0.85= 5.17mm0.55 18002 113 0.85 -0.55查《过程设备设计》表4-2取钢板厚度负偏差G= 0.8mm,对于不锈钢,当介质的腐蚀性极微时，可取腐蚀裕量 0^0，对于碳钢取腐蚀裕量C^2mm ,故内筒体厚度附加量C1 0.8mm ,夹套厚度附加量根据钢板规格，取夹套筒体名义厚度 飞-14mm夹套封头计算壁厚;.kj为、 PCDj 0.55T800 “、kj t 5.16mmj 2［二］-0.5FC 2 113 0.85 — 0.5 0.55取厚度附加量2.8mm，确定取夹套封头壁厚与夹套筒体壁厚相同(四)内筒体壁厚计算①按承受0.587 MPa内压计算焊缝系数同夹套，则内筒体计算壁厚为:2［汀-巳二 5.72mm0.587 17002 103 0.85-0.587②按承受0.55MPa外压计算设内筒体名义厚度“ "2mm，则飞一n -C "毬12 mm，内筒体外径 D。
二 Dj 2、.n =1700 2 11.2 = 1722.4mm内筒体计算长度 L = H j • 1 h 二 2800 - (425 T2) = 2945.7mm3 3则L/Do =1.71 , D/、：e =153.79,由《过程设备设计》图4-6查得A二0.0004，图4-9查得B =50MPa，此时许用外压［P］为：BQ 5011.2［P］ e 0.33MPa ：：0.55MPaDo 1722.4不满足强度要求，再假设 =16mm，贝卩= .：n -Ca = 16-0.8二15.2mm，D二 Di 2、n =1700 2 15.^ 1730.4mm ,内筒体计算长度 L =H , 1 h = 2800 1 (425 16^ 2947 mm3 3则 L/Do =1.7 , Do/、e =113.84查《过程设备设计》图 4-6得A =0.0006周4-9得B =60 MPa，此时许用外压为：B6e 60x15.2[P] e 0.562MPa . 0.55MPaDo 1730.4故取内筒体壁厚:n =16mm可以满足强度要求五）考虑到加工制造方便，取封头与夹套筒体等厚，即取封头名义 厚度说"6mm。
按内压计算肯定是满足强度要求的，下面仅按封头 受外压情况进行校核封头有效厚度化=16 一0.8 =15.2mm由《过程设备设计》表4-5查得标 准椭圆形封头的形状系数 K^ 0.9，则椭圆形封头的当量球壳内径R 二 KQ =0.9 1700= 153mm，计算系数 AA =0.125 二=0.125 152 =0.001242Ri 1530查《过程设备设计》图4-9得B =110MPa[P]BeRi110 15.21530= 1.09 0.5512#故封头壁厚取16mm可以满足稳定性要求六）水压试验校核① 试验压力想要更多参考资料，加 : 2372020456 2430789090我发给大家!内同试验压力取。