本科毕业设计--反应釜

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1、反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.0；搅拌轴的转速为200,轴的功率为4kw;搅拌桨的形式为推进式；装置上设有5个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、1个温度计管口。反应釜设计的内容主要有：（1） 釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计；（2） 夹套的的强度、刚度计算和结构设计；（3） 设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰；（4） 人孔的选型及补强计算；（5） 支座选型及验算；（6） 视镜的选型；（7） 焊缝的结构与尺寸设计；（8） 电机、减速器的选型；（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；（

2、12）设计底盖结构及尺寸；（13）选择轴封形式；（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体 、的确定1.1.1 釜体的确定将釜体视为筒体，取L/D=1.1由V=(/4)，L=1.1则，圆整由314页表16-1查得釜体的1.1.2釜体PN的确定由设计说明书知釜体的设计压力0.21.2 釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力p1：p10.2MPa；液柱静压力 p1H=10(-6)1.0103101.1=0.011MPa 计算压力p1c： p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa；设计温度t1： 100 ；焊缝系数： 0.85许用应力：根据

3、材料Q235-B、设计温度100，由参考文献知113；钢板负偏差：0.6（GB6654-96）；腐蚀裕量：3.0。1.2.2 筒体壁厚的设计由公式 得：+0.6+3.0=4.7mm圆整 刚度校核：碳素钢的考虑筒体的加工壁厚不小于5mm，故筒体的壁厚取1.3 釜体封头的设计1.3.1 封头的选型 釜体的下封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T47462002。1.3.2 设计参数的确定 设计压力p1：p10.2MPa；液柱静压力 p1H=10(-6)1.0103101.1=0.011MPa 计算压力p1c： p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa；设计温度t1： 100

4、；焊缝系数： 0.85许用应力：根据材料Q235-B、设计温度100，由参考文献知113；钢板负偏差：0.6（GB6654-96）；腐蚀裕量：3.0。1.3.3 封头的壁厚的设计 由公式得 = 4.7圆整得1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据，由参考文献附表4-2知：直边高度h2： 25容 积V： 0.1505曲边高度h1： 250内表面积A： 1.1625 质 量m: 53.78kg1.4 筒体长度1的设计1.4.1筒体长度H的设计筒体高度H1=（V-V封)/V1m=(1-0.1505)/0.785=1.082m圆整H1至1100mm 1.4.2釜体长径比的复核L /Di=H1/D

5、i =1100 / 1000 = 1.1 在11.3的范围内，故所求长径比满足要求。1.5 外压筒体壁厚的设计1.5.1设计外压的确定 由设计条任务书可知，夹套内介质的压力为0.3MPa，取设计外压=0.3。 1.5.2 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚8，则： =8-3.8 = 4.2， =1016，。 在参考文献图4-5中的坐标上找到1.012的值，由该点做水平线与对应的线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：0.OOO4。再由参考文献图4-6中选取，在水平坐标中找到=2.810-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为：

6、155MPa、=2.00105。 根据=得： =0.64（）因为0.3 0.64，所以假设8合理，取筒体的壁厚8。1.6 外压封头壁厚的设计1.6.1 设计外压的确定 封头的设计外压与筒体相同，即设计外压=0.1。1.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚=8，则: =8-3.8 = 4.2，对于标准椭球形封头=0.9，0.91000=900（）， =900/4.2= 241.29计算系数：= 5.1810-4在参考文献图4-5中选取，在水平坐标中找到=5.1810-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为值为：78、=2.00105根据=得：

7、 =0.322（）因为0.3 0.322，所以假设8合理，考虑到与筒体的焊接，符合封头的壁厚与筒体一致，故取8。由JB/T 473795知釜体封头的结构如下图，封头质量：72.05（）下表为釜体封头的尺寸：第二章 反应釜夹套的设计2.1 夹套的、的确定2.1.1夹套的确定 由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：1000+100=1100（） 故取=1100mm2.1.2 夹套的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为0.3，取0.32.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计由公式 得：+0.6+3.0=4.8mm圆整 刚度校核：碳素钢的考虑夹套筒体与釜体筒体壁厚一致，

8、故筒体的壁厚取 2.2.2 夹套筒体长度的初步设计 H筒=0.827m=827mm 圆整后 H筒=900mm2.3 夹套封头的设计 2.3.1 封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（1400）。代号EHA，标准JB/T47462002。夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角。 2.3.2 椭球形封头壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 11003800，取2/1000且不小于3 另加， min3+3=6（），圆整=8。对于碳钢制造的封头壁厚取=8。 2.3.3椭球形封头结构尺寸的确定夹套封头的尺寸见下表：直边高度深 度容 积质 量252750.19

9、8086.49封头的下部结构如下图：由设备设计条件单知：下料口的40，封头下部结构的主要结构尺寸116。2.3.4带折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即8。2.3.5 封头结构的设计公称直径DN/mm总深度H/mm内表面积A/m2容积V/m311004002.55680.8602.3.6 带折边锥形封头壁厚的设计 由于封头过渡部分与锥体部分受力情况不同，分两部分计算 过渡部分： K=0.68 f=0.554 ，选型为CHA。 锥体部分： 考虑到与夹套筒体的焊接，故圆整2.4 传热面积的校核 =1000mm釜体下封头的

10、内表面积 = 1.1625=1000mm筒体（1高）的内表面积= 3.142夹套包围筒体的表面积= = 3.140.9=2.826（2）+=1.1625 + 2.826=3.9885 釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将+ = 5.6429 2与工艺需要的传热面积进行比较。+=3.98853，满足要求。第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验3.1.1水压试验压力的确定 水压试验的压力：，查.0 。 3.1.2液压试验的强度校核 由 得： 0.9 =0.92350.85=179.8（）由29.88 0.9 =179.8 故液压强度足够3.1.3压力表的量程、水

11、温及水中浓度的要求 压力表的最大量程：P表=2=20.25=0.5 或1.5PT P表4PT 即0.375MPa P表1 水温15 水中浓度253.1.4水压试验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.25，保压不低于30，然后将压力缓慢降至0.2，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。3.2夹套的液压试验3.2.1液压试验压力的确定 液压试验的压力：，查=1.0 =1.250.31

12、.0=0. 375，取=0.3753.2.2液压试验的强度校核 由得： =49.3（） 49.3 0.9 =0.923510.85=179.8（） 液压强度足够3.2.3压力表的量程、水温的要求 压力表的量程：P表= 2=20.375=0.75或1.5PT P表4PT 即 0.5625MPa P表1.5MPa水温5。3.2.4液压试验的操作过程 在保持夹套表面干燥的条件下，首先用水将夹套内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.375，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.3，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干

13、。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。第四章 反应釜附件的选型及尺寸设计4.1釜体法兰联接结构的设计设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。4.1.1法兰的设计 (1)根据1000mm、0.6，由参考文献附表4-4，确定法兰的类型为甲型平焊法兰。标记：法兰RF1000-0.6 JB/T4701-2000材料：20锻(2)法兰的结构如下图：具体的结构尺寸见下表：公称直径DN/法兰/螺栓D规格数量1000113010901055104510424823M20364.1.2密封面形式的选型根据0.61.6、介质温度100和介质的性质，由参考文献知密封面形式为光滑面。4.1.3垫片的设计 由参考文献表16-14得垫片选用耐油橡胶石棉垫片，材料为耐油橡胶石棉板（GB/T539），结构及尺寸如下：1045100044.1.4螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格 本设计选用六角头螺栓（A级和B级、GB/T5782-2000）、型六角螺母（A级、GB/T6172.1-2000）。 平垫圈（100HV、GB/T95-2002）。螺栓长度的计算：