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1、.桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY化工设备课程设计(说明书)题 目：带搅拌装置的夹套传热式反应釜的机械设计 学 院： 化学与生物工程学院 班 级： 化工11-2班 指导 老师： 姚金环 黎燕 王桂霞 组 长： 谢元健 3110313217 组 员： 梁娜 3110313203 张迎春 3110313240 谢佳璇 3110313242 2014年 1 月 16日. v.课程设计任务书一、 设计题目：带搅拌装置的夹套传热式反应釜的机械设计二、 设计参数：设计参数容器内夹套内工作压力（MPa）0.20.25设计压力（MPa）0.220.3工作温度（）100
2、130设计温度（）120150介质有机溶剂蒸汽全容积（m3）1操作容积（m3）传热面积（m2）3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R搅拌器形式推进式搅拌轴转速（r/min）200轴功率（kW）4接管表符号公称直径DN连接面形式用途A25PL/RF蒸汽入口B65PL/RE加料口C1-2100视镜D25PL/RF温度计入口E25PL/RF压缩空气入口F40PL/RF放料口G25PL/RF冷凝水出口. v.目录课程设计任务书前言11反应釜釜体的设计21.1 罐体和夹套设计计算21.2 罐体几何尺寸计算21.2.1 确定筒体内径21.2.2 确定封头尺寸21.2.3 确定筒体的高度H1 31.3 夹套几何尺
3、寸计算31.4 夹套反应釜的强度计算41.4.1 强度计算的原则及依据41.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算41.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核51.4.4 夹套厚度计算61.4.5 水压实验校核计算62 反应釜的设计82.1 反应釜的搅拌器82.1.1 反应釜的搅拌器82.1.2 挡板82.2 反应釜的传动装置92.2.1 反应釜的传动装置92.2.2 常用电动机及其连接尺寸92.2.3 釜用减速机类型、标准及其选用92.3 搅拌轴设计102.3.1 搅拌轴的材料102.3.2 搅拌轴的结构102.3.3 搅拌轴的支承条件11 2.3.4 上轴的结构设计及强度校核112.4 轴
4、承的选择及其寿命校核122.4.1 轴承选取122.4.2 轴承寿命校核132.5 联轴器的选择132.6 罐内搅拌轴的结构设计，搅拌器与搅拌轴的连接结构设计132.7 轴封型式的选择143 机架结构的设计154 选择凸缘法兰及安装底盖结构164.1 选择凸缘法兰164.2 安装底盖结构165 支座形式176 接管、管法兰、设备法兰、人孔、视镜的容器186.1 接管与管法兰186.2 设备法兰186.3 人孔186.4 视镜186.5 设备接口186.6 液体进料管186.7 液体出料管196.8 夹套进气管197 设备总是质量207.1 罐体和夹套总质量m1的计算207.2 传动装置总质量m
5、2的计算207.3 物料重量m3的计算207.4 冷却水重量m4的计算208 反应釜的装配图21设计结果一览表22设计小结23参考文献24附图25. v.前言 根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类，根据反应釜的密封型式不同可分为:填料密封、机械密封和磁力密封。反应釜是现代精细化工、生物制药和新材料合成的理想中试、生产设备。结合所学的知识并且联系生产实际，以及它的结构相对简单并且能反应整个设计流程，使我们掌握基本的设计理论并具有设计刚性的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。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
6、、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管等一些构成。在带搅拌装置的夹套传热式反应釜的机械设计中，根据老师所给的设计参数，经过参考其他人的设计和查阅资料，我们主要计算了反应釜中，筒体和封头的高度和厚度，以及压力校核，还涉及到夹套的选择和一些零部件的选取。在此过程中涉及到计算和校核，并且经过反复的比较分析，最后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我们设计能力的重要实践教学环节。在老师指导下，通过课程设计，培养我们独立地运用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。因此我们要注意一下几点： 熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，以及设
7、备尺寸和型式的国家标准。 在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定设备选型，以及安全可行所需的检测和计量参数。 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。 考虑设备的环保、国家政策和法规。1 反应釜釜体的设计 反应釜是由罐体和夹套两部分构成，罐体是反应的核心，为物料完成叫板过程提供一个空间。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。1.1 罐体和夹套设计计算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
8、Di=F 其中F筒=H2+F1m 查附表D-11得 F1m=3.46 查附表D-21得 F封=1.3980 故 F封+F筒=1.3980+0.6343.46=3.593 所以满足传热要求。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，其尺寸见图1，主要尺寸由附表D-41查得。图1 甲型平焊法兰（平密封面）1.4 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。1.4.1 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GB150-1998钢制压力容器的规定。根据任务书给出的条件，反应釜罐
9、体内为正压外带夹套，按相关规定有：当圆筒的公称直径DN=600 mm时，被夹套包围部分的圆筒分别按内压圆筒和外压圆筒计算，取其中较大值，其余部分按内压圆筒设计。11.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算按上述强度计算原则，被夹套包围部分的罐体分别按内压和外压计算，罐体内压为0.22MPa,外压为极限时最大内外压差0.3MPa，其余部分按内压圆筒设计。（1） 罐体筒体的厚度计算已知：TC =120 PC =0.22MPa 故不满足容器刚度要求，故取最小厚度作为计算厚度：腐蚀裕量C2=2 mm 负偏差C1=0.3 mm名义厚度 （2） 封头厚度计算（同理）不满足容器刚度要求，故取最小厚度作为计算厚度：腐蚀裕量C2=2 mm 负偏差C1=0.3 mm名义厚度
