搅拌器毕业设计很实用

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1、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

2、，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：使物料混合均匀；使气体在液相中很好的#分散；使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮

3、；使不相溶 的另一液相均匀悬浮或充分乳化；强化相间的传质（如吸收等）；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

4、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，5.522kW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

5、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 0.122kW，使用一层或两层桨叶，转速为 36300r/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

6、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

7、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

8、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1.72.5,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)2HDi H4DiDi1.66m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

9、度h2=40mm.（三）确定内筒体高度H当DN =1700mm,h40mm时，查化工设备机械基础表 16-6得封头的容积v =0.734m3#V -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。#6.3Vg兀 2Di H v4= 0.69兀21.73.70.7344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 +2

10、00由表 1,取 Dj100=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 =23.0911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=103

11、MPa，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=PpH =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

12、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 00，对于碳钢取腐蚀裕量C2mm ,故内筒体厚度附加量C10.8mm ,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、PCDj0.55T800“、kj t5.16mmj 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)内筒体壁厚计算按承受0.587 MPa

13、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 0.85-0.587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) = 2945.7mm。33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 5011.2P e0.33MPa ：0.55MPaD

14、o 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 = 28001 (425 16 2947 mm33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 60x15.2P e0.562MPa . 0.55MPaDo1730.4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6

15、mm。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 =0.001242Ri1530查过程设备设计图4-9得B =110MPaPBeRi110 15.21530= 1.090.55#故封头壁厚取16mm可以满足稳定性要求。（六）水压试验校核 试验压力想要更多参考资料，加 QQ: 23720204562430789090我发给大家!内同试验压力取