反应釜设计开题报告

齐齐哈尔大学开题报告学院专业班级学生姓名指导教师成绩毕业设计（论文）开题报告一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值反应釜是广泛应用于石油化工，化学，制药，高分子合成，冶金，环保等领域的重要设备[1]。因此在工业发展过程中研究反应釜的改进技术会使我们提高工作效率，节省资金和时间。结构简单，加工方便，传质、传热效率高，温度浓度分布均匀，操作灵活性大，便于控制和改变反应条件，适合于多种，小批量生产[2]。适合于各种不同组态组合的反应物料，几乎所有有机合成的单元操作，只要选择适当的溶剂作为反应介质，都可以在釜式反应器内进行[3]。在实际生产中所遇到的传热过程很少是单一的传热方式，往往是几种基本方式同时出现，这使实际的换热过程很复杂。流体的性质对换热换热器类型的选择将会产生很大的影响，如流体的物理性质，化学性质，结垢情况，以及是否有磨蚀性等因素，都对传热设备的选型有影响[4]。通过对夹套传热反应装置的研究，可以让我了解当今传热反应装置的分类，以及每一种传热器应用的场合，和对物料的物理性质和化学性质的要求，同时也让我知道了传热器在我国化学工业中的应用。这对我以后的学习打下了坚实的基础。二、本课题在国内外的研究现状国内：我国正处于反应釜生产和消费的高速增长期，已广泛应用于石油化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用器具中[5]。越来越多的学者致力于夹套传热反应装置的研究，国内由原料能源转变为最终有效利用能源转化率目前只有27%，节能的潜力很大。夹套传热设备总是应用的非常的广泛，在日产千吨的合成氨厂中，各种传热设备约占全厂设备总数的40%左右[6]。随着我国化工业的发展化工生产对反应釜的要求越来越高:1.大容积化，这是增加产量，减少批量之间的质量误差，降低产品成本的有效途径和发展趋势。2.反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到双搅拌器或外加泵制循环。3.以生产连续化和自动化代替笨重的间隙手工操作。4.合理利用热能，选择最佳的工艺操作条件[7]。国外：反应釜的研究备受各国政府和机构的重视，生产必须严格按照相应的标准加工，检测并试运行。不锈钢反应釜，根据不同的生产工艺、操作条件等，反应釜的设计结构和参数不同[8]。采用新技术，在提高和保证设备质量的前提下降低难度减少维护成本。国外的自动化水平高，在大工厂当中已经实现了电脑自动化生产[9]。外国的许多研究人员也在致力于夹套传热反应装置的研究，其中由美国专家史蒂夫研制出的多孔介质夹套传热反应装置，受到了各个国家的一致好评，把传热效率大大的提升[10]。三、课题研究的内容及拟采取的方法夹套传热反应装置研究的内容包括；釜体的尺寸，釜体的传热面积计算，釜体的传热装置，夹套反应釜的强度计算，夹套封闭件与釜体的焊接，底盖的安装，机架的选择，搅拌传动系统设计，选择轴封形式。四、课题研究中的主要难点以及解决的方法要得到好的搅拌效果，搅拌轴的设计是难点。本设计中假定搅拌轴只受扭矩的作用，然后用增加安全系数以降低材料使用应力的方法来弥补由于忽略轴受弯曲作用所引起的误差，再对搅拌轴进行强度计算和刚度计算。夹套传热反应装置制造的过程中，主要难点是反应釜的轴封形式。解决的方案是采用填料密封。填料密封结构由填料箱，填料，压盖，螺栓等基本零件组成。置于填料箱体与转轴之间的填料在螺栓力及压盖的轴向挤压下，产生径向伸延，使填料紧贴在转轴的四周，转轴旋转时在填料与转轴的接触面存在一层及薄的液膜，这层液膜既可起到润滑作用，又可阻止釜内介质的外逸或釜外气体的渗入。填料密封中的填料对密封性能起关键作用。通过参考中外文文献，根据GB—150压力容器设计准则确定釜体的结构，根据物料反应的温度可以确定选择夹套，夹套封闭件与釜体的焊接可以将夹套上端弯边后直接焊在釜壁上，根据安装底盖和凸缘法兰间的密封面不同来选择底盖的形式，根据搅拌轴的载荷大小来选择机架，根据机架形式和传动轴安装形式及釜内连轴器形式确定传动轴的形式。当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。五、毕业设计（论文）工作进度计划4月10日-4月12日:完成查中外文献、撰写开题报告。4月14日-5月7日:完成工艺计算(物料衡算、热量衡算)；附属设备的选型计算；确定设备的总体尺寸；完成设备的结构设计与强度校核。5月8日-5月29日:设计图纸的绘制。5月30日-6月6日：设计说明书录入。6月7日-6月13日:指导教师检查，修改设计成果。6月14日-6月20日:图纸及说明书的计算机输出，准备答辩。五参考文献（或资料）[1]刁玉玮，王立业.化工设备机械基础[M].大连：大连理工大学出版社，2006.12[2]于国琮.化工机械手册[M].天津：天津大学出版社，1991.5[3]蔡纪宁.化工设备设计指导书[M].北京：石油化学工业出版社,2000.6[4]陈偕中.化工容器设计[M].上海：上海科学技术出版社，1987[5]陈乙琮.搅拌设备设计[M].上海：上海科学技术出版社，1985.11[6]朱有庭.曲文海，于浦义.化工设备设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.12[7]刘湘秋.常用压力容器手册[M].北京：机械工业出版社，2005.4[8]王志文，蔡仁良.化工容器设计[M].北京：化学工业出版社，2005[9]匡照忠.化工机器与设备[M].北京：化学工业出版社,2006.4[10]王维.连续搅拌反应釜(CSTR)控制方法研究[D].北京：北京交通大学硕士学位论文，2013[11]李柱作.间歇反应釜加热系统特性研究与控制[D].大连:大连理工大学硕士学论文，2007[12]Knudson,J.G.andD,L,Katz,FluidDynamicsandHeatTransfer,McGraw-HiLL,NewYok,1988。[13]Cheers.YandNakayama.W.RecentAdvancesinCompactHeatExchangersinJapan.ASMEHTD-10,5-16,1980.指导教师意见指导教师签字年月日专业审查意见审查人签字年月日