夹套反应釜课程设计说明书

1课程设计说明书学生姓名：学号：学院：专业年级：题目：夹套反应釜设计指导教师:评阅教师：年月2目录一．设计内容…………………………………………………………………………………3二．设计参数………………………………………………………………………………3三．设计要求…………………………………………………………………………………3表1几何尺寸…………………………………………………………………………4表2强度计算…………………………………………………………………………5表3强度校核…………………………………………………………………………6表4水压试验校核……………………………………………………………………7四．搅拌轴、搅拌轴和搅拌连接的结构设计………………………………………………7五．电动机、减速器等传动装置的设计……………………………………………………8六．反应釜的其它附件………………………………………………………………………9七．参考文献…………………………………………………………………………………10八．设计小结…………………………………………………………………………………113一：设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐二：设计参数和指术性指标简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa工作温度，℃设计温度，℃介质全容积操作容积，传热面积，㎡腐蚀情况推荐材料搅拌器型式搅拌轴转速，r/min轴功率，kW接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a25突面蒸汽入口b25突面加料口c80凸凹面视镜d70突面温度计管口e25突面压缩空气入口f40突面放料口g25突面冷凝水出口h100突面手孔4三：设计要求进行罐体和夹套设计计算表1：几何尺寸步骤项目及代号参数及结果备注1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-20全容积V，m3操作容积V1，m3传热面积F,㎡釜体形式封头形式长径比i=H1/D1初算筒体内径圆整筒体内径D1，mm一米高的容积V1m,m3釜体封头容积V1封，m3釜体高度H1=(V-V1封)/V1m，m圆整釜体高度H1,mm实际容积V=V1m×H1+V1封，m3夹套筒体内径D2，mm装料系数η=V操/V夹套筒体高度H2≥(Ηv-V1封)/V1封,m圆整夹套筒体高度H2,mm罐体封头表面积F1封,㎡一米高筒体内表面积F1m,㎡实际总传热面积F=F1m×H2+F1封,㎡由工艺条件给定计算，V1=Vη由工艺条件给定常用结构常用结构按表4-1选取（注）按式4-1计算按附表4-1选取按附表4-1选取附表4-2按式4-2计算选取按式4-3计算按式4-2选取选取按式4-4计算选取按附表4-2选取按附表4-1选取按式4-5校核注：附表和计算式为设计资料蔡纪宁，张秋翔编《化工设备机械基础课程设计指导书》化学工业出版社出版2000年第1版中数据及资料，下同5表2：强度计算（按内压计算厚度）步骤项目及代号参数及结果备注2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-22设备材料设计压力（罐体内）p1,MPa设计压力（夹套内）p2,MPa设计温度（罐体内）t1,℃设计温度（夹套内）t2,℃液注静压力p1H=10-6ρgh,MPa计算压力p1c=p1+pH,MPa液注静压力p2H,Mpa计算压力p2c=p2罐体及夹套焊接头系数Φ,设计温度下村料许用[],MPa罐体筒体计算厚度ccPDP][211,mm夹套筒体计算厚ccPDP][222,mm罐体封头计算厚ccPDP5.0][21'1,mm夹套封头计算厚ccPDP5.0][22'2,mm钢板厚度负偏差C1,mm腐蚀裕量C2,mm厚度附加量C=C1+C2,mm罐体筒体设计厚度CC11,mm夹套筒体设计厚度CC22,mm罐体封头设计厚度CC11'',mm夹套封头设计厚度CC22'',mm据工艺条件或腐蚀情况确定由工艺条件给定由工艺条件给定由工艺条件给定由工艺条件给定计算计算忽略计算选取选取计算计算计算计算选取选取计算计算计算计算计算62-232-242-252-26罐体筒体名义厚度n1,mm夹套筒体名义厚度n2,mm罐体封头名义厚度n1',mm夹套封头名义厚度n2',mm圆整选取圆整选取圆整选取圆整选取表3:强度校核（按外压校核厚度）序号项目及代号参数及结果备注3-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-17罐体筒体名义厚度n1,mm厚度附加量C=C1+C2,mm罐体筒体有效厚度Cne11,mm罐体筒体外径nODD1112,mm筒体计算长度L=H2+1/3h1,mm系数L/D0系数DO/δe系数A系数B许用外压力罐体筒体名义厚度eDBP/][0，MPa罐体封头名义厚度δ1n，mm厚度附加量C=C1+C2,mm罐体封头有效厚度Cne11'',mm罐体封头外径nODD111'2'',mm标准椭圆封头当量球壳外半径OODR1'9.0'，mm假设选取计算计算计算计算计算查找查找计算失稳确定确定选取计算计算计算查找73-183-193-20系数)'/'(125.0eORA,MPa系数B许用外压力eORBP'/'][罐体封头名义厚度n1',mm查找计算稳定确定表4：水压试验校核序号项目及代号参数及结果备注4-14-24-34-44-54-6罐体试验压力夹套水压试验压力p2τ=1.25p1[σ]材料屈服点应力δs,MPaσ1τ≤0.9φσs,MPa罐体圆筒应力σ1τ=P1τ(D1+δe)/2δe,MPa夹套内压试验应力σ2τ=P1τ(D1+δe)/2δe,MPa计算计算计算计算计算计算四．搅拌轴、搅拌器和搅拌轴的连接结构设计﹙1﹚桨式搅拌器的选择：N/n=，则有则桨式搅拌器的主要尺寸可由表4-5选取，起主要尺寸选取如下：（mm）Djd螺栓螺钉δBCmfe质量kgd0数量d1数量﹙2﹚搅拌轴的设计1.搅拌轴的结构：2.搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求：n=r/min直线度允许差1000:3.搅拌轴的强度计算：a.轴功率P=由工艺条件确定b.轴转数n=r/min由工艺条件确定c.轴材料钢常用d.轴传递的扭矩T=e.材料许用扭转剪应力[τ]=mPaf.系数Ao=112g.轴端直径d=h.开2个键槽，轴径扩大7%:d=34.1x(1+7%)=36.48j.圆整轴端直径d=mm圆整选取五．电动机，减速器等传动装置的设计﹙1﹚电动机的选取:型号额定功率满载功率堵转转矩最大转矩KWr/min﹙2﹚减速器的选择:由表4-11选取减速器如下:根据转速n=r/min可选用减速器：功率P=1.5KW转速n=r/min﹙3﹚选择凸缘法兰:根据安装底盖等尺寸要求可选法兰如下:文献2附表4-6(mm)公称直径DNd1d2kd3d4h1h2h4螺栓d5R1R2质量kgR型数量螺数d6h﹙4﹚安装底盖选择安装底盖的主要尺寸如下(mm)公称直径DN机架公称直径d2Kdsh7S传动轴直径dD6(h7)R2d10﹙5﹚机架选取机架及主要尺寸如下:(mm)机架代号H1H3H4H5H6输入端接口输出端接口D1D2D3N1-mD4D5D6an2-Φ﹙6﹚搅拌轴轴端尺寸:(mm)机架代号h1h2h3h4d0d1d2M1D3(hg)d4R1t1b1HH2质量﹙7﹚联轴器的选择:由附表5-10选取主要尺寸如下:(mm)标准符号孔径Ma×Nm主要尺寸(mm)质量kgDD1D2HH1H2H3d0ndmr9六．反应釜的其他附件：⑴．耳式支座：由附表4-9选取型耳式支座如下：（mm）允许载荷适用容器公称直径高度底板垫板L1b1δ1s1L3b3δ3e允许载荷支座号B型筋板地脚螺栓支座质量kgL2b2δ2KN⑵.人孔：根据材料选取回转盖颈平焊法兰人孔，其主要尺寸如下：按附表4-11选取型：（mm）公称直径管外径连接尺寸六角头螺栓螺柱密封面尺法兰厚度法兰内径法兰理论质量法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓孔直径螺栓孔数量螺纹栓长度柱长度dF1⑶接管与管法兰接管的伸出长度为从法兰密封面到壳外径为mm,，考虑到保温要求时，可伸出长度为mm，由附表4-12可选出法兰尺寸：（mm）⑷补强圈采用补强圈时，可参照下列数据选取：Φ108×6，Φ133×6，Φ159×8，Φ219×8，Φ273×8查附表4-13选取尺寸如下：（mm）公称直径外径厚度质量kg⑸.液体出料管：管径公称直径DN=mm。⑹．过夹套的物料进口：d=100+DN=mm⑺．视镜：由附表4-14查得数据如下：（mm）公称直径公称压力MPaDD1Dh×sH防腐型n×d视镜质量kg总量kg⑻密封：采用密封。10七．参考文献11八．设计小结