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1、课程设计搅拌反应釜设计姓名:学号:专业:学院:指导老师月年目录一设计内容概述1. 1设计要求2. 2设计步骤1. 3设计参数二罐体和夹套的结构设计2. 1几何尺寸2. 2厚度计算2. 3最小壁厚3. 4应力校核三传动部分的部件选取3.1 搅拌器的设计3.2 电机选取3.3 减速器选取3.4 传动轴设计3.5 支撑与密封设计四参考文献一设计内容概述（一）设计要求：压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。搅拌容器常被称为搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌釜式反应器，简称反应釜。反应
2、釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。压力容器的设计，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。强度计算书的内容至少应包括：设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。设计图样包括总图和零部件图。设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等内容。简图示意性地画出了容器的主体，主要内件的形状，部分
3、结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的内容。（二）设计步骤：1 .进行罐体和夹套设计计算；2 .搅拌器设计；3 .传动系统设计；4 .选择轴封；5 .选择支座形式并计算；6 .手孔校核计算；选择接管，管法兰，设备法兰。7.-1-（三）设计参数：设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹套内0.18工作压力，MPa0.25MPa0.2设计压力，0.3工作温度，C100130设计温度，C120150染料及有介质机溶剂冷却水或蒸汽3m1.0全容积，3m0.80操作容积，2m3,传热面积腐蚀情况微弱Q235-A推荐材料表接管符号公称尺DN寸连接面形式用途A25蒸汽入口B25加料口80C视镜D
4、65温度计管口25E压缩空气入口F40放料口25G冷凝水出口H100手孔二、罐体和夹套的结构设计（一）几何尺寸3V=1.0m1-1全容积3=0.80m操作容积V1-2.F=3m1-3传热面积1-4釜体形式：圆筒形1-5封头形式：椭圆形1-6长径比i=H/D=1.6113iV/4DD 0.9267m 带入计算得：1-7初算筒体内径nD=1000mm圆整筒体内径1-813VV=0.785mD-1选取1-91米高的容积按附表m*=0.1505m按附表D-2选取1-10釜体封头容积VV封1封1VH=1.08m釜体高度)/=(V-1-11Vm11封1H=1100mm圆整釜体高度1-121333VH+0.
5、1113*=1.014+=0.636*1.41-13实际容积V=Vmmmm11圭t1DDD+100=1100mm取得：夹套筒体内径=按表4-31-14122=/V=0.81-15装料系数V操3m操作容积=0.81-16V操VH=0.827夹套筒体高度V-（）/1-17Vm12封1H=900mm1-18圆整夹套筒体高度22mF选取F=1.16251-19罐体封头内表面积按附表D-2封1封12FmF=3.14按附表D-1选取1-20一米高筒体内表面积1mm122mm03=3.14*0.9+1.1625=3.625校核1-21实总传热面积按式4-5F=F*H+F封11m2-3-（二）厚度计算（按内压
6、进行强度计算）2-1设备材料Q235-A2-2设计压力（罐体内）P=0.2MPa12-3设计压力（夹套内）P=0.3MPa22-4设计温度（罐体内）t120c1=2-5设计温度（夹套内）t150c2=-6pgh=0.014MPaP=102-5液柱静压力1H2-6计算压力P=P=0.214MPa11c2-7液柱静压力P=0MPa2H2-8计算压力P=P=0.3MPa22c2-9罐体及夹套焊接系数采用双面焊，局部无损探伤小=0.85t=113Mpa（t2-10设计温度下材料许用应力PDnc=1.12mm按最小壁厚原则取为3mm2-11罐体筒体计算厚度1t2C1DP2c2 2-12夹套筒体计算厚度=
7、1.72mm按最小壁厚原则取为3mm2t2c2PDicimm1.113mms体封头计算厚度，按最小壁厚原则取为2-13it0.5P2icPD2c21.72mm夹头封头计算厚度2-14,按最小壁厚原则取为3mm2tP20.5c22-15取最小厚度6min=3mnr为计算厚度6,mm2-16取钢板厚度负偏差C=0.6mm12-17腐蚀裕度C=2.0mm2-18厚度附加量C=C+C=2.6mm212-19罐体筒体设计厚度6=6+C=3+2.6=6mmc2-20夹套筒体设计厚度6=6+C=3+2.6=6mm2C?=66+C3+2.6=6mm2-21罐体封头设计厚度2=6夹套封头设计厚度2-226+C=
8、3+2.6=6mm22C2-23罐体筒体名义厚度6=6mm1n-4-2-24夹套筒体名义厚度6=6mm-=6mm6罐体封头名义厚度2-251n?=6mm2-26夹套封头名义厚度62n（三）最小壁厚（按外压校核厚度）3-1罐体筒体名义厚度6=6mm假设）*3-2厚度附加量C=C+C=0.6+2.0=2.6mm13-3罐体筒体有效厚度6=6-C=3.4mm3-4罐体筒体外径D=+25=1000+2*6=1012mnD）1n1O13-5筒体计算长度L=H+1/3h+h=900+1/3*275=992mm2213-6系数L/D=1012/992=1.021io3-7系数D/6=992/3.4=2921
9、e1o3-8系数查参考文献1图11-5得：A=0.00033-9系数查参考文献1图无法查出B,因此需按照其他公式计算2EA=0.28Mpa0.3Mpa=3-20许用外压力所以稳定。p）/3（De11O3-21筒体罐体名义厚度6=8（确定）m?=8（假设）63-22筒体封头名义厚度m-5-3-23厚度附加量C=C+C=0.8+2.0=2.8mm1?-C=8-2.8=5.2mm6=3-24罐体封头有效厚度61n1e?+2*6=D3-25罐体封头外径D=1000+2*16=1012mminioi?=0.9*992=892.8mmR=0.9*D3-26标准椭圆封头当量球壳外半径ioiQ125=0.00
10、06A=3-27系数）R/（e。3-28系数查参考文献1图11-8得：B=101B=0.43MPa0.3MPa3-29许用外压力p/Reo1?=8mm（确定）3-30罐体封头名义厚度61n（四）水压试验校核=1.25*0.2=0.56MPa罐体试验压力P=1.25P4-1一t=1.25*0.3=0.78Mpa4-2夹套水压试验压力P=1.25F21Tt4-3材料屈服点应力（T=235MPas=0.9*0.85*235=179.8MPa0.94-4st）（Dpe11*82.6179.8MPa罐体圆筒应力=4-5T121e）（Dpe222T=4-6夹套内压试验应力=126.6179.8MPaT22
11、e2三传动部分的部件选取3.1搅拌器的设计在本课程设计中，选择推进式搅拌器，它类似风扇扇叶结构。推进式搅拌器直径D即为300mm,$速为200r/min。故所选的推进式搅拌器的主要尺寸为j=0.33D,1D=300mmD=40mmd=80mmD=M12,H=65,13.2电机选取-6-,n=960r/min。根据功率选取Y132M2-6型电动机，P=5.5KW3.3 减速器选取根据反应釜的特点选取P系列带传动减速机，单级。3.4 搅拌轴校核85.3%=4.69KW;轴功率P=5.5KWX3.4.1n=200r/min;3.4.2轴转数45钢；3.4.3轴材料3.4.4轴所传递转矩Pm262.6
12、NT9550n=35N/mmr3.4.5材料许用扭转切应力2;3Td3m0.000013W轴的扭转强度校核公式：4.6,3.maxpW16p6.26223.4.79N/mm20.max000013.0轴的临界转速公式：3.4.794330EI04200100.303n1709.32r/minr/min=c2221.621.6(1.60.6)mL(LB)nDn1800r/min取c0.7n=200r/min3.4.7搅拌器转速为nc3.5支撑与密封设计反应釜是立式安装，故采用耳式支座，并选择B型筋板。选择的耳式支座支座号为3,允许载荷30KN,高度200mm,地脚螺栓30-M24。反应釜搅拌轴处的密封，属于动密封，选用填料密封。用PN=0.6MPa,轴颈d=40mm,D1=175mm,D2=145mm,H=147mm。四参考文献1、化工设备机械基础(第二版)赵军张有忱段成红编化学工业出版社2、化工设备机械基础课程设计指导书蔡纪宁张秋翔编化学工业出版社-7-3、化工机械手册化工机械手册编辑委员会编天津大学出版社2012.7.12-8-
化工容器搅拌反应釜设计说明书
