夹套反应釜--化工设计

1浙江海洋学院化工设备机械基础课程设计成果说明书（2009级）题目夹套反应釜设计学院石油化工学院专业化学工程与工艺班级学号学生姓名指导教师完成日期2011年6月20日2目录一、罐体几何尺寸计算-----------------------------------------------11.确定筒体内径------------------------------------------------------------12.确定筒体高度------------------------------------------------------------13.罐体及夹套参------------------------------------------------------------1二、夹套反应釜的强度计算---------------------------------------------------11.压力计算-----------------------------------------------------------------22.罐体及夹套厚度计算-------------------------------------------------------2三、稳定性校核（按外压校核罐体厚度）--------------------------------------3四、水压试验校核-----------------------------------------------------4五、带传动设计计算（指定选用电机Y160M2-8，转速为720r/min）----------5六、搅拌器的选择-----------------------------------------------------61.搅拌轴直径的初步计算----------------------------------------------62.搅拌轴长度-------------------------------------------------------63.搅拌抽临界转速校核计算--------------------------------------------74.浆式搅拌器尺寸的设计----------------------------------------------7七、联轴器设计------------------------------------------------------81.联轴器的型式及尺寸的设计------------------------------------------82.轴承的型式及尺寸的设计--------------------------------------------83.反应釜的轴封装置的选型-------------------------------------------84.轴封装置的结构及尺寸---------------------------------------------8八．机架的设---------------------------------------------------------9九.选择接管、管法兰、设备法兰及其他构件------------------------------9十、选择安装底盖结构-----------------------------------------------10十一、选择支座形式并进行计算----------------------------------------101.支座的选型及尺寸的初步设计--------------------------------------102.支座载荷的校核计算---------------------------------------------11十二、焊缝结构的设计-----------------------------------------------12十三、手孔选择与补强校核--------------------------------------------13十四、小结-----------------------------------------------------------14参考文献------------------------------------------------------------1430.9m3夹套反应釜设计一、罐体几何尺寸计算1.确定筒体内径工艺条件给定容积V=0.9m3、筒体内径估算1D：1D34Vπi=34*0.93.14*1.1=1.014m3=1014mm式中V——工艺条件给定容积，m3；i——长径比，11Hi=D取值1.1；将D1估算值圆整到公称直径1100mm2.确定筒体高度由1D=1100mm查表参考文献【2】D-1得1m高的容积V1m=0.950m3；查表D-2得罐体封头容积1V封=0.1980m3；估算罐体筒体高度；11m1H=V-V/V封（）=（0.9-0.1980）/0.950=0.739m=739mm将1H估算值圆整到公称直径800mm3.罐体及夹套参数罐体实际容积V=V1m*1H+1V封0.950*0.8+0.1980=0.958m3；由1D=1100mm查参考文献【2】表4-3夹套筒体内径2D=1200mm；选取η=0.85；2H1m1ηVV/V封（）=（0.85*0.958-0.1980）/0.95=0.649m=649mm；将2H估算值圆整到公称直径700mm查参考文献【2】表D-2罐体封头表面积1F封=1.39802m；1m高筒体内表面积1mF=3.462m；实际总传热面积:F=1mF*2H+1F封=3.46*0.7+1.3980=3.822m3.82m；二、夹套反应釜的强度计算1.压力计算4材料选择为Q235-A；由工作压力（罐体内）0.18MPa,工作压力（夹套内）0.25MPa；可得设计压力（罐体内）P1=0.18*1.1=0.2MPa（有安全阀），设计压力（夹套内）P2=0.25*1.2=0.3MPa（无安全阀）；工作温度（罐体内）t1120c。；温度（夹套内）t2150c。液柱静压力：1HP=610ρgh=610*1.0*310*10*0.8=0.008MPa式中ρ——水的密度，Kg/m3；g——重力加速度，取值10m/2s；h——罐体通体高度1H=0.8m；计算压力：1PC=1P+HP=0.2+0.008=0.208MPa；液柱静压力忽略；计算压力：2CP=2P=0.3MPa；2.罐体及夹套厚度计算罐体及夹套焊接接头系数=0.85；设计温度下材料需用应力=113MPa；罐体筒体计算厚度1C11t1CP*D=2σ-P=0.208*11002*113*0.850.208=1.19mm夹套筒体计算厚度2C22t2CP*Dδ=2σ-P=0.3*12001.882*113*0.850.3mm罐体封头计算厚度1C11t1CP*D=2σ-0.5P=0.208*11002*113*0.850.208*0.51.19mm夹套封头计算厚度2C22t2CP*Dδ=2σ-0.5P=0.3*12001.882*113*0.850.3*0.5mm取最小厚度minδ=3mm作为计算厚度δ；钢板厚度负偏差C1=0.6mm；腐蚀裕量C2=2.0mm；罐体筒体设计厚度1dδ=δ+C2=2.0+3=5mm；夹套筒体设计厚度2dδ=δ+C2=2.0+3=5mm；罐体封头设计厚度1dδ=δ+C2=2.0+3=5mm；夹套封头设计厚度2dδ=δ+C2=2.0+3=5mm；5罐体筒体名义厚度=1dδ=5mm；(满足minδ-1δ=3-1.19mmC1=0.6mm)夹套筒体名义厚度2nδ=5mm；（满足minδ-2nδC1）罐体封头名义厚度1nδ=5mm；（满足minδ-2nδC1）夹套封头名义厚度2nδ=5mm；（满足minδ-2nδC1）三、稳定性校核（按外压校核罐体厚度）假设一：罐体筒体名义厚度nδ=5mm；厚度附加量C=C1+C2=2.5mm；罐体筒体有效厚度eδ=nδ-C=5-2.5=2.5mm；罐体筒体外径0D=1D+2nδ=1100+2*5=1110mm；筒体计算长度L=2H+131h=800+13*275=892mm；式中2H——夹套筒体高度2H=800mm；1h——由（JB/T4737—95）表查得1h=275mm；系数0L/D=892/1100=0.811；系数0eD/δ=1100/2.5=440；系数A查参考文献【1】图10-15的A=0.00017；系数B查参考文献【1】图10-16的B=24；许用外压0eD/δBP=24440=0.0540.3；假设二：罐体筒体名义厚度nδ=8mm；钢板厚度负偏差C1=0.8mm；厚度附加量C=C1+C2=2.8mm；罐体筒体有效厚度eδ=nδ-C=8-2.8=5.2mm；罐体筒体外径0D=1D+2nδ=1100+2*8=1116mm；筒体计算长度L=2H+131h+25=800+13*275+25=917mm；式中2H——夹套筒体高度2H=800mm；1h——由（JB/T4737—95）表查得1h=275mm；6系数0L/D=917/1100=0.822；系数0eD/δ=1100/5.2=214.61；系数A查图10-15的A=0.00082；系数B查图10-16的B=96；许用外压0eD/δBP=96214.61=0.4470.3；取用：罐体筒体名义厚度nδ=8mm；钢板厚度负偏差C1=0.8mm；厚度附加量C=C1+C2=2.8mm；罐体筒体有效厚度eδ=nδ-C=8-2.8=5.2mm；罐体筒体外径0D=1D+2nδ=1100+2*8=1116mm；标准椭圆封头当量球壳外半径00R=0.9D=0.9*1116=1004.4mm；系数0e0.125A=(R/δ)=0.125(1004.4/5.2)=0.00065；系数B=85；许用外应力0eB=R/δP=851004.4/5.2=0.4400.3；罐体封头最小厚度minδ=0.15%1D=1100*0.0015=1.65mm；（小于eδ，满足要求）四、水压试验校核罐体试验压力1T1tσP=1.25Pσ=1.25*0.2*113113=0.25；夹套水压试验压力2T2tσP=1.25Pσ=0.15*0.3*113113=0.375；材料屈服点应力Sσ=235；TSσ0.9σ=0.9*0.85*235=179.8；罐体圆筒应力1T1e1TepD+δσ=2δ=0.251100+5.22*5.2=26.6179.8；夹套内压试验应力:72T2e2TepD+δσ=2δ=0.3751200+5.22*5.2=43.4179.8；五、带传动设计计算（指定选用电机Y160M2-8，转速为720r/min）由电机Y160M2-8，额定功率P=5.5Kw,转速为1n=720r/min,2n=200r/min,计算如下；1.计算设计功率cP由表14-4查得工作情况系数AK=1.3，故cAP=KP=1.3*5.5=7.15kW2.选择V形带型号根据cP=7.15kW，1n=720r/min,由参考文献【1】表14-5初步选用B型带3.选取小带轮节圆直径1d，及大带轮节圆直径2d由参考文献【1】表14-5选取小带轮基准直径1d140mm，由参考文献【1】式（14-9）得2d=112720d*140200nn504mm；由表14-5取2d=500mm；4.验算带速V11πdnv==60*10003.14*140*720=60*10005.28m/s；在(5--25m/s)范围内，带速合适。5.确定中心