搅拌反应釜课程设计

课程设计说明书专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。所附设备安装用计算机绘图画出。三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。目录一、设计任务书...............................................................5二、设计方案简介.............................................................61.1罐体几何尺寸计算.....................................................71.1.1确定筒体内径...................................................71.1.2确定封头尺寸...................................................81.1.3确定筒体高度...................................................91.2夹套几何计算........................................................101.2.1夹套内径......................................................101.2.2夹套高度计算..................................................101.2.3传热面积的计算................................................101.3夹套反应釜的强度计算................................................111.3.1强度计算的原则及依据..........................................111.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算................................121.3.2.1压力计算................................................121.3.2.2罐体及夹套厚度计算......................................121.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核..............................141.3.4水压试验校核..................................................16（二）、搅拌传动系统.........................................................162.1进行传动系统方案设计................................................172.2作带传动设计计算....................................................172.2.1计算设计功率Pc................................................172.2.2选择V形带型号................................................172.2.3选取小带轮及大带轮............................................172.2.4验算带速V.....................................................182.2.5确定中心距....................................................182.2.6验算小带轮包角1.............................................182.2.7确定带的根数Z.................................................182.2.8确定初拉力Q...................................................192.3搅拌器设计..........................................................192.4搅拌轴的设计及强度校核..............................................192.5选择轴承............................................................202.6选择联轴器..........................................................202.7选择轴封型式........................................................21（三）、设计机架结构.......................................................21（四）、凸缘法兰及安装底盖...................................................224.1凸缘法兰............................................................224.2安装底盖............................................................23（五）、支座形式.............................................................235.1支座的选型..........................................................235.2支座载荷的校核计算..................................................25(六)、容器附件..............................................................266.1手孔和人孔..........................................................266.2设备接口............................................................276.2.1接管与管法兰..................................................276.3视镜................................................................28四、设计结果汇总............................................................31五、参考资料................................................................33六、后记....................................................................35七、设计说明书评定..........................................................36八、答辩过程评定............................................................36一、设计任务书设计题目：夹套反应釜的设计设计条件：设计参数及要求设计参数及要求简图容器内夹套内工作压力/MPa0.180.25设计压力/MPa0.20.3工作温度/℃100130设计温度/℃120150介质染料及有机溶剂水蒸气全容积/m32.5操作容积/m32.0传热面积/m23腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q245R搅拌器型式浆式搅拌轴转速/(r/min)200轴功率/kW4工艺接管表符号公称尺寸连接面形式A25PL/RF蒸汽入口B65PL/RF进料口C1，2100-视镜D25PL/RF温度计管口E25PL/RF压缩空气入口F40PL/RF放料口G25PL/RF冷凝水出口设备安装场合室内二、设计方案简介搅拌釜式反应器的工艺给出的条件一般包括：釜体容积、设计压力、设计温度、介质腐蚀性、传热面积、搅拌形式、转速和功率、工艺接管尺寸等。我们作为设计者要做的工作就是根据工艺条件提出的要求和条件，对搅拌反应釜的容器、搅拌轴、传动装置和轴封装置结构进行合理的选型、设计和计算。搅拌反应釜的机械设计大体上按以下步骤进行：（1）进行罐体的设计计算（2）进行搅拌传动系统设计（3）设计机架结构（4）选择凸缘法兰及安装底盖结构（5）选择支座形式及进行计算（6）选择容器附件（7）绘制总装配图（A1图纸）（8）编写设计说明书一份三、工艺计算及主要设备计算（一）、罐体和夹套的结构设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。夹套传热是一种应用最普遍的外部传热方式。罐体和夹套的设计主要包括其结构设计，各部分几何尺寸的确定和强度的计算与校核。罐体一般是立式圆筒容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头。1.1罐体几何尺寸计算1.1.1确定筒体内径一般由工艺条件给定全容积V，筒体内径按照D1公式估算D1≈34iV[1]式中V——工艺条件给定容积，m3；i——长径比，11DHi其按物料选取，根据参考文献[1]，图1-1几种搅拌釜的长径比值选取i=1.3。由任务书给出的V=2.5m3，可得D1=1.348m=1348mm，查阅压力容器公称直径GB9019—1998[2]图1-2筒体的容积、面积和质量圆整为D1=1400mm,同时得到V1m=1.539m3/m，F1m=4.40m2。1.1.2确定封头尺寸反应釜筒体与夹套最常用的封头型式是标准椭圆封头，以内径为基准的椭圆封头类型代号为EHA，其内径与筒体内径相同，根据筒体内径D1=1400mm,参阅[3]可选取以下信息：曲边高度h1（mm）350直边高度h2(mm)25内表面积F封（m2）2.2346容积V封（m3）0.3977图1-3以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸1.1.3确定筒体高度反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度1H按公式计算，并进行圆整。H1=（V－V封）/V1m[4]式中V封——封头容积，m3；V1m——1m高筒体容积，m3/m；V1m=1.539m3/m，V封=0.3977m3H1=（2.5－0.3977）/1.539=1.366m=1366mm圆整后H1=1400mm当筒体高度确定后，应按圆整后的筒体高度修正设计容积，则V修正=V1m×H1＋V封=1.539×1.4＋0.3977=2.5523m31.2夹套几何计算夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构。1.2.1夹套内径夹套下封头直径D2可根据筒体内径D1[5]：表1-1夹套直径D2/mmD1500-600700-18002000-3000D250iD100iD200iD因为D1=1400mm在700-1800mm之间，所以D2=D1+100=1400+100=1500mm1.2.2夹套高度计算夹套