化学课程设计 (1).doc

化学课程设计(1)
1 设计方案的分析和拟定
根据任务书中的要求,一个夹套反应釜主要有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管等一些附件构成。而搅拌容器又可以分为罐体和夹套两部分。搅拌装置分为搅拌器和搅拌轴,根据任务说明书的要求本次设计搅拌器为浆式搅拌器;考虑到机械轴封的实用性和应用的广泛性,所以轴封采用机械轴封。
在阅读了设计任务书后,按以下内容和步骤进行夹套反应釜的机械设计。
(1)总体结构设计。根据工艺的要求,并考虑到制造安装和维护检修的方便来确定各部分结构形式。
(2)搅拌器的设计。
(3)传动系统设计,包括选择电机、确定传动类型、选择联轴器等。
(4)决定并选择轴封类型及有关零部件。
(5)绘图,包括总图、部件图。
(6)编制技术要求,提出制造、装配、检验和试车等方面的要求。
2. 反应釜釜体的设计
反应釜是有罐体和夹套两部分构成,罐体是反应的核心,为物料完成搅拌过程提供一个空间。夹套为反应的操作温度提供保障,是一个套在罐体外的密封空间容器。

罐体采用立式的圆筒形容器,有筒体和封头构成。通过支座安装在基础平台上。封头一般采用椭圆形封头。由于筒体内径Di<1200mm,因此下封头与筒体的连接采用焊接连接。而为了拆卸清洗方便,上封头采用法兰与筒体连接。 1
夹套型式与罐体大致一致。
罐体几何尺寸计算

Di? 一般有工艺条件给定容积V、筒体内径Di
估算:
i?
式中i为长径比即:Hi
Di ,有表4-2选取。根据题意取i=,
已知V=,则Di =1084mm, 将Di 圆整到公称直径系列,则
Di =1000(mm).
确定封头尺寸
(1)椭圆封头选取标准件,它的内径与筒体内径相同,标准椭圆封头尺寸见附表4-=Di =1000(mm)
曲边高度 hi =250mm 直边高度h2=25mm 容积V=
(2)封头厚度计算
s?pcDi
2?????
tt 由公式?其中Pc = ?? =113MP (由参考文献附表9查的)
封头焊接采取双面焊、全焊透,局部无损伤,则υ=
计算S=×1400/(2113×-×)= mm
由参考文献一表4-9查得:负偏差 C1=
由参考文献一表4-11查得:腐蚀裕量C2=
计算名义厚度 Sn=S+C1+C2+Δ=+++=8mm
故封头厚度取8mm
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(3)由于S<10mm 则封头的直边高度 h2 =25mm
有附表4-2 知封头内表面积A= 容积V=
确定筒体的厚度Hi
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Hi按下式计算并进行圆整:Hi=(V-V封)/Vim
式中V封------------封头容积: m3
Vim ------------1m高筒体容积(见附表4-1):Vim = m3 /m
得 Hi= (-)/=
圆整后的Hi==1400mm
按筒高圆整后修正实际容积:
V= Vim×Hi + V封=*+= m3 > m3
夹套几何尺寸计算
夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构,夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套的安装尺寸见图
4-6,夹套内径D2可根据筒体内径D1按表4-3选取:D2 =D1+100=1500mm
夹套下封头型式同筒体封头,直径D2与夹套筒体相同。
夹套高H2有传热面积而决定,不能低于料液高,
装料系数: y=操作容积/全容积=2÷=
夹套高H2 计算:H2 = (ηV-V封)÷Vim 代入数值计算
得:H2 = m
夹套所包围的罐体的表面积,一定要大于工艺要求的传热面积F,即: F封+F筒>=F 其中 F筒=H2 ×F1m
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故 F封+F筒=+×=>=7㎡
所以换热要求满足。
筒体和上封头的连接采用甲型平焊法兰连接,选取凹凸密封面法兰,其尺寸见附图4-2,主要尺寸有附表4-4查的,其中:
D=1530mm D1=1490mm D2=1455mm D3=1441mm
D4=1438mm S=46mm d=23mm
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