搅拌反应釜设计1 - 图文

化工设备机械基础课程设计题目：搅拌反应釜设计

一、设计任务书

试设计一搅拌反应釜，设计参数见技术特性表、管口表和工艺条件图，使用地点：某精细化工厂。

技 术 特 性 表

釜内 0.20 釜内 ≤120 工作压力（MPa） 夹工作温度（℃） 套 0.40 夹套 ≤150 釜内 溶液 型式 圆盘涡轮式 介 质 夹套 水蒸气 搅拌 转速 160r/min 腐蚀情况 轻微 功率 5.6kw 操作容积 2.0m 3 夹套传热面积 12.0m2 使 用 地 点 某精细化工厂 推 荐 材 料 釜体和封头：16MnR 夹套： Q235-C

管 口 表

编号 名称 公称直径Dg（mm） 编号 名称 公称直径Dg（mm） a 安全阀 40 e 液面计压25 力表 b视镜 80 f 手孔 250 1-2 c进料管 50 g 进蒸汽 35 1-2 d 温度计 65 h 出料管 65 i 排凝液管 25 开孔位置: Ф950

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工艺条件图

按照设计任务书提供的工艺条件，选定容器的型式和材料后，

进行反应釜的机械设计，主要是计算釜体和夹套的尺寸；选择搅拌器和设计搅拌轴；选择搅拌的传动装置和轴封装置；选择法兰、支座和各种工艺接管，并核算开孔补强；绘制装配图；编写设计计算说明书。

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二、设计内容、方法和步骤 1. 确定釜体的直径和高度

1.1根据要求选择釜体、封头和夹套的材料

选择16MnR材料作为釜体和封头的材料; 选择Q235-C作为夹套的材料。

1.2确定设计温度与设计压力

设计温度：150℃

装有安全阀，设计压力PC=1.10PW

设计压力：釜内最大工作压力为0.20Mpa

设计压力=1.10×0.22Mpa=0.22Mpa 夹套最大工作压力为0.4Mpa，

设计压力=1.10×0.4Mpa=0.44Mpa 1．3选取反应釜装料系数和反应釜的H/D

装料系数常取0．7—0．85。本设计取η=0．8。

选取反应釜的i=H/D = 1．2。 1．4设计计算

1．4．1确定设备容积V0：

由V/V0 =装料系数,有V0 = V/η=4.0/0.8=5.0m3 1．4．2确定釜体内径 由D= 34v/πi=1.74 圆整后 D=1700mm

则取D1=1700mm

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1．4．3确定釜体的高度H

H=(V-V封)/V1m,,由D=1700mm查表有V封=0.6999m V1m =2.270m 则H1=（4.0-0.6999/2.270=1.454m取H1=1500m 2．确定夹套的直径和高度 2．1夹套的内径D2

夹套的内径D2 =釜体内径D1+ 100=1700+100=1800mm,符合压力容器的公称直径。D2 =1800mm

夹套的高度H2

按公式 H2=(ηV-V封)/V1m=(0.8×4-0.6999)/2.270=1100

又需圆整到整数且使釜体高度H与夹套高度之差为200mm H0=H1-H2=200mm, 则取 H2=1300mm 2．2核算夹套传热面积 A=3.14*1.8*1.3+2.9=10.24m2

满足设计任务书的要求 3确定夹套的材料和壁厚 钢材Q235-C。

查得Q235-C钢在设计温度150℃的许用应力[σ]t=125Mpa； 筒体为板卷焊，选取双面对接焊全部无损探伤或局部无损探伤，则焊接接头系数为1.0或0.85,取φ=0.95

钢板负偏差C1=0.6mm,取单面轻微腐蚀裕量C2=1mm 3.1计算夹套的筒体部分壁厚

则δn= PD/2 [σ]t φ-P +C2=0.44*1800/2*125*0.85-0.44

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+1=4.73mm

3.2计算夹套的封头部分壁厚

封头一般选择半椭球型封头，按上述参数计算封头壁厚。 则δn= PD/2 [σ]t φ-0.5P + C2

=0.44*1800/2*125*0.85-0.5*0.44 +1=4.73mm

一般考虑焊接、运输和吊装的要求，选取夹套的筒体和封头的壁厚相同,取δn=4.73mm

4. 计算筒体和封头的壁厚

查得16MnR在设计温度150℃的许用应力[σ]t=170Mpa； 筒体为板卷焊，选取双面对接焊全部无损探伤或局部无损探伤，则焊接接头系数为1.0或0.85，取φ=0.85

钢板负偏差C1=0.8mm,取双面轻微腐蚀裕量C2=2mm 4.1内压设计 计算筒体与封头壁厚

选取推荐的材料，反应釜内受内压作用，设计压力为0.22 Mpa，设计温度150℃。

筒体壁厚δn= PD/2 [σ]t φ-P +C2

=0.22*1700/2*170*0.85-0.22=1.295<δmin=3 δn=δmin+C2=5mm

封头一般选择半椭球型封头，按上述参数计算封头壁厚。 封

头

壁

厚

δ

n=

PD/2

[

σ

]t

φ

-0.5P

=0.22*1700/2*170*0.85-0.5*0.22=1.29mm<δmin=3 δn+C2=5mm

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