夹套反应釜设计
第11章 夹套反应釜设计..
三、外压釜体壁厚的设计
(1)外压圆筒壁厚的计算------简化公式设计法 ①设计外压的确定
根据设计条件单中釜体和夹套内介质的工作压力，确定设计 外压 p 。 ②圆筒壁厚的计算 假设圆筒的壁厚为Sn ，由 Se = Sn – C、Do Di 2Sn 分别计算 Do 出 Se 、 Do Lcr 1.17 D o 由公式 计算出临界长度 Lcr 值
Se
2 1 L H h 计算出筒体的计算长度 L L H h i 由 或 i 3 3 将 L 与 Lcr 进行比较，若 L ＞ Lcr ，筒体为长圆筒；
若 L ＜ Lcr ，筒体为短圆筒
Se 3 长圆筒临界压力： pcr 2.2 E ( ) DO
t
立式带夹套的反应釜设计
带有搅拌装置的釜式反应器是化工、医药、染料、涂料等 电动机 行业生产中常用的典型设备 减速器 机 架 反应釜通常由釜体、传热、 搅拌、传动、密封等装置及 密封装置 有关附件组成。
釜 体 搅拌轴 温度计
夹套 搅拌桨
釜体是物料进行反应的空间，由筒体及上、下封头组成。 传热装置是为了提供化学反应所需的热量或带走反应生成 的热量。除了图中所用的夹套传热外，还有蛇管形式的传 热装置。 搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其作用是迅速均匀地混 合物料，强化传质传热过程，从而加快反应速率。 为使搅拌器能够以一定的转速转动，需要设置与之配套的 由电动机和减速机等组成的传动装置。反应釜上除了 有设备法兰、管法兰等静密封结构外，还有保证转轴密封 的动密封装置。 附件
四、釜体的压力试验 压力试验的目的是检验釜体的宏观强度(是否有异常变形)和 致密性(有无泄漏)。是化工设备出厂时必须进行的工序。
夹套反应釜课程设计说明书
夹套反应釜课程设计说明书1. 引言夹套反应釜是一种常用于化学工业生产中的反应设备，它具有双层结构，内层为反应容器，外层为夹套。
夹套内可以通过流体循环来控制反应温度，从而实现对反应过程的控制和调节。
本课程设计旨在介绍夹套反应釜的原理、结构、操作方法以及相关实验技术。
2. 夹套反应釜原理夹套反应釜利用夹套内流体循环的方式来控制反应温度。
通过在夹套中加热或冷却流体，可以使得反应容器内的温度升高或降低。
这一原理使得夹套反应釜成为控制化学反应过程温度的重要设备。
3. 夹套反应釜结构夹套反应釜主要由以下几个部分组成： - 反应容器：位于夹套内部，用于装载化学物质进行反应。
- 外壳：包裹整个设备，起到保护作用。
- 夹套：位于外壳与反应容器之间，用于循环流体来控制反应温度。
- 加热装置：用于加热夹套中的流体，提高反应温度。
- 冷却装置：用于冷却夹套中的流体，降低反应温度。
4. 夹套反应釜操作方法4.1 准备工作在操作夹套反应釜之前，需要进行以下准备工作： - 检查设备是否完好，并确保所有连接部位紧固可靠。
- 清洁反应容器，并将待反应物质准确称量放入容器中。
- 准备好所需的流体，根据需要调节其温度。
4.2 加热操作1.打开加热装置，并设置所需的加热温度。
2.开启循环泵，使流体开始在夹套内循环。
3.监测反应容器内温度的变化，根据需要调节加热功率和循环泵的流速。
4.当达到设定的目标温度时，关闭加热装置和循环泵。
4.3 冷却操作1.打开冷却装置，并设置所需的冷却温度。
2.开启循环泵，使流体开始在夹套内循环。
3.监测反应容器内温度的变化，根据需要调节冷却功率和循环泵的流速。
4.当达到设定的目标温度时，关闭冷却装置和循环泵。
5. 实验技术夹套反应釜在化学实验中有着广泛的应用。
以下是几种常见的实验技术： - 温度控制实验：通过调节加热或冷却装置，控制夹套中流体的温度，从而研究不同温度下化学反应的动力学和产物生成情况。
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计夹套反应釜是化工设备中常见的一种反应器，其设计是化学工程师们长期研究的重要课题。
下面将对夹套反应釜的设计进行详细介绍。
一、夹套反应釜的基本原理夹套反应釜由内胆和外壳组成，内胆称为反应釜，外壳称为夹套。
在操作过程中，在夹套内注入物料或水等流体。
反应釜中的物料被加热或冷却是通过夹套内流体的被加热或冷却来实现的。
夹套反应釜的基本原理就是通过夹套内的流体（一般为水或油）来实现加热或冷却反应釜内的物料，同时夹套内的流体也可以进行搅拌以保证均匀升温或降温。
二、夹套反应釜的设计要求1、安全性要求在设计夹套反应釜的过程中，安全性是最重要的一点。
要保障夹套反应釜的安全性，需要考虑一下几个问题：（1）反应釜的压力要求和夹套的压力要求要确定。
反应釜的压力由反应物的反应热、气体产生、化学腐蚀等多个因素决定。
一般情况下，反应釜的压力要求是夹套的2-3倍之间。
（2）应设置好反应釜的安全装置，如安全阀和爆破口等。
（3）在操作反应釜时，应按照标准操作程序进行，如避免超压、超温、超流速等情况。
2、机械性能要求夹套反应釜的机械性能应符合以下要求：（1）夹套材料应具备良好的耐腐蚀性和耐磨性。
（2）反应釜的结构应十分坚固，并且不能出现变形或滑移现象。
（3）反应釜和夹套之间的连接处应该很牢固。
3、热传递效率要求夹套反应釜的热传递效率对反应速度，反应物品质和产物品质都有很大的影响。
因此，在夹套反应釜设计中，应该完善夹套的密封性，以便内外介质的温度和热媒介的流速达到最大的接触面积。
4、过程监控要求为了实现反应釜的过程监控，可以根据反应釜的要求进行设计，设置相应的温度、压力、pH值，流量等传感器，以便随时监控反应的速度和进度。
三、夹套反应釜的设计流程夹套反应釜的设计流程可以分为以下几个步骤：1、确定反应釜的容积和使用温度范围。
2、确定反应釜的结构材料。
3、设计夹套的流路和流速，以及冷却方式。
4、确定夹套和反应釜之间的连接方式。
夹套反应釜设计讲解
夹套反应釜设计化学化工学院王信锐化工112班指导老师：陈胜洲目录一、夹套反应釜设计任务书 (4)二、夹套反应釜设计 (5)1、夹套反应釜的总体结构设计 (5)2、罐体和夹套的设计 (5)2.1、罐体和夹套的结构设计 (5)2.2、罐体几何尺寸的计算 (5)2.2.1、确定筒体内径 (5)2.2.2 定封头尺寸 (6)2.2.3 定筒体高度H1 (6)2.3夹套的几何尺寸计算 (6)2.4夹套反应釜的强度计算 (7)2.4.1强度计算的原则及依据 (7)2.4.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (7)2.4.3按外压对筒体和封头进行强度校核 (8)2.4.4水压实验校核计算 (9)2.5夹套反应釜设计计算数据一览表 (9)2.5.1几何尺寸 (9)2.5.2强度计算（按内压计算厚度） (10)2.5.3稳定性校核（按外压校核厚度） (10)2.5.4水压实验校核 (11)3、反应釜的搅拌装置 (12)3.1、搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (12)3.2、搅拌轴设计 (12)3.3、轴的强度一览 (13)4、反应釜的传动装置 (13)4.1、常用电机及其连接尺寸 (13)4.2、釜用减速器类型、标准及选用 (14)4.3、V带减速机 (14)4.4、凸缘法兰 (16)4.5、安装底盘 (16)4.6、机架 (17)4.6.1、无支点机架 (17)4.6.2、单支点机架 (17)4.6.3、双支点机架 (17)5、反应釜的轴封装置 (18)5.1、填料密封 (18)5.2、机械密封 (18)6、反应釜其他附件 (19)6.1支座 (19)6.2、手孔和入孔 (20)6.3、设备接口 (21)6.3.1、接管与管法兰 (21)6.3.2、补强圈 (21)6.3.3、液体出料口 (21)6.3.4、过夹套的物料进出口 (21)6.4、试镜 (21)三、附录：夹套反应釜装配图一、夹套反应釜设计任务书条件内容修改修改标记修改内容签字日期二、夹套反应釜设计1、夹套反应釜的总体结构设计带搅拌的夹套反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管、一些附件组成。
第11章 夹套反应釜设计
参见釜体的压力试验。注意：做夹套的压力试验时，先做 釜体的压力试验，待釜体合格后，才焊上夹套做压力试验。
六、传热装置的设计
(1)夹套进气（汽）管的结构 采用气（汽）体作传热介质时，若夹套进气（汽）管内的气 速较高，需考虑采取防止气体直接冲刷釜体外壁的措施。采 用下图所示的防冲挡板或 侧向开孔的进气管。 用液体作传热介质时，为了 提高传热效果，在釜体外壁上 焊接螺旋形导流板有利于 提高液体流速、增大传热
三、外压釜体壁厚的设计
(1)外压圆筒壁厚的计算------简化公式设计法 ①设计外压的确定
根据设计条件单中釜体和夹套内介质的工作压力，确定设计 外压 p 。 ②圆筒壁厚的计算 假设圆筒的壁厚为Sn ，由 Se = Sn – C、Do Di 2Sn 分别计算 Do 出 Se 、 Do Lcr 1.17 D o 由公式 计算出临界长度 Lcr 值
Di +50
700—1800 2000—3000
Di +100 Di +200
采用导热油加热时。夹套内径常取 Di +300，以增大夹套和釜 体的间隙，减小流动阻力。 夹套高度 H j主要取决于传热面积的要求，但一般还应不低于 H j 可如下估算： 釜内的料液高度以保持传热均匀。因此， VT VF Hj 2
(2)密封面的形式 容器法兰的密封面形式有平面密封面、凹凸密封面、榫槽密 封面、环密封面。密封面的形式可根据操作介质、法兰的公 称压力PN 、工作温度由教材中的压力容器法兰垫片选用表 确定。
(3)垫片的设计 根据材质的不同，垫片分为非金属垫片、组合式垫片和金属 垫片三种，垫片的形式可根据操作介质、法兰的公称压力 PN 、工作温度、法兰 Do 的型式由压力容器法 Di 兰垫片选用表确定。 垫片的尺寸由法兰的 压力容器法兰非金属软垫片 公称压力、公称直径 根据垫片的标准确定。 压力容器法兰非金属软垫片的结构见图、尺寸查压力容器法 兰非金属软垫片的标准。 (4)螺栓、螺母的设计 螺栓、螺母的规格和数量由法兰的结构和尺寸确定
夹套反应釜设计计算
夹套反应釜设计计算首先，夹套反应釜的热传导方程是非常重要的设计依据。
热传导方程可以用来推导出夹套和反应体系之间的热传导系数，从而确定夹套的尺寸和设计条件。
热传导方程的基本形式可以表示为：Q=k*A*ΔT/Δx其中，Q是热通量，k是热传导系数，A是传热面积，ΔT是温度差，Δx是传热距离。
夹套反应釜的设计计算中还需要确定传热系数k。
传热系数与夹套和反应体系之间的传热面积、流体的导热性质有关。
传热系数的计算可以采用经验公式或者利用流体力学和传热学的计算方法。
对于常见的工艺流体，可以使用流体传热系数的经验公式进行计算。
在进行夹套反应釜的设计计算时，需要考虑到反应体系的热容和传热特性。
热容是指单位质量物质在单位温度变化下所吸收或放出的热量。
传热特性包括传热速率、传热强度等参数。
这些参数对于夹套反应釜的设计和操作都有很大的影响。
在设计夹套反应釜时，还需要考虑到反应体系的冷却方式。
冷却方式可以分为直接冷却和间接冷却两种。
直接冷却是指利用夹套内部的冷却介质来降低反应体系的温度，而间接冷却则是通过外部介质进行冷却。
直接冷却通常可以实现较高的冷却速率，但也会带来传热效果的不均匀性。
间接冷却通常可以实现较好的传热效果，但需要更复杂的设备和操作。
在进行夹套反应釜的设计计算时，还需要考虑到夹套和反应体系之间的绝热性能。
绝热性能可以通过计算夹套和反应体系之间的热传导系数和传热面积来确定。
通过合理设计绝热层的材料和结构，可以减少热量的损失，提高反应体系的稳定性。
综上所述，夹套反应釜的设计计算是一个复杂的过程，需要考虑到反应体系的热传导、传热特性、冷却方式和绝热性能等多个方面的因素。
只有通过合理的设计和计算，才能确保夹套反应釜的安全和高效运行。
化工设备机械基础课程设计夹套反应釜
化工设备机械基础课程设计夹套反应釜(总38页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--广州大学化学化工学院本科学生化工设备机械基础课程设计实验课程化工设备机械基础课程设计实验项目夹套反应釜设计专业班级学号姓名指导教师及职称开课学期 2013 至 2014 学年第一学期时间 2014 年 1 月 6 日~ 1 月 17 日夹套反应釜设计任务书设计者姓名: 班级：学号：指导老师姓名：日期：2014年01月10号一、设计内容设计一台夹套传热式的反应釜二、设计参数和技术特性指标1、进行罐体和夹套设计计算。
2、选择支座形式并进行计算。
3、选择接管、管法兰、设备法兰、手孔、视镜等容器附件。
4、绘总装配图参考图见插页附图前言《化工设备机械基础》是针对化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化学设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。
通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并且具有设计钢制典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。
化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。
化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。
化工设备课程设计师培养学生设计能力的重要事件教学环节。
在教师指导下，通过课程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。
因此，当学生首次完成该课程设计后应达到以下几个目的：(1)熟练掌握查血文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。
反应釜夹套设计
反应釜夹套的设计概述：夹套一般是立式圆筒形容器，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，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支承搅拌器及其传动装置。
顶盖与筒体的连接形式分为可拆和不可拆两种筒体内径D 1≤1200mm ，宜采用可拆连接。
当要求可拆时做成法兰连接。
工艺设计：1.1传热面积的校核（传热面积）DN =1200mm 釜体下封头的内表面积h F = 1.65522mDN =1200mm 筒体（1m 高）的内表面积1F = 4.77m 2夹套包围筒体的表面积S F =1F ×j H = 4.77×0.836=3.9878（m 2）h F +S F =1.6552 + 3.9878=5.6429 )(2m由于釜内进行的反应是放热反应，产生的热量不仅能够维持反应的不断进行，且会引起釜内温度升高。
为防止釜内温度过高，在釜体的上方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。
如果釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将h F +S F = 5.6429 m 2与工艺需要的传热面积F 进行比较。
若h F +S F ≥F ，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。
机械设计：1.2 夹套的DN 、PN 的确定（刚度和强度的设计） 1.2.1夹套DN 的确定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：100j i D D =+＝1200+100=1300（mm ）考虑到1300一般不在取值范围，故取DN =1400mm1.2.2 夹套PN 的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN ＝0.25MPa 1.3 夹套筒体的设计 1.3.1 夹套筒体壁厚的设计因为W p 为常压＜0.3MPa ，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。
∵ j D ＝1400mm ＜3800mm ，取S min ＝2i D /1000且不小于3 mm 另加2C ，∴S min ＝3+1=4（mm ），圆整n S =5mm 。
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《夹套反应釜设计计算说明书一、罐体和夹套设计计算罐体几何尺寸计算选择筒体和封头的形式选择圆柱筒体及椭圆形封头。
确定筒体内径 *已知设备容积要求，按式（4-1）初选筒体内径：式中，V=，根据【2】38页表4-2，常反应物料为液-液类型， i =H 1/D 1=1～，取 i =，代入上式，计算得1D ≅(将D 1的估算值圆整到公称直径系列，取D 1=1100mm ，确定封头尺寸标准椭圆形封头尺寸查附表4-2，DN=1100mm ，选取直边高度h 2=25mm 。
确定筒体高度当D 1=1100mm, h 2=25mm 时，由【2】附表D-2查得椭圆形封头的容积V 封= m 3，由附表D-1查得筒体1m高的容积V 1m = m 3，按式（4-2）:H 1=(V-V 封)/V 1m =（）/=考虑到安装的方便，取H 1=，则实际容积为V= V 1m ×H 1+ V 封=×+= m3【夹套几何尺寸计算 选择夹套结构选择【2】39页图4-4 (b)所示结构。
确定夹套直径查【2】表4-3, D 2= D 1+100=1100+100=1200mm 。
套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径。
确定夹套高度装料系数η=操作容积/全容积== ·按式4-4计算夹套高度：314iV D π≅罐体结构示意图H 2≥(ηV- V 封)/ V 1m =× m取H 2=750mm 。
选取直边高度h 2=25mm 。
校核传热面积查【2】附表D-2，由D 1=1100mm ，得罐体封头表面积F 1封= m 2查【2】附表D-1，一米高筒体内表面积F 1m = m 2校核传热面积：实际总传热面积F=F 筒+ F 1封=F 1m ×H 2 +F 1封=×+= m 2> m 2，可用。
:罐体及夹套的强度计算 确定计算压力按工艺条件，罐体内设计压力P 1=；夹套内设计压力P 2=液体静压力P 1H =ρgH 2×10-6=1000×××10-6=，取P 1H = 计算压力P 1c =P 1+P 1H =+=夹套无液体静压，忽略P 2H ，故P 2c =P 2。
选择设备材料"分析工艺要求和腐蚀因素，决定选用Q235-A 热轧钢板，其中100℃-150℃下的许用应力为：[ó]t=113Mpa 。
罐体筒体及封头壁厚计算 罐体筒体壁厚的设计厚度为采用双面焊缝，进行局部无损探伤检查，按教材表10-9，取焊缝系数φ=，C 2=2mm ，则[]1c 1d1210.191100=2 1.092 3.0921130.850.192tcp D C p δσϕ⨯+=+=+=⨯⨯--%查教材表10-10，取钢板负偏差C 1=，则δd1+C 1=，考虑到最小厚度mim δ为3mm ，取名义厚度δn =5mm罐体封头壁厚的设计厚度为[]11d110.191100=2 1.092 3.0921130.850.50.1920.5c tcP D P δσϕ⨯=+=+=⨯⨯-⨯-‘查教材表10-10，取钢板负偏差C 1=，则δd1’+C 1=，考虑到最小厚度mim δ为3mm ，取名义厚度δn ’=5mm夹套筒体及封头壁厚计算 夹套筒体壁厚的设计厚度为-采用双面焊缝，进行局部无损探伤检查，按【1】161页表10-9，取焊缝系数φ=（夹套封头用钢板拼焊），C 2=2mm ，则[]22c id t cp D C p δσϕ=+-[]22c i d tcp D C p δσϕ=+-[]2c 22220.251200=2 1.562 3.5621130.850.252d tcp D C mmp δσϕ⨯+=+=+=⨯⨯--查【1】161页表10-10，取钢板负偏差C 1=，则δd1+C 1=，考虑到最小厚度mim δ为3mm ，取名义厚度δn =5mm夹套封头壁厚的设计厚度为[]22d220.251200=2 1.562 3.5621130.850.50.2520.5c tcP D P δσϕ⨯=+=+=⨯⨯-⨯-‘查【1】161页表10-10，取钢板负偏差C 1=，则δd1+C 1=，考虑到最小厚度mim δ为3mm ，取名义厚度δn =5mm为照顾到筒体和封头焊接和取材的方便取δ封夹=δ夹=6mm 。
/釜体的筒体壁厚δ筒 按承受的内压设计[]12tPD CPδσϕ≥+-筒式中，设计压力P=；筒体内径D1=1100mm ；许用应力[ó]=113Mpa(同夹套材料)；焊缝同夹套，故φ=，壁厚附加量C=C1+C2+C3=+2+0=；上述各值代入上式：[]1 3.592tPD C Pδσϕ≥+=-筒按承受的外压设计设罐体筒体的名义厚度δ1n=5mm 厚度附加量C=C1+C2+C3=+2+0= }罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C==罐体筒体外径D10=D1+2δ1n=1100+2ⅹ5=1110mm 筒体计算长度L=H2+1/3h1=750+1/3(300-25)=842mm 系数L/D0=842/1110= 系数D0/δe=1110/=444由【1】168页图10-15，查得 ：系数 A=；由【1】170页图10-17，查得：系数 B=27 则许用外压[P]=B δe/D=（27ⅹ）/1110=<3Mpa 因此壁厚5mm 不能满足外压稳定要求，需增大壁厚重新计算。
现重新假设δ1n=8mm厚度附加量C=C1+C2+C3=+2+0= 罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C==罐体筒体外径D10=D1+2δ1n=1100+2ⅹ8=1116mm —筒体计算长度L=H2+1/3h1=750+1/3(300-25)=842mm 系数L/D0=842/1116= 系数D0/δe=1116/=215由参考资料图9-7，查得 ：系数 A=，系数 B=81 则许用外压[P]=B δe/D=81ⅹ1116=>故δe=满足外压稳定性要求,其圆整到标准钢板厚度规格取δe=8mm. 釜体的封头壁厚计算 按内压计算δ封:[]1t20.5PD CPδσϕ≥+-封式中,P=,D1=1100mm, φ=, [ó]=113Mpa, C=C1+C2+C3=+2+0=,代入上式:[]1t3.5920.5PD C Pδσϕ≥+=-封—考虑到封头与筒体的焊接方便取封头与筒体等壁厚δ封=8mm.按外压校核δ封,采用图算法:封头有效壁厚δ0=δ- C==椭圆封头的计算当量半径Rv=K1D0,由设计规定或查资料知K1=,故Rv=ⅹ1116=1005mm; 系数A=ⅹδ0/Rv=ⅹ1005=,由【1】170页图10-17，查得B=84,则许用外压[P]: [P]=B(δ0/Rv)=84ⅹ1116)=大于水压实验时的压力,故用δ封=8mm,外压稳定安全. 水压实验校核确定实验水压Pr,根据设计规定知: ^釜体水压取[][]11t1131.25=1.250.18=0.23113T P P σσ=⨯⨯夹套水压取[][]22t1131.25=1.250.25=0.32113T P P σσ=⨯⨯内压实验时:釜体筒壁内压应力()11e 1e 0.231100 5.2()24.4a22 5.2T T P D MP δσδ⨯++===⨯夹套筒壁内压应力】()21e 2e 0.321200 3.4()56.6a 22 3.4T T P D MP δσδ⨯++===⨯釜体封头壁内应力()()111n e 1e p 220.230.91100280.5 5.2==22.2a 22 5.2T T K D PM δδσδ++⨯+⨯+⨯⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⨯封=夹套封头壁内应力()()212n e 2e K D 20.50.320.91200260.5 3.451.4a 22 3.4T T P MP δδσδ++⨯+⨯+⨯⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦===⨯封因Q235-A 常温σ=235Mpa,看出σr,σr 夹,σr 夹,σr 封夹都小于φσs=,故水压实验安全.外压水压实验 釜体筒体外压校核:.δ0=δ- C==,L/D0=842/1110= D0/δe=1110/=215由【1】168页图10-15查得A=,由【1】170页10-17查得B=81, 故许用外压[P]=BS0/D0=81ⅹ1116=>水压压力Pr=,故在外压水压实验时应可以不在釜体内充压,以防釜体筒体失稳.釜体底封头外压校核因其允许外压[P]=>外压Pr=,故安全.!二、进行搅拌传动系统设计.进行传动系统方案设计和作带传动设计计算此搅拌釜采用V带推进搅拌器，选用库存电机Y160M2-8，转速n1=720r/min,功率,搅拌轴转速n2=200r/min,轴功率，设计V带。
表2-1 V型带的型号选择与计算|搅拌轴的设计由于搅拌轴的长度较大，考虑加工的方便，将搅拌轴设计成两部分进行上轴的结构设计及强度校核上轴材料选用常用材料45钢，结构如图4-17.由于上轴只要受转矩，故按转矩初估最小轴径，轴上开有一个键槽，轴径扩大并圆整后，取最小轴径为40mm。
搅拌轴直径的设计取用材料为45钢 ， [τ]＝40MPa ，剪切弹性模量G ＝×104MPa ，许用单位扭转角[θ]＝1°/m。
P 4.7M=9550=9550=224.4N mn 200⨯⋅利用截面法得：=max T M M·由max []T M W ρττ=≤ 得：69.55310[]P W n ρτ≥⨯=40850.310553.96⨯⨯⨯⨯搅拌轴为实心轴，则：[]333P 4.7W 0.2d =955010=955010n 20040ρτ≥⨯⨯⨯⨯=d ≥ 取d ＝40mm搅拌轴刚度的校核 由3max max 18010T M GJ ρθπ=⨯⨯得： ()3344224.410180=10=0.620/m 8.1100.140θπ⨯⨯⨯︒⨯⨯⨯因为最大单位扭转角θmax＝/m ＜[θ] ＝1/m 。
所以圆轴的刚度足够。
搅拌轴长度的设计 ；搅拌轴的长度L 近似由釜外长度1L 、釜内未浸入液体的长度2L 、浸入液体的长度3L 三部分构成。
即：L =1L +3L +2L其中1L =H+M+F-A （H-凸缘法兰的高度；M-安装底盖的高度；F-机架高度；A-机架H1）1L =40+50+550-372=268（mm ）2L =T H +F H i H -（T H —釜体筒体的长度；F H —封头深度；i H -液体的装填高度）液体装填高度i H 的确定：釜体筒体的装填高度124c Fi V VH D π-=式中c V —操作容积（3m ）；F V —釜体封头容积（3m ）；i D —筒体的内径（m ）()20.91050.1980H1=0.75m 1.14π-=⨯~液体的总装填高度i H =112H h h ++=750+25+275=1050（mm ）2L =900+2x （25+275）+2x40-1050 =530（mm ） （40-甲型平焊法兰高度）浸入液体搅拌轴的长度3L 的确定：搅拌桨的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱高度有关。