内压容器夹套式反应釜设计
内蒙古科技大学
化工设备机械基础课程设计
题目：内压容器夹套式反应釜
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摘要
本文是对带搅拌的夹套式反应釜做简单的设计，简要的说明了设计方法和理论依据。
设计内容主要包括以下几个方面：反应釜釜体的设计，反应釜夹套的设计，反应釜传动装置的设计、搅拌装置的设计、以及轴封装置的设计，还有一些例如人孔、视镜等其他部件的设计。
主要是通过以上几个部分的设计确定其筒体，封头等壁厚，长度的大小，然后进行相应的强度校核，以保证设计设备的使用安全，以及通过查阅标准选型对其他装置的选型，其中应考虑到反应釜筒体内，和夹套中温度、压力、介质的影响。尤其注意是氯乙烯单体具有有毒且易燃易爆的特性，在选型时应确保人员、设备的安全。并综合经济条件，方案的可行性完善反应釜的设计选型。
关键词：反应釜，压力容器，搅拌装置，夹套
Abstract
This article is to bring mixing jacketed type reaction kettle do simple design, briefly illustrates the design method and theoretical basis.
Design content mainly includes the following aspects: the design of the reaction kettle body, the design of jacketed reactor, reaction kettle gearing design, the design of the mixing plant, as well as the design of the shaft sealing device, and some such as the design of the manhole, sight glasses, and other components.
Mainly through the design of the above several parts determine its shell, seal the top wall thickness, the size of the length, then the corresponding intensity, to ensure that the design of the use of safety equipment, and by looking at standard selection of other devices selection, which should take into account the reaction kettle drum body, and the influence of temperature, pressure, medium in the jacket. Especially pay attention to is the characteristic of vinyl chloride monomer is toxic and flammable and explosive, the selection should ensure the safety of personnel and equipment. And general economic conditions, the feasibility of the scheme design selection to improve the reaction kettle.
Key words: the reaction kettle, pressure vessel, stirring device, jacket
目录
摘要 ..................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................. II 目录 .................................................................................................................................. III 第一章绪论 . (1)
1.1 设计的目的及意义 (1)
1.2 设计的要求 (1)
1.3 反应釜概述 (1)
第二章反应釜釜体的设计 (2)
2.1 反应釜筒体的设计和计算 (2)
2.1.1 筒体
D的确定 (2)
N
P的确定 (3)
2.1.2 反应釜筒体
N
2.2 反应釜筒体封头的设计选型和计算 (3)
2.2.1 封头的选型 (3)
2.2.2 设计参数的确定 (3)
2.2.3 封头壁厚的计算 (3)
2.2.4 封头深度计算 (3)
2.3 反应釜筒体长度H的设计 (3)
2.3.1 反应釜筒体长度H计算 (3)
2.3.2 反应釜体长径比L/D i复核 (4)
2.4 反应釜筒体壁厚设计 (4)
第三章反应釜夹套的设计 (5)
3.1 夹套釜体DN、PN的确定 (5)
3.1.1 夹套釜体DN的确定 (5)
3.1.2 夹套釜体PN的确定 (5)
3.2 夹套筒体的设计 (5)
3.2.1 设计参数的确定 (5)
3.2.2 夹套筒体壁厚的设计 (5)
3.2.3 夹套筒体长度 (5)
3.3 夹套封头的设计 (6)
3.3.1 封头的选型 (6)
3.3.2 设计参数的确定 (6)
3.3.3 夹套封头壁厚的设计 (6)
3.4 对筒体和封头进行强度校核 (6)
3.4.1 夹套（内压容器的试压） (6)
3.4.2 筒体（内压容器的试压） (7)
3.5 法兰连接结构的设计 (7)
3.5.1 法兰的选型 (7)
3.5.2 密封面选取 (8)
3.5.3 垫片尺寸 (8)
第四章反应釜传动装置 (9)
4.1 电动机的选型 (9)
4.2 减速器的选型 (9)
4.3 安装底座的设计 (9)
4.4 机架的设计 (10)
4.5 联轴器的型式及尺寸的设计 (10)
4.5.1 联轴器型式的确定 (10)
4.5.2 联轴器的结构及尺寸 (11)
4.5.3 联轴节的零件及材料 (11)
第五章搅拌装置的选型与尺寸设计 (12)
5.1 反应釜的搅拌装置 (12)
5.2 搅拌器的设计 (12)
5.3 搅拌轴直径的初步计算 (12)
5.3.1 搅拌轴的直径的计算 (12)
5.3.2 搅拌轴刚度校核 (13)
5.4 搅拌轴长度设计 (14)
第六章反应釜的轴封装置 (15)
第七章反应釜的其它附件 (17)
7.1 人孔的设计 (17)
7.1.1 人孔的选取 (17)
7.1.2 人孔补强的计算 (17)
7.2 视镜的选取 (18)
7.2.1 视镜的结构 (18)
7.2.2 视镜的相关参数 (18)
7.3 工艺管及法兰的选取 (19)
7.3.1 工艺管选取的规格 (19)
7.3.2 管道法兰选取的规格尺寸 (20)
7.4 温度计的选型 (21)
7.5 支座的选型及设计 (21)
参考文献 (23)
致谢 (24)
第一章绪论
1.1 设计的目的及意义
《化工设备机械基础课程设计》是化工工艺类专业学生十分重要的教学环节之一。目的是使我们进一步加深并综合运用《化工设备机械基础》及相关课程所学过的基本理论、知识，训练和掌握典型化工设备机械设计的基本技能。培养我们熟悉、查阅并运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料，进一步培养我们运算、编写设计说明书、制图等基本技能，为以后工作做基本的训练。以及培养我们独立思考，解决问题和团队合作的能力。
1.2 设计的要求
此次设计要求我们树立正确的设计思想，实事求是，秉着认真、严肃的态度综合考虑经济性、实用性、安全可靠性等工程实际问题；要求我们在设计过程中遇到问题不敷衍，通过查阅资料，积极思考，自主解决问题；要求我们正确使用标准和规范，做到有法可依，有章可循。
本次课程设计题目是内压夹套式反应釜的设计，设计压力为体内：2.8MPa，夹套：2.0MPa；设计温度为体内：<200℃，夹套：250℃；介质为体内：氯乙烯单体，夹套内：蒸汽。搅拌形式为浆式；转速为85r/min；功率为2.8kw。操作容积为1.4m3。
设计内容主要有：反应釜釜体的设计、反应釜夹套的设计，包括其筒体、封头壁厚、公称直径；反应釜传动装置的设计；反应釜搅拌装置的设计；反应釜轴封装置的设计；以及包括人孔、视镜、接口管、法兰等其他装置的设计。
1.3 反应釜概述
反应釜主要是由带传热装置的釜体和搅拌传动装置组成。
釜体是物料进行化学反应的空间，大多数釜体都带夹套，它的结构与一般容器无差异，需要考虑的问题主要是如何根据工艺要求确定其长径比。化学反应总伴随有吸热或放热，为了控制反应的正常进行，就要有供热或冷却的传热装置，如外置式夹套与内置式蛇管。本设计即是利用外置式夹套进行换热。
为了使参加反应的各种物料混合均匀，接触良好以利于化学反应的进行，大多数反应釜都有搅拌装置。搅拌器有多种形式，不同形式的搅拌器有各自适用的运转条件，适用的介质性质以及它对物料所造成的液体流动状态。本设计采用的浆式搅拌器。
第二章 反应釜釜体的设计
2.1 反应釜筒体的设计和计算
2.1.1 筒体N D 的确定
对于直立反应釜来说，釜体设备的全容积是指圆柱形筒体及下封头容积，即 V = V g + V f 式（2.1） 式中 V g ——设备筒体部分容积，m 3； V f ——封头容积，m 3；
根据V 及选用的H/D i ，将反应釜体视为圆柱形筒体，可初步估算筒体内径。 长径比的影响：
（1）对搅拌功率的影响，因为搅拌功率与搅拌桨叶直径的五次方成正比，如果搅拌桨叶的直径岁釜体长径比的减小而增大时，将会增大搅拌功率。
（2）对传热的影响，当使用夹套传热时，长径比的增大会使夹套的传热面积增大，同时改善传热效果。
（3）工艺上的特定要求，例如物料反应，要求通入反应釜的空气与物料要有足够的接触时间，这样液位就必须有一定的高度，因而反应釜的长径比应满足这样的特定要求。
由于反应时基本处于气液共存状态，换热一定要及时，所以主要目的要增大传热面积，根据实际经验几种搅拌器的长径比大致如《化工设备机械基础》[1]所示。
设备条件反应温度小于200℃，物料在反应过程中要呈沸腾的状态，并且在反应过程中要进行搅拌，根据操作时允许的装满程度来确定装料系数η。本反应釜内的反应物质为氯乙烯单体，其粘度远小于水，为提高设备的利用率，故选用η=0.85。设备容积V 与操作容积的关系为：
V g = ηV 式（2.2） 故全容积为 V=Vg ∕η = 1.647 m 3 若长径比L/ D i = 1.4时
()mm
D H Vg D i i 114485
.05.14
.14433
=???=≈πηπ 式（2.3）
圆整后D i =1100 根据规定DN=1100 mm
2.1.2 反应釜筒体N P 的确定
根据设计要求，反应釜体内部压力为2.8MPa ，因此N P =2.8MPa
2.2 反应釜筒体封头的设计选型和计算
2.2.1 封头的选型
根据设计要求，该反应釜的封头选用标准为椭圆形封头。 2.2.2 设计参数的确定
P c =2.8MPa ，Φ=1 (双面焊接，100％无损探伤) C 1=1mm ，C 2=1mm 当操作温度为200℃ 时，查表得到16MnR 材料[]t
σ=170MPa
2.2.3 封头壁厚的计算
[]C
t
i
c P D KP 5.02-Φ=
σδ 式（2.4）
式子中 ???
?
???
?
???
?
??+=2
2261i i h D K 是一经验式。因所选的为标准椭圆形封头， 所以 K=1
将确定的参数代入公式 mm 10.98
.25.0117021100
8.21=?-????=δ
设计厚度
2C d +=δδ= 9.10+1.0=10.10 mm 式（2.5）
名义厚度 ?++=1C d n δδ= 10.10+ 1 + ? = 11.10+? 式（2.6） 圆整后取 n δ =12mm
有效厚度 mm C C e 1021=++=δδ 式（2.7） 2.2.4 封头深度计算
h i =D i ∕4=275mm 式（2.8） 故封头深度为 h i =275mm
2.3 反应釜筒体长度H 的设计
2.3.1 反应釜筒体长度H 计算
椭圆形封头的容积 3
24
i F D V π=
式（2.9） 带入已知的数据，则 33174.04.124
m V F ==
π
筒体每米高容积 2
14
i D V π
=
式（2.10）
带入相关数据，则 31045.1m V =
则筒体高度估算为 H=mm
V V V F 1410045
.1174.0647.11
=-=- 式（2.11）
圆整后取得 H=1400mm 2.3.2 反应釜体长径比L/D i 复核
反应釜体长度 L=H+h+1/3h i 式（2.12） 其中：H —─筒体
h ——标准椭圆封头直变长 i h ——椭圆深度
L=1400+25+3
1×275= 1516mm
圆整后 L=1500 mm 长径比复核 379.11100
1500==i
D L
与所选用的长径比基本相符。
2.4 反应釜筒体壁厚设计
内压容器的壁厚计算公式为 []C
t
i c P D P -Φ=σδ2 式（2.13）
代入数据得 mm 13.98
.2117021100
8.2=-???=δ
设计厚度
2C d +=δδ=9.13+1.0=10.13 mm
名义厚度 ?++=1C d n δδ= 10.13 + 1 + ? = 11.13+? 圆整后取
n δ = 12mm
筒体的壁厚和封头的相同所以选 n δ= 12mm
第三章 反应釜夹套的设计
3.1 夹套釜体DN 、PN 的确定
3.1.1 夹套釜体DN 的确定
表2.1 夹套直径与筒体直径的关系
D i 500~600 700~1800 2000~3000 D j
D i +50
D i +100
D i +200
mm D D i j 12001001100100=+=+=
3.1.2 夹套釜体PN 的确定
由设计要求知夹套内部压力为2.0MPa ，因此夹套釜体PN=2.0MPa
3.2 夹套筒体的设计
3.2.1 设计参数的确定
Pc=2.0MPa ，Φ=1（双面焊接，100％ 无损伤探伤），C 1=1mm ，C 2=1mm ， 查表得到 16MnR 的[]
MPa 156250
=σ
3.2.2 夹套筒体壁厚的设计
内压薄壁圆通的厚度设计可由公式
[]c
t
i
C P
D P -Φ=
σδ2 式（3.1）
代入数据 10.70
.2115621100
0.2=-???=
δmm
设计厚度 10.8110.72=+=+=C d δδmm 式（3.2） 名义厚度 mm C d n 10110.81=?++=?++=δδ 式（3.3)
3.2.3 夹套筒体长度
椭圆形封头的容积 3
24i
F D V π=
式（3.4）
代入数据 MPa V F 226.02.124
3=?=
π
筒体每米高容积 2
14
i D V π
=
式（3.5）
代入数据 =1V 13.13m 则夹套筒体高度估算为 m V V V H F
g i 039
.113.1226
.04.11
=-=
-= 式（3.6）
圆整后 i H =1000mm
3.3 夹套封头的设计
3.3.1 封头的选型
根据设计要求可选用椭圆形封头。 3.3.2 设计参数的确定
P c =2.0MPa ，Φ=1（双面焊接，100％无损探伤），C 1=1mm ，C 2=1mm ，在250℃时 16MnR 的[]MPa t
156=σ。
3.3.3 夹套封头壁厚的设计
将已知参数代入公式
[]mm
72.70
.25.0115621200
0.25.02=?-???=
-Φ=
c
t
j
c P D P σδ 式（3.7）
72.921=++=C C n δδmm 式（3.8） 圆整后 mm n 10=δ
3.4 对筒体和封头进行强度校核
根据《化工设备机械基础》[1]得到：常温下[σ]=170MP a ，在操作温度下（250℃）[]t σ=156MPa ，
在操作时夹套的内压P=2.0MPa ，筒体的内压P c =2.8MPa ，Φ=1因为：P
3.4.1 夹套（内压容器的试压）
液压：P t =1.25 p
[][]t
σσ=1.25×2.0 ×156170=2.72MPa 式（3.9）
气压：P t =1.15 p [][]
t σσ=1.15×2.0×156170=2.51MPa 式（3.10） e δ=10－2=8 mm s σ=345MPa
液压：T σ=
()e
e i t D P δδ2+=()828120072.2?+?=205.36MPa 式（3.11）
0.9Φs σ=0.9×1×345=310.5MPa 式（3.12） 因为T σ< 0.9Φs σ，所以水压试验验证强度足够。 气压：T σ=
()e
e i t D P δδ2+=MPa 51.18982)81200(51.2=?+?
0.8Φs σ=0.8×1×345=276MPa 式（3.13） 因为T σ< 0.8Φs σ， 所以气压实验验证强度足够 3.4.2 筒体（内压容器的试压）
液压：Pt=1.25 p
[][]t
σσ=1.25×2.8 ×156170=3.81MPa 气压：Pt=1.15 p [][]
t σσ=1.15×2.8×156170=3.51MPa e δ=12－2=10 mm s σ=345MPa 液压：T σ=
()e
e i t D P δδ2+=()
10210110081.3?+?=211.4MPa
0.9Φs σ=0.9×1×345=310.5MPa
因为T σ< 0.9Φs σ，所以水压试验验证强度足够。 气压：T σ=
()e
e i t D P δδ2+=102)101100(51.3?+?=194.8MPa
0.8Φs σ=0.8×1×345=276MPa
因为T σ< 0.8Φs σ， 所以气压实验验证强度足够
3.5 法兰连接结构的设计
3.5.1 法兰的选型
法兰连接是由一对法兰、数个螺栓和一个垫片（圈）所组成。法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件。
压力容器法兰从整体看有三种形式：甲型平焊法兰；乙型平焊法兰；长颈对焊法兰。本设计选用的法兰为长颈对焊法兰。
3.5.2 密封面选取
容器法兰密封面有三种形式：平面型密封面；凹凸型密封面；榫槽型密封面，因凹凸型、榫槽型密封面，对于平面型压紧密封面，在PN ≥ 0.6MPa的情况下，应用最为广泛。此外，当釜体内介质有毒或易燃易爆时，不能采用，而氯乙烯单体是一种易燃、易爆且有毒的物质。
凹凸型密封面由一个凸面和一个凹面相配合组成，在凹面上放置垫片。其优点便于对中，防止垫片被挤出，故可适用于压力较高的场合。
榫槽型密封面适用于易燃、易爆且有毒的介质以及有较高压力的场合，与本设计中的介质性质符合所以，密封面的型号选为榫槽型。
3.5.3 垫片尺寸
垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹是形成密封的必要条件。最常用的垫片可分为非金属垫片、金属垫片以及非金属混合制的垫片。考虑到操作介质的有毒性、易燃性、易爆性，操作压力2.8MPa温度小于200℃。其主要尺寸如下表：
表2.2 垫片的主要尺寸
内径（d/mm）外径（D/mm）宽（b/mm）厚度（ /mm）釜体1600 1632 16 3
人孔450 478 14 3
底座400 428 14 3
第四章 反应釜传动装置
4.1 电动机的选型
反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置通常设置在釜顶封头的上端。 搅拌设备选用电动机，主要是确定系列、功率、转速以及安装形式等几项内容。电动机功率必须满足搅拌器运转功率与传动系统、轴封系统功率损失的要求。可根据《化工设备课程设计指导》[5]公式计算。
电机的功率按下式计算：η
m n P P P +=
式（4.1）
已知：kw P 8.2=，96.095.0-=η，选用 95.0=η，设计采用机械轴封。功率消耗小，kw P m 8.0=，则kw P n 79.3=
式中 P n ——电机功率，kw P ——搅拌功率，kw
P m ——轴封系统的摩擦损失，kw η——转动系统的机械效率。
由于反应釜里的物料具有易燃性和易爆性，故选用隔爆型三相异步电机。估计电动机的功率P d =3.58kw ，查阅文献可选用机型号为Y112M-2。
4.2 减速器的选型
反应釜的减速器大部分与电动机配套使用，只在搅拌转速很高时，才见到电动机不经减速器而直接驱动搅拌轴。因此电动机的选用一般应与减速器的选用互相配合考虑。
《搅拌传动装置—单支点机架》（HG21566—95）标准的附录中列有常用的“釜用传动装置、减速机型号以及技术参数”，可以根据机架公称直径和搅拌轴速来选择减速器的型号。机架公称直径DN=250mm ，减速机选用LC100两级圆柱齿轮减速机。
4.3 安装底座的设计
安装底座的作用是安装机架和密封箱体。安装底座常用形式为RS （上装式无衬里突面）和LRS （上装式带不锈钢衬里突面）。由于安装底座的公称直径与凸缘法兰相同，故在形式选取上应该注意与凸缘法兰的密封面相匹配。参阅《化工设备机械基础》[2]安装底座的主要尺寸如表4.2所示。
表4.1 电动机的规格
型号
功率
（Kw）
马力
（HP）
电流
（A）
转速
（r/min）
效率
（%）
功率
因数
重量
（Kg）
Y80M1-2 0.75 1 1.8 2825 75 0.84 17 Y80M2-2 1.1 1.5 2.5 2825 77 0.86 18 Y90S-2 1.5 2 3.4 2840 78 0.85 22 Y90L-2 2.2 3 4.8 2840 80.5 0.86 27 Y100L-2 3 4 6.4 2880 82 0.87 34 Y112M-2 4 5.5 8.2 2890 85.5 0.87 46
表4.2 安装底座尺寸/mm
公称直径DN（mm）
外径
D（mm）
螺柱中心圆直径
K（mm）
凹底直径
D3(mm)
形式代号
400 565 515 415 LRS 4.4 机架的设计
反应釜立式传动装置是通过机架安装在反应釜封头的底座或安装底盖上的，机架上端要求减速机装配，下端则与底座或底盖装配。
由于反应釜传来的轴向力不大，减速器输出轴使用了带短节的夹克联轴节，且反应釜使用不带内置轴承的机械密封，参阅《化工设备机械基础》[3]，故选用A型单支点机架（HG215666—95），由搅拌轴的直径d=50mm可知，机架的公称直径DN=250mm，尺寸如下表：
表4.3 机架尺寸
D1（mm）
D2
（mm）
D3
（mm）
D4
（mm）
D5
（mm）
n-?
（mm）
H
（mm）
H1
（mm）
质量
（kg）
290 350 395 425 455 12-?22 750 288 83 4.5 联轴器的型式及尺寸的设计
4.5.1 联轴器型式的确定
由于选用LC100两级圆柱齿轮减速机，所以联轴器的型式选用立式夹壳联轴节（D
型）。标记为：DN 50 HG5-213—65，结构如图4.1。由文献分别确定联轴节的尺寸和零
件及材料如表4.4。由于联轴节轴孔直径DN=50mm，因此搅拌轴的直径d调整至50mm。
4.5.2 联轴器的结构及尺寸
1-夹壳；2-悬吊环；3-垫圈；4-螺母；5-螺栓
图4.1 立式夹壳联轴节
表4.4 夹壳联轴节的尺寸
轴孔直径DN50
D1d2d3d L 1l2l3l
螺栓
数量规格135 62 42 90 190 34 83 6 6 M12 4
l
5
l
6
l
7
lΔb f R
94 5 70 100 18 16 0.6 0.4
4.5.3 联轴节的零件及材料
表4.5 夹壳联轴节的零件及材料
件号名称材料件号名称材料
1 左、右夹壳ZG-1Cr18Ni9Ti(GB2100) 4 螺母0Cr18Ni9Ti(GB/T6170)
2 吊环0Cr18Ni9Ti(GB4385 Ⅲ) 5 螺栓A2-70(GB/T 5782)
3 垫圈A-140(GB/T 97.2)
第五章 搅拌装置的选型与尺寸设计
5.1 反应釜的搅拌装置
在反应釜中，为增加反应速率、强化传质或传热效果以及加强混合等作用，常常装设搅拌装置。搅拌装置由搅拌器与搅拌轴组成，搅拌器形式很多，通常由工艺确定。搅拌轴可用实心或空心直轴，碳钢材料常选用45号钢，有防腐或污染要求的场合，应采用不锈耐酸钢。
5.2 搅拌器的设计
搅拌器又称搅拌桨或叶轮。它的功能是提供工艺过程所需的能量和适宜的流动状态，以达到搅拌的目的。
搅拌器的型式主要有：桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式。 根据任务说明书要求，并参阅《化工设备机械基础》[3]，选取搅拌器，其参数如下表：
表5.1 搅拌器主要参数
型式 直径Dj （mm ） 叶宽b （mm ） 转速（r/min)
直叶
550 82.5 85
D j =0.5DN=0.5×1100=550mm b=0.15D j =0.15×550=82.5mm
搅拌桨的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱的高度有关。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为下封头与圆筒交界处。
由所选封头可知，搅拌桨高度为300mm 。
5.3 搅拌轴直径的初步计算
5.3.1 搅拌轴的直径的计算
轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法。对于只传递扭矩的圆截面，其强度条件为
[]
ττρ
≤?==
3
6
2.01055.9d n P W T
式（5.1）
其中，式中
τ——轴的扭剪应力，MPa ；
T ——扭距，N·mm ；
ρW ——抗扭截面模量，3mm ；对圆截面轴，ρW =π3d /16≈0.23d ；
P ——轴所传递的功率，kW ； n ——轴的转速，r/min ； d ——轴的直径，mm ；
[]τ——轴的材料的许用应力，MPa 。
对于既传递扭矩又承受弯矩的轴，也可采用上式初步估算轴的直径；但应将轴的许用剪应力适当降低，以弥补弯矩对轴的影响。将降低后的许用应力代入上式，可得如下设计公式
()[]mm
n P
A n P d 3362.0/1055.9=?=τ 式（5.2）
A 是由轴的材料和承载情况确定的系数。 查阅《化工设备设计基础》[4]， 得A=118， 所以 d=1183
85
8
.2?=37.8mm 。 根据安装轴上零件及其他结构上的要求，轴径还需要适当增加5%~15%，通常得增加2~4mm 的腐蚀裕量。
所以 d=37.8?1.15+4=47.47mm 圆整得 50mm 。 轴的材料：45钢 5.3.2 搅拌轴刚度校核
电动机功率P=2.8KW ，搅拌轴的转速n=85r/min ，材料为45钢，[]τ=40MPa ，剪切弹性模量G=8?410MPa,许用单位扭转角[]θ=00.1/m 。
由Tmax=9.557.33716485
8
.2106=?
?（N·
mm) 式（5.3） 3max max 10180
??=π
θρGJ T 得 式（5.4） []m m /0.1/9433.018401.087.33371640
04
max =<=???=
θθπ
所以圆轴的刚度足够。
5.4 搅拌轴长度设计
根据所选联轴器，传动轴伸入釜体长度L1=350mm，可知L=H-L1-L2，其中H为釜体高度，L2为桨叶距釜底距离。封头的深度为275mm。
H=275+1800+275=1950mm.
桨叶距釜底距离L2的确定：L2=300mm
所以，搅拌轴长度L=1950-350-300=1300mm
表5.2 搅拌轴尺寸
传动轴轴径d（mm）伸入釜体长度L1(mm)
50 350
反应釜设计
宁夏大学 课程设计说明书 题目: 夹套反应釜设计 院系：机械工程学院 专业班级：过控10-2班 学号： 学生姓名：马学良 指导教师：贺华 2013-6-27
宁夏大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院过控教研室
年月日
目录 一、设计条件及设计内容分析 (1) 二、搅拌容器尺寸的确定及结构选型 (2) 搅拌釜直径设计计算 (2) 筒体厚度的计算 (2) 筒体封头的设计 (3) 筒体长度H的设计 (4) 外压筒体的壁厚确定 (4) 外压封头的壁厚的设计 (5) 三、夹套尺寸的设计计算 (5) 夹套公称直径DN的确定 (5) 夹套筒体壁厚的设计 (6) 夹套筒体长度H的计算 (6) 夹套封头的设计 (6) 四、反应釜附件的选型及尺寸设计 (7) 封头法兰的设计 (7) 封头法兰尺寸及结构 (7) 封头法兰密封面的选型 (8) 工艺接管 (9) 工艺接管尺寸的确定 (9) 接管垫片尺寸及材质 (11) 手孔的设计 (12) 视镜的选型 (13) 五、搅拌装置的选型与尺寸设计计算 (14) 搅拌轴直径的初步计算 (14) 搅拌轴直径的设计 (14) 搅拌轴刚度的校核 (14) 搅拌轴轴承的选择 (14) 联轴器的选择 (15) 搅拌器的设计 (16) 挡板的设计与计算 (17) 六、传动装置的选型和尺寸计算 (17)
凸缘法兰的选型 (17) 安装底盖的选型 (18) 机架的选型 (19) 安装底盖与密封箱体、机架的配置 (19) 电动机的选型 (20) 减速器的选型 (21) 搅拌轴长度的设计 (21) 搅拌轴的结构 (21) 支座的计算 (21) 密封形式的选择 (23) 七、焊接的形式与尺寸 (24) 八、开孔补强计算 (26) 封头开手孔后削弱的金属面积的计算 (26) 接管起补强作用金属面积的计算 (27) 焊缝起补强作用金属面积的计算 (27) 九、反应釜釜体及夹套的压力试验 (27) 釜体的液压试验 (27) 水压试验压力的确定 (27) 水压试验的强度校核 (28) 压力表量程 (28) 水压试验的操作过程 (28) 釜体的气压试验 (28) 气体实验压力的确定 (28) 气压试验的强度校核 (28) 气压试验的操作过程 (29) 夹套的液压试验 (29) 水压试验压力的确定 (29) 水压试验的强度校核 (29) 压力表量程 (29) 液压试验的操作过程 (29) 十、反应釜的装配图（见大图） (29) 课程设计总结 (30) 参考文献 (31)
夹套反应釜课程设计
有搅拌装置的夹套反应釜 前言 《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下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具有设计钢制的、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。 化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，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，应达到一下几个目的： ⑴熟练掌握查阅文献资料、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。 ⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可
行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 ⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 ⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
夹套反应釜设计
nd impr ove idl e land of utilizati on, real a chi eved envir onme nt improved a nd productivity development mut ual prom oting total wi n. Five, firmly implement, promoti ng work ahead, to create hig hlights. T hird depl oyment, impl ementation of seve n, the n it is imperative to stre ngthe n responsibility a nd impr ove the mechanisms and impleme ntation. All localities a nd departments m ust be convi nce d that goal s, goi ng all out, mustering spirit, w ork together t o ensure that thi s year's obje ctives carry out tasks, at the forefront. First, we m ust strengthen the leader shi p to implement. Departments at all level s shoul d always w ork and rural "five water treatment", "three to split" in a n important position, and carry the mai n responsibi lity, main lea der personally, leaders arre sted and layers of responsi bility rank transmissi on pre ssure e stabli she d hierarchical a ccountabilit y, and work together to pr omote the w ork of the mechani sm, a concerted effort pay attention to impleme ntation. County nong ban, flood, three to one dow n to further play a leadi ng catch total, integrate d and coordi nated role of all kinds is "long", "Sheriff" "Inspector" to 0.95m 3 夹套反应釜设计计算说明书 一、罐体和夹套设计计算 1.1 罐体几何尺寸计算 1.1.1 选择筒体和封头的形式 选择圆柱筒体及椭圆形封头。 1.1.2 确定筒体内径 已知设备容积要求0.95m 3 ，按式（4-1）初选筒体内径： 式中，V=0.95m 3 ，根据【2】38页表4-2，常反应物料为液-液类型， i =H 1/D 1=1～1.3，取 i =1.3，代入上式，计算得 3 31440.95==1.032i 3.14 1.1V D π?? ? 将D 1的估算值圆整到公称直径系列，取D 1=1100mm ， 1.1.3 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 。 1.1.4 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=0.1980 m 3 ，由附表D-1查得 筒体1m 高的容积V 1m =0.950 m 3 ，按式（4-2）: H 1=(V-V 封)/V 1m =（0.950-0.198）/0.95=0.7916m 考虑到安装的方便，取H 1=0.9m ，则实际容积为 V= V 1m ×H 1+ V 封=0.950×0.9+0.198=1.053 m 3 1.2 夹套几何尺寸计算 1. 2.1 选择夹套结构 选择【2】39页图4-4 (b)所示结构。 1.2.2 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。 1.2.3 确定夹套高度 装料系数η=操作容积/全容积=0.9/0.95=0.85 按式4-4计算夹套高度： H 2≥(ηV- V 封)/ V 1m =(0.85×1.053-0.198)/0.95=0.734 m 取H 2=750mm 。选取直边高度h 2=25mm 。 1.2.4 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=1.3980 m 2 查【2】附表D-1，一米高筒体内表面积F 1m =3.46 m 2 31 4i V D π ?罐体结构示意图
搅拌反应釜课程设计(优选.)
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 (6) 1.1罐体几何尺寸计算 (7) 1.1.1确定筒体内径 (7) 1.1.2确定封头尺寸 (8) 1.1.3确定筒体高度 (9) 1.2夹套几何计算 (10) 1.2.1夹套内径 (10) 1.2.2夹套高度计算 (10) 1.2.3传热面积的计算 (10) 1.3夹套反应釜的强度计算 (11) 1.3.1强度计算的原则及依据 (11) 1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (12) 1.3.2.1压力计算 (12) 1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (12) 1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14) 1.3.4水压试验校核 (16) （二）、搅拌传动系统 (16) 2.1进行传动系统方案设计 (17) 2.2作带传动设计计算 (17) 2.2.1计算设计功率Pc (17) 2.2.2选择V形带型号 (17) 2.2.3选取小带轮及大带轮 (17) 2.2.4验算带速V (18) 2.2.5确定中心距 (18) (18) 2.2.6 验算小带轮包角 1 2.2.7确定带的根数Z (18) 2.2.8确定初拉力Q (19) 2.3搅拌器设计 (19) 2.4搅拌轴的设计及强度校核 (19) 2.5选择轴承 (20) 2.6选择联轴器 (20) 2.7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 (22) 4.1凸缘法兰 (22) 4.2安装底盖 (23) （五）、支座形式 (24) 5.1 支座的选型 (24) 5.2支座载荷的校核计算 (26)
乙酸乙酯间歇反应釜课程设计
乙酸乙酯间歇反应釜 工 艺 设 计 说 明 书
目录 前言 (3) 摘要 (4) 一．设计条件和任务 (4) 二.工艺设计 (6) 1. 原料的处理量 (6) 2. 原料液起始浓度 (7) 3. 反应时间 (7) 4. 反应体积 (8) 三. 热量核算 (8) 1. 物料衡算 (8) 2. 能量衡算 (9) 3. 换热设计 (12) 四. 反应釜釜体设计 (13) 1. 反应器的直径和高度 (13) 2. 筒体的壁厚 (14) 3. 釜体封头厚度 (15) 五. 反应釜夹套的设计 (15) 1. 夹套DN、PN的确定 (15) 2. 夹套筒体的壁厚 (15) 3. 夹套筒体的高度 (16) 4. 夹套的封头厚度 (16) 六. 搅拌器的选型 (17) 1. 搅拌桨的尺寸及安装位置 (17) 2. 搅拌功率的计算 (18) 3. 搅拌轴的的初步计算 (18) 结论 (19) 主要符号一览表 (20) 总结 (21) 参考书目 (22)
前言 反应工程课程设计是《化工设备机械基础》和《反应工程》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，学习初次尝试反应釜机械设计。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。 反应工程是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，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，应达到一下几个目的： 1、熟练掌握查阅文献资料、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。 2、在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要 求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 3、准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 4、用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算 结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
搅拌反应釜计算设计说明书
课程设计 设计题目搅拌式反应釜设 学生姓名 学号 专业班级过程装备与控制工程 指导教师
“过程装备课程设计”任务书 设计者姓名：班级：学号： 指导老师：日期： 1.设计内容 设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜 2.设计参数和技术特性指标 简图设计参数及要求 容器内夹套 内 工作压力， MPa 设计压力， MPa 工作温 度，℃ 设计温 ＜100＜150 度，℃ 蒸汽 介质有机溶 剂 全容积，m3 操作容积， m3 传热面积， ＞3 m2 腐蚀情况微弱 推荐材料Q345R 搅拌器型 推进式 式 250 r/min 搅拌轴转 速 轴功率 3 kW 接管表
3.设计要求 （1）进行罐体和夹套设计计算；（2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5）设计凸缘及选择轴封形式；（6）绘制配料反应釜的总装配图；（7）绘制皮带轮和传动轴的零件图 1罐体和夹套的设计 1.1 确定筒体内径 当反应釜容积V 小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和传动装置，通常i 取小值，此次设计取i ＝1.1。 一般由工艺条件给定容积V 、筒体内径1D 按式4-1估算：得D=1084mm. 式中 V －－工艺条件给定的容积，3m ；
i ――长径比，1 1 H i D = （按照物料类型选取，见表4-2） 由附表4-1可以圆整1D ＝1100，一米高的容积1V 米＝0.953m 1.2确定封头尺寸 椭圆封头选取标准件，其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3，它的内径与筒体内径相同，釜体椭圆封头的容积由附表4-2 V 封＝0.1983m ，（直边高度取50mm ）。 1.3确定筒体高度 反应釜容积V 按照下封头和筒体两部分之容积之和计算。筒体高度由计算 H1==（2.2-0.198）/0.95=0.949m ，圆整高度1H ＝1000mm 。按圆整后的1H 修正实际容积由式 V=V1m ×H1+V 封=0.95×1.000+0.198=1.1483m 式中 V 封m --3封头容积，； 1V 米――一米高的容积3m /m 1H ――圆整后的高度，m 。 1.4夹套几何尺寸计算 夹套的结构尺寸要根据安装和工艺两方面的要求。夹套的内径2D 可根据内径1D 由 选工艺装料系数η=0.6~0.85选取，设计选取η＝0.80。 1.4.1夹套高度的计算H2=（ηV-V 封）/V1m=0.758m 1.4.2.夹套筒体高度圆整为2H ＝800mm 。 1.4.3罐体的封头的表面积由《化工设备机械基础》附表4-2查的F 封=1.398。 1.4.4一米高的筒体内表面由《化工设备机械基础》附表4-1查的。F1m=3.46 1.4.5实际的传热面积F=4.166>3，由《化工设备机械基础》式4-5校核4.166〉3所以传热面积合适。
夹套反应釜设计
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=×+= m 3 夹套几何尺寸计算 3 14i V D π ?罐体结构示意图
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： 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 []2 2c i d t c p D C p δσ?= +-
夹套反应釜设计模板
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)
夹套反应釜设计
0.95m 3 夹套反应釜设计计算说明书 一、罐体和夹套设计计算 1.1 罐体几何尺寸计算 1.1.1 选择筒体和封头的形式 选择圆柱筒体及椭圆形封头。 1.1.2 确定筒体内径 已知设备容积要求0.95m 3 ，按式（4-1）初选筒体内径： 式中，V=0.95m 3 ，根据【2】38页表4-2，常反应物料为液-液类型， i =H 1/D 1=1～1.3，取 i =1.3，代入上式，计算得 3 31440.95==1.032i 3.14 1.1V D π?? ? 将D 1的估算值圆整到公称直径系列，取D 1=1100mm ， 1.1.3 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 。 1.1.4 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=0.1980 m 3 ，由附表D-1查得 筒体1m 高的容积V 1m =0.950 m 3 ，按式（4-2）: H 1=(V-V 封)/V 1m =（0.950-0.198）/0.95=0.7916m 考虑到安装的方便，取H 1=0.9m ，则实际容积为 V= V 1m ×H 1+ V 封=0.950×0.9+0.198=1.053 m 3 1.2 夹套几何尺寸计算 1. 2.1 选择夹套结构 选择【2】39页图4-4 (b)所示结构。 1.2.2 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。 1.2.3 确定夹套高度 装料系数η=操作容积/全容积=0.9/0.95=0.85 按式4-4计算夹套高度： H 2≥(ηV- V 封)/ V 1m =(0.85×1.053-0.198)/0.95=0.734 m 取H 2=750mm 。选取直边高度h 2=25mm 。 1.2.4 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=1.3980 m 2 查【2】附表D-1，一米高筒体内表面积F 1m =3.46 m 2 31 4i V D π ?罐体结构示意图
夹套反应釜设计
《 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=×+= m 3 【 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： 31 4i V 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 3.09 21130.850.19 2t c p D C p δσ??+= +=+=??-- % 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 []11 d110.191100 = 2 1.092 3.09 21130.850.50.19 20.5c t c P D P δσ??= +=+=??-?-‘ 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 []2 2c i d t c p D C p δσ?=+-[]2 2c i d t c p D C p δσ?= +-
反应釜课程设计说明书
课程设计 资料袋 机械工程学院（系、部） 2012 ~ 2013 学年第二学期 课程名称指导教师职称 学生专业班级班级学号题目酸洗反应釜设计 成绩起止日期 2013 年 6 月 24 日～ 2013 年 6 月 30 日 目录清单 . . .
过程设备设计 设计说明书 酸洗反应釜的设计 起止日期： 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日 学生 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2013年6月26日
课程设计任务书 2012—2013学年第二学期 机械工程学院（系、部）专业班级 课程名称：过程设备设计 设计题目：酸洗反应釜设计 完成期限：自 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日共 1 周 指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日 目录
第一章绪论 (4) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计目的 (2) 第二章反应釜设计 (2) 第一节罐体几何尺寸计算 (2) 2.1.1 确定筒体径 (2) 2.1.2 确定封头尺寸 (2) 2.1.3 确定筒体高度 (2) 2.1.4 夹套的几何尺寸计算 (3) 2.1.5 夹套反应釜的强度计算 (4) 2.1.5.1 强度计算的原则及依据 (4) 2.1.5.2 筒及夹套的受力分析 (4) 2.1.5.3 计算反应釜厚度 (5) 第二节反应釜釜体及夹套的压力试验 (6) 2.2.1 釜体的水压试验 (6) 2.2.1.1 水压试验压力的确定 (6) 2.2.1.2 水压试验的强度校核 (6) 2.2.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-的浓度 (6) 2.2.2 夹套的水压试验 (6) 2.2.2.1 水压试验压力的确定 (6) 2.2.2.2 水压试验的强度校核 (6) 2.2.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl-的浓度 (6) 第三节反应釜的搅拌装置 (1) 2.3.1 桨式搅拌器的选取和安装 (1) 2.3.2 搅拌轴设计 (1) 2.3.2.1 搅拌轴的支承条件 (1) 2.3.2.2 功率 (1) 2.3.2.3 搅拌轴强度校核 (2) 2.3.2.4 搅拌抽临界转速校核计算 (2) 2.3.3 联轴器的型式及尺寸的设计 (2) 第四节反应釜的传动装置与轴封装置 (1) 2.4.1 常用电机及其连接尺寸 (1) 2.4.2 减速器的选型 (2) 2.4.2.1 减速器的选型 (2) 2.4.2.2 减速机的外形安装尺寸 (2) 2.4.3 机架的设计 (3) 2.4.4 反应釜的轴封装置设计 (3) 第五节反应釜其他附件 (1) 2.5.1 支座 (1) 2.5.2 手孔和人孔 (2) 2.5.3 设备接口 (3) 2.5.3.1 接管与管法兰 (3) 2.5.3.2 补强圈 (3) 2.5.3.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (4) 2.5.3.4 固体物料进口的设计 (4) 第六节焊缝结构的设计 (7) 2.6.1 釜体上的主要焊缝结构 (7) 2.6.2 夹套上的焊缝结构的设计 (8) 第三章后言............................................................. 错误!未定义书签。 3.1 结束语 ......................................................... 错误!未定义书签。 3.2 参考文献....................................................... 错误!未定义书签。
夹套反应釜-课程设计
课程设计任务书 ..................................................... 错误！未定义书签。 1.1. 1. 设计方案的分析和拟定 (4) 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. 罐体几何尺寸计算 (5) 2.2.1. 确定筒体内径 (5) 2.2.2. 确定封头尺寸 (6) 2.2.3. 确定筒体高度H1 (6) 2.3. 夹套几何尺寸计算 (6) 2.3.1. 确定夹套内径 (6) 2.3.2. 确定夹套高度 (7) 2.3.3. 校核传热面积 (7) 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 (8) 2.4.3. 按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (10) 2.4.4. 水压试验校核 (11) 3. 反应釜的搅拌器 (12) 3.1. 搅拌器的选用 (12) 3.2. 挡板 (12) 4. 反应釜的传动装置 (12) 4.1. 电动机、减速机选型 (13)
4.2. 凸缘法兰 (13) 4.3. 安装底盖 (14) 4.4. 机架 (14) 4.5. 联轴器 (14) 4.6. 搅拌轴设计 (14) 5. 反应釜的轴封装置 (16) 6. 反应釜的其他附件 (17) 6.1. 支座 (17) 6.1.1. 确定耳式支座实际承受载荷Q (17) 6.1.2. 确定支座的型号及数量 (18) 6.2. 手孔 (18) 6.3. 设备接口 (18)
设计目的：培养学生把所学“化工机械基础”及其相关课程的理论知识，在设备课程设计中综合地加以运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机结合起来，使所学有关机械课程的基本理论和基本知识得以巩固和强化。培养学生对化工设备设计的基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。 设计要求：（1）树立正确的设计思想。（2）要有积极主动的学习态度和进取精神。（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。（5）在设计中应注意处理好尺寸的圆整，处理好计算与结构设计的关系。 设计内容：设计一台带有搅拌装置的夹套反应釜，包括设备总装配图一张，零部件图一至二张，设计计算说明书一份。 设计任务书 设计参数及要求 容器内夹套内工作压力，Mpa 设计压力，Mpa 0.2 0.3 工作温度，℃ 设计温度，℃<120 <150 介质有机溶剂冷却水或蒸汽全容积V ，m3 2.5 操作容积V1，m3 2.0 传热面积，m37 腐蚀情况微弱 推荐材料不锈钢 搅拌器型式桨式 搅拌速度，r/min <120
化工课程设计--夹套反应釜课程设计 (2)
化工设备机械基础课程设计题目：1m3夹套反应釜设计 学院: 化学与材料工程学院专业: 化学工程 班级: 10化工 姓名: 学号: 10111003101 指导老师: 完成日期: 2012年6月1日
夹套反应釜设计任务书 设计者：班级：10化工学号：10111003101 指导老师：日期： 一、设计内容 设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐。 二、设计参数和技术特性指标 见下表 三、设计要求 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.手孔校核计算； 4.选择接管、管法兰、设备法兰； 5.进行搅拌传动系统设计； （1）进行传动系统方案设计（指定用V带传动）； （2）作带传动设计计算：定出带型，带轮相关尺寸（指定选用库存电机Y1322-6，转速960r/min,功率5.5kW）； （3）选择轴承； （4）选择联轴器； （5）进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计； 6.设计机架结构； 7.设计凸缘及安装底盖结构； 8.选择轴封形式； 9.绘制装配图； 10. 绘传动系统部件图。
表1 夹套反应釜设计任务书 简图设计参数及要求 容器内夹套内 工作压力， Mpa 设计压力， MPa 0.2 0.3 工作温度， ℃ 设计温度， ℃ <100 <150 介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽 全容积，m3 1.0 操作容积， m3 0.8全容积 传热面积， m2 >3.5 腐蚀情况微弱 推荐材料Q235-A 搅拌器型式推进式 搅拌轴转 速，r/min 200 轴功率，kW 4 接管表 符号公称尺寸 DN 连接面形式用途 a 25 蒸汽入口 b 25 加料口 c 80 视镜 d 65 温度计管 口 e 25 压缩空气入口 f 40 放料口 g 25 冷凝水出 口 h 100 手孔
夹套反应釜的设计
化工设备机械基础课程设计 ——夹套反应釜的设计六盘水师范学院化学与化学工程系
课程设计任务书 设计题目：夹套反应釜的设计 设计内容：1.夹套反应釜主要工艺尺寸的计算 3.搅拌器、传动装置、轴封装置选型 2.标准化零、部件选型及补强计算 4.绘制夹套反应釜总装配图 化学与化学工程系化学工程与工艺专业 01 班学生姓名### 学号13410###### 设计日期2015.6. 29 至2015.7. 4 设计指导教师(签名) 2015年7月日 1.设计任务
2.设计项目 1) 罐体和夹套的设计 包括：罐体和夹套的结构设计、罐体及夹套几何尺寸计算、夹套反应釜的强度计算、人孔、接口管等。 2) 反应釜搅拌器的选型及计算 包括：反应釜搅拌器选型及主要尺寸确定、挡板的安装方式确定等。 3）反应釜的传动装置选型及计算 包括：电动机选型、减速机选用、机架选型、搅拌轴的材料、轴径及强度计算等。 4）轴封装置选型及计算 填料密封与机械密封结构及主要尺寸确定。 5) 标准化零、部件选择及补强计算。 包括：（1）人孔选型：PN,DN,标记或代号。补强计算。 （2）接管及法兰选型：根据结构选型统一编制表格。内容包括：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。 （3）其它标准件选型。 6) 绘制夹套反应釜总装配图(1号)； 3.设计要求 1）计算单位一律采用国际单位；
2）计算过程及说明应清楚； 3）所有标准件均要写明标记或代号； 4）设计计算书目录要有序号、内容、页码； 5）设计计算书中与装配图中的数据一致。若装配图中有修改，在说明书中要注明变 更； 6）书写工整，字迹清晰，层次分明； 7）设计计算书要有封面和封底，均采用A4纸，装订成册。 4.设计说明书的内容 1）符号说明 2）前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3）材料选择 （1）选择材料的原则； （2）确定各零、部件的材质。 4）罐体、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置主要工艺尺寸的计算、选型5）标准化零、部件选型及补强计算 （1）接管及法兰选型：统一编制表格。内容包括：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。 （2）人孔选择：PN,DN,标记或代号。补强计算。 （3）其它标准件选择。 6）结束语 对自己所做的设计进行小结与评价，经验与收获。 7）谢辞 8）主要参考资料 主要参考文献 1.谭蔚.化工设备设计基础[M].天津：天津大学出版社，2008． 2.朱思明. 化工设备机械基础[M].上海：华东化工学院出版社，1992． 3.贺匡国.化工容器及设备简明设计手册[M]，北京：劳动人事出版社，1987． 4.施云海.化工热力学[M]，上海：华东理工大学出版社，1988． 5.《钢制压力容器》GB150-1998．
化工设备机械基础课程设计-夹套反应釜
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
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。 (2)在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证该过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 (3)准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 (4)用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图标来表达自己的设计思想和计算结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
夹套反应釜课程设计
夹套传热式带搅拌的反应釜 设计说明书 组员： 源学号：3099990054 勇华学号：3099990055 叙学号：3090343125 黄承标学号：3090343108 专业班级：化学工程与工艺09-1班 指导老师：淑华 设计时间：2011年12月19日至2011年12月30日
有搅拌装置的夹套反应釜 前言 《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下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具有设计钢制的、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。 化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，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，应达到一下几个目的： ⑴熟练掌握查阅文献资料、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。
⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 ⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 ⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。