【正文】 1V 1米高筒體容積， 3m /m。 查表得： 31 ? ，再根據(jù)公式（ 22）得： i ? 圓整得： i =2200mmH 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 5 夾套幾何尺寸計(jì)算 夾套和筒體的連接長(zhǎng)焊接成 封閉結(jié)構(gòu)，夾套的結(jié)構(gòu)尺寸常根據(jù)安裝和工藝兩方面的要求而定。夾套內(nèi)徑 2D 可根據(jù)筒體內(nèi)徑 1D 按表 22選取得 2=2800mmD ： 表 22 夾套內(nèi)徑于筒體內(nèi)徑關(guān)系 2D /mm 500600 7001800 20223000 iD /mm iD +50 iD +100 iD +200 夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑 2D 與夾套筒體相同。夾套高 2H 由傳熱面積決定，不能低于液料高。 夾套高 2H 按式（ 23）估算： ? ?h210 . 8 2 1 3 . 7 5 2 . 5 1 3 1= 1 . 5 75 . 3 0 9VVH V? ???? ?? （ 23） 將值代入式（ 23）得： 2= ，圓整取 2 =1600mmH 。 傳熱面積計(jì)算 夾套所包圍的罐體表面積（筒體表面積 F筒 +封頭表面積 F封 ）一定要大于工藝要求的傳熱面積 F ,即： +F F F?筒 封 （ 24）式中， 21=F H F?筒 （ 1F — 1米高的筒體內(nèi)表面積） 查表得： 31= ，由式（ 24）求出： 2+ = 2 0 .4 8 1 3 .4 mFF筒 封 ，所以滿足換熱要求。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù) 強(qiáng)度計(jì)算中各參數(shù)的選取及計(jì)算，均應(yīng)符合 150GB 鋼制壓力容器的規(guī)定，強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)考慮以下幾種情況。 （ 1）圓筒內(nèi)為常壓外帶套時(shí) 當(dāng)圓筒公稱直徑 600mmDN ? 時(shí)，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設(shè)計(jì)，其余部分按常壓設(shè)計(jì)； （ 2）圓筒內(nèi)為真空外帶夾套時(shí) 當(dāng)圓筒公稱直徑 600mmDN ? 時(shí)，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力+ aMP ）圓筒設(shè)計(jì)，其余部分按真空設(shè)計(jì)； 當(dāng)圓筒公稱直徑 600mmDN 時(shí)，全部筒體按外壓（指夾套壓力 + aMP ）筒體設(shè)計(jì)； （ 3）圓筒內(nèi)為正壓外帶夾套時(shí) 當(dāng)圓筒公稱直徑 600mmDN ? 時(shí)，被夾套包圍部分的筒體分別按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中較大值；其余部分按內(nèi)壓圓筒設(shè)計(jì)。 當(dāng)圓筒公稱直徑 600mmDN 時(shí)，全部筒體按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中最大值。 內(nèi)筒及夾套的受力分析 工藝提供的條件為：釜體內(nèi)筒中工作壓力為 aMP ，夾套內(nèi)工作壓力為 aMP ，則夾套筒體和夾套封頭承受 aMP 內(nèi)壓：而內(nèi)筒的筒體和下封頭既承受 aMP 內(nèi)壓，同時(shí)又承受 aMP 外壓，其最?lèi)毫拥墓ぷ鳁l件為：停止操作時(shí)，內(nèi)筒無(wú)壓而夾套內(nèi)仍有蒸汽壓力，此時(shí)內(nèi)筒承受 aMP 外壓。 強(qiáng)度計(jì)算 (按內(nèi)壓計(jì)算厚 度 ) 罐體和夾套材料選用 0Cr18Ni9和 Q235B， 設(shè)計(jì)溫度 1t =215C （容器內(nèi)）， 2t =215C（夾套內(nèi)）；設(shè)計(jì)壓力 1= （容器內(nèi)）， 2= （夾套內(nèi)）。焊接接頭系數(shù)取 =? 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 7 夾套內(nèi)介質(zhì)為誰(shuí)蒸汽，故其液柱靜壓力可以忽略不計(jì)，則夾套的計(jì)算壓力為： 2c 2=P = aP MP 查表可知設(shè)計(jì)溫度下， 0 18 9Cr Ni 的需用應(yīng)力為 ? ?t =98 aMP? 。 筒體計(jì)算厚度由公式： ? ?1c i1 t 1c= 2 PD P? ??? (25) 得， 1=? ； 夾套計(jì)算厚度由公式： ? ?2c i2 t 2c= 2 PD P? ??? （ 26） 得， 2=? ； 筒體封頭計(jì)算厚度由公式 : ? ?39。 1c i1 t 1c= 2 0. 5PD P? ??? （ 27） 得， 39。1=? ； 夾套封頭計(jì)算厚度由公式： ? ?39。 2c i2 t 2c= 2 0. 5PD P? ??? （ 28） 得， 39。2=? ， 取鋼板厚度負(fù)偏差 1 ? ，腐蝕裕量：罐體為 0，夾套 2 ? ，則夾套厚度附加量由公式： 12C C C?? （ 29） 得， ? ； 筒體設(shè)計(jì)厚度由公式： 1c 1 1=+C?? (210) 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 得， 1c=8mm? ； 夾套設(shè)計(jì)厚度由公式： 2c 2=+C?? (211) 得， 2c=12mm? ； 筒體封頭設(shè)計(jì)厚度由公式： 39。39。1c 1 1=+C?? （ 212） 得， 39。1c=6mm? ； 夾套封頭設(shè)計(jì)厚度有公式： 39。39。2c 2=+C?? （ 213） 得， 39。2c=12mm? 。 對(duì)低 合金鋼制的容器，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于 3mm ，若加上 的腐蝕裕量，名義厚度至少應(yīng)取 9mm 。由 0 18 9Cr Ni 鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度取為 12mm 。所以： 筒體名義厚度： 1n=12mm? 夾套 名義厚度： 2n=12mm? 筒體封頭名義厚度： 39。1n=12mm? 夾套封頭名義厚度： 39。2n=12mm? 穩(wěn)定性校核（按外壓校核罐體厚度） （ 1）筒體名義厚度的計(jì)算 取厚度附加量 ? ，假設(shè)筒體名義厚度 1n=12mm? ，則筒體有效厚度：1e ? ? ，筒體外徑 10 =1020mmD ，筒體計(jì)算長(zhǎng)度由公式： 2 1 21 h +h3LH?? （ 214） 得， 960mmL? ，系數(shù)10 LD ? ,系數(shù) 101e =D? ， ? , aB MP? ，許用外壓力由公式： ? ? 10 1e/BP D ?? （ 215） 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 9 得， ? ? MPa? 。因此，名義厚度 1n=12mm? 時(shí)，筒體能滿足要求。 （ 2）筒體封頭的厚度計(jì)算 假設(shè)筒體封頭的名義厚度為 39。1n=10mm? ，則筒體封頭的有效厚度 39。1e ? ? ，封頭 外徑 39。10 =1020mmD 。而系數(shù) A 由公式： 39。39。10 /A D ?? (216) 得， ? ，查得 aB MP? ，許用外壓力由公式： ? ?39。39。10 /BP D ?? （ 217） 得， ? ? MPa? 。該假設(shè)滿足要求，筒體封頭名義厚度為 39。1n=12mm? 。 水壓試驗(yàn)校核 材料屈服點(diǎn)應(yīng)力 s =345 aMP? ， s0 .9 = 2 6 3 .9 3 M Pa?? 罐體試驗(yàn)壓力： ? ?? ?1T 1 ??? （ 218） 得， 1T aP MP? ； 夾套水壓試驗(yàn)壓力： ? ?? ?2T 2 ??? （ 219） 得， 2T aP MP? 。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 罐體內(nèi)筒水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力： 1 i 1e1 1e( + )2TT PD ?? ?? （ 220） 得， 1 3 0 .6 2 6 3 .9 2 5 aT MP? ? ；液壓強(qiáng)度足夠； 夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力： 2 i 1e2 1e( + )2TT PD ?? ?? （ 221） 得， 2 aT MP? ? ，液壓強(qiáng)度足夠。 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 11 第 三 章 反應(yīng)釜的攪拌裝置 攪拌器的選型 攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)順序?yàn)椋簲嚢钘l件的設(shè)定和確認(rèn) —— 攪拌葉輪型式及內(nèi)構(gòu)件的選定 —— 確定葉輪尺寸及轉(zhuǎn)速 —— 計(jì)算攪拌功率 —— 攪拌裝置機(jī)械設(shè)計(jì)。 要設(shè)定的攪拌條件包括攪拌罐的容積、罐型、罐內(nèi)物料的性質(zhì)、攪拌目的、操作溫度和壓力，是分批式操作還是連續(xù)式操作等。 關(guān)于攪拌器在攪拌軸上的安裝層數(shù)，一般都是從葉輪的攪動(dòng)范圍來(lái)考慮的，液層過(guò)高則要考慮設(shè)置多層葉輪。對(duì)于低粘度液體，粘度小于 5000mpas? 時(shí)，徑流型葉輪可攪動(dòng)罐內(nèi)上下的范圍為槳徑的 4倍，所以對(duì)于常用液 層深度 H=D 時(shí)，只要一層即可。 槳徑與罐內(nèi)徑之比叫槳徑罐徑比 /dD,渦輪式葉輪的 /dD一般為 ~，渦輪式為快速型，快速型攪拌器一般在 ? 時(shí)設(shè)置多層攪拌器，且相鄰攪拌器間距不小于葉輪直徑 d。適應(yīng)的最高黏度為 50Pa s? 左右。 攪拌器在圓形罐中心直立安裝時(shí)，渦輪式下層葉輪離罐底面的高度 C一般為槳徑的 1~。如果為了防 止底部有沉降，也可將葉輪放置低些，如離底高度 /10CD? .最上層葉輪高度離液面至少要有 。 符號(hào)說(shuō)明 : b —— 鍵槽的寬度 B —— 攪拌器槳葉的寬度 d —— 輪轂內(nèi)經(jīng) 0d —— 攪拌器槳葉連接螺栓孔徑 1d —— 攪拌器緊定螺 釘孔徑 2d —— 輪轂外徑 JD —— 攪拌器直徑 1D —— 攪拌器圓盤(pán)的直徑 G —— 攪拌器參考質(zhì)量 1h —— 輪轂高度 2h —— 圓盤(pán)到輪轂底部的高度 L —— 攪拌器葉片的長(zhǎng)度 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 R —— 弧葉圓盤(pán)渦輪攪拌器葉片的弧半徑 M —— 攪拌器許用扭矩 ()Nm? t —— 輪轂內(nèi)經(jīng)與鍵槽深度之和 ? —— 攪拌器槳葉的厚度 1? —— 攪拌器圓盤(pán)的厚度 圖 平直葉輪 攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖 工藝給定攪拌器為平直葉輪 攪拌器，其后掠角為 45o?? ，圓盤(pán)渦輪攪拌器的通用尺寸為槳徑 jd :槳長(zhǎng) l :槳寬 20:5:4b? ，圓盤(pán)直徑一般取槳徑的 ，彎葉的圓