【正文】 些特殊的攪拌過程，還需進行中試甚至需要模型演示過程才能確定合適的攪拌器結(jié)構(gòu)型式。因此，攪拌器的選型好壞直接影響著整個攪拌設(shè)備的攪拌效果和操作費用。1. 明確設(shè)計任務(wù)和目的設(shè)計的全部依據(jù)來源于攪拌的任務(wù)和目的，其基本內(nèi)容應(yīng)包括：1) 明確被攪物料體系；2) 攪拌操作所達到的目的；3) 被攪物料的處理量（間歇操作按一個周期的批量，連續(xù)操作按時班或年處理量）；4) 明確有無化學(xué)反應(yīng)、有無熱量傳遞等，考慮反應(yīng)體系對攪拌效果的要求。然而也有一些特殊的攪拌設(shè)備，為獲得更佳的混合效果，可以在一個攪拌設(shè)備內(nèi)使用兩根攪拌軸，并讓攪拌器進行復(fù)雜的運動，如復(fù)動式、往復(fù)式、行星式等。6. 傳動裝置攪拌設(shè)備的傳動裝置包括電動機、變速器、聯(lián)軸器、軸承及機架等。當(dāng)攪拌介質(zhì)為劇毒、易然、易爆，或較為昂貴的高純度物料，或者需要在高真空狀態(tài)下操作，對密封要求很高，且填料密封和機械密封均無法滿足時，可選用全封閉的磁力傳動裝置。當(dāng)攪拌器置于導(dǎo)流筒之下，且筒體直徑又較大時，筒的下端直徑應(yīng)縮小，使下部開口小于攪拌器直徑。4. 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒為上下開口的圓筒，置于加倍容器中心，在攪拌混合中起導(dǎo)流作用。加入擋板后，攪拌功耗將明顯增加，且隨著擋板數(shù)的增加而增加；但在滿足全擋板條件后，再增加擋板數(shù)，攪拌功耗將不再增加。攪拌設(shè)備中電動機輸出的動力是通過攪拌軸傳遞給攪拌器的，因此攪拌軸必須有足夠的強度。2. 攪拌器與攪拌軸攪拌器又被稱作葉輪或槳葉，它是攪拌設(shè)備的核心部件。攪拌設(shè)備攪拌機攪拌容器釜體外夾套內(nèi)構(gòu)件(擋板、盤管、導(dǎo)流筒、氣體分布器等)接管、人孔、手孔、視鏡傳動裝置攪拌軸攪拌器軸封(或磁力連軸器)電動機變速器機架連軸器機械攪拌設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)成1. 攪拌容器圖11反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)攪拌容器常被稱作攪拌釜（或攪拌槽），當(dāng)攪拌設(shè)備用作反應(yīng)器，又被稱為攪拌釜式反應(yīng)器，有時簡稱反應(yīng)釜。概括起來，攪拌設(shè)備的操作目的主要表現(xiàn)為以下四個方面： 1) 使不互溶液體混合均勻，制備均勻混合液、乳化液，強化傳質(zhì)過程；2) 使氣體在液體中充分分散，強化傳質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)；3) 制備均勻懸浮液，促使固體加速溶解，浸取或發(fā)生液固化學(xué)反應(yīng)；4) 強化傳熱，防止局部過熱或過冷。在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻時，可在反應(yīng)釜壁處設(shè)置夾套，或在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可通過外循環(huán)進行換熱。反應(yīng)釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等組成。反應(yīng)釜一般可根據(jù)用途、操作方式、結(jié)構(gòu)等進行分類。V16m3反應(yīng)釜設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘要 ⅠABSTRACT Ⅱ第一章 緒論 1 前言 1 攪拌設(shè)備的操作目的 1 攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu) 1 攪拌設(shè)備設(shè)計與選用的基本方法 4 攪拌設(shè)備的設(shè)計步驟 4 攪拌設(shè)備設(shè)計與選用的基本原則 5第二章 工藝計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 釜體的尺寸確定及結(jié)構(gòu)選型 7 反應(yīng)釜直徑和高度的計算 7 釜體的厚度 9 反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)造型 10 封頭的結(jié)構(gòu)計算 11第三章 攪拌裝置與傳動裝置 12 攪拌器的選擇 12 攪拌器的結(jié)構(gòu)類型 12 攪拌器的標(biāo)準(zhǔn)及選用 15 攪拌功率的計算 16 攪拌軸設(shè)計 18 強度及剛度計算 18 臨界轉(zhuǎn)速 20 傳動裝置的選擇 21 電動機的選用 21 減速器的選用 22 機架的選擇 23 傳動軸的設(shè)計 23 凸緣法蘭的選擇 23 安裝底座的選擇 24 聯(lián)軸器裝置 26 聯(lián)軸器的機構(gòu)類型 26 聯(lián)軸器的選用 28第四章 傳熱部件及附屬結(jié)構(gòu) 29 傳熱部件的結(jié)構(gòu)及熱量計算 29 傳熱部件的選擇 29 蛇管固定件及進出口結(jié)構(gòu) 29 蛇管的選擇及熱量計算 30 工藝接管及觀測部件 30 加料管 31 卸料管 32 溫度計及套管 32 視鏡 32 壓力表 33 液位計 33 人孔的選擇 33 反應(yīng)釜密封選擇 37 反應(yīng)釜常用的動密封類型 37 密封的選擇 37 安全裝置的選擇 39 支座的選擇 39 設(shè)備吊耳的選擇 42 管法蘭的選擇 42第五章 結(jié)論 44參考文獻 45致 謝 4747四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第一章 緒論 前言反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中使用的典型設(shè)備之一。最常見的是按反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)來分類，可分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。攪拌形式一般有錨式、槳式、渦輪式、推進式或框式等。 攪拌設(shè)備的操作目的以液體為主體的攪拌操作，常常將被攪物料分為液液、氣液、固液、氣液固等四種情況。 攪拌反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)機械攪拌設(shè)備由攪拌容器和攪拌機兩部分組成。釜體的結(jié)構(gòu)型式通常為立式圓筒形，其高徑比值主要依據(jù)操作時容器裝液高徑比以及裝料系數(shù)大小而定。根據(jù)攪拌器在攪拌釜內(nèi)產(chǎn)生的流型，攪拌器基本上可以為軸向流和徑向流兩種。同時，攪拌軸既要與攪拌器連接，又要穿過軸封裝置以及軸承、聯(lián)軸器等零件，所以攪拌軸還應(yīng)有合理的結(jié)構(gòu)、較高的加工精度和配合公差。通常，擋板寬度約為容器內(nèi)直徑的1/12～1/10。通常導(dǎo)流筒的上端都低于靜液面，且在筒身上開有槽或孔。5. 軸封軸封是攪拌設(shè)備的一個重要組成部分。磁力傳動裝置又稱為磁力聯(lián)軸器，是全密閉密封中的一種。其中攪拌驅(qū)動機構(gòu)通常采用電動機與變速器的組合或選用帶變頻器的電動機，使攪拌器達到需要的轉(zhuǎn)速。 攪拌設(shè)備設(shè)計與選用的基本方法 攪拌設(shè)備的設(shè)計步驟攪拌設(shè)備設(shè)計包括工藝設(shè)計和機械設(shè)計兩部分內(nèi)容。2. 了解物料性質(zhì)物料體系的性質(zhì)是攪拌設(shè)備設(shè)計計算的基礎(chǔ)。目前，對于給定的攪拌過程，攪拌器的選型還沒有、完善的方法。在攪拌器結(jié)構(gòu)型式選定之后，還應(yīng)考慮攪拌器直徑的大小與轉(zhuǎn)速的高低。6. 攪拌特性計算攪拌特性包括攪拌功率、循環(huán)能力、切速率及分布等，根據(jù)攪拌任務(wù)及目的確定關(guān)鍵攪拌特性。8. 機械設(shè)計根據(jù)操作環(huán)境和工藝要求，確定傳動機構(gòu)的類型；同時根據(jù)攪拌器轉(zhuǎn)速和所選用的電動機轉(zhuǎn)速，選擇合適的變速器型號；并進行必要的強度計算，提供所有機械零部件的加工尺寸，繪制相應(yīng)的零部件圖和總體裝配圖。當(dāng)槳葉部分工作面處可設(shè)置加強板，使截面成空心形狀。槳葉的防腐包襯層不宜過大，以防止葉型偏離最佳形狀，使流量及輸入的功率減小，影響操作的效果。若有傳熱要求，則釜體外須設(shè)置夾套結(jié)構(gòu)。為防止軸發(fā)生共振，操作轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在第一階臨界轉(zhuǎn)速的75%以下。5．變速器應(yīng)根據(jù)工藝要求和操作環(huán)境，選配合適的變速器。機架軸承除承受徑向載荷外，還應(yīng)承受攪拌器所產(chǎn)生的軸向力。隨著液體黏度的增加，擋板寬度可變窄。第二章 工藝計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計反應(yīng)釜包括釜體和裝焊在其上的各種附件。所以在確定反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)的時候應(yīng)全面考慮，使設(shè)備既滿足生產(chǎn)工藝要求又要做到經(jīng)濟合理，實現(xiàn)最佳化設(shè)計。因此一般情況下，長徑比應(yīng)選擇大一些。在確定反應(yīng)釜直徑和高度時，還應(yīng)根據(jù)反應(yīng)釜操作時所允許的裝滿程度——裝料系數(shù)等予以綜合考慮，~，~；反應(yīng)狀態(tài)平穩(wěn)，~（物料粘度較大時，可取最大值），因此設(shè)備容積V 與操作容積應(yīng)有如下關(guān)系：=。為了便于計算，先忽略封頭的容積，認(rèn)為 (21)把釜體長徑比帶入上式為： . (22)由于設(shè)備內(nèi)物料類型是液液相物料,。 ，根據(jù)公式(25)可求得筒體厚度 (25)式中：——計算厚度，mm；——計算壓力，MPa；——焊縫系數(shù)。筒體的計算厚度按公式(25)可求得：=設(shè)計厚度 =+2=對于16MnR，鋼板負(fù)偏差，因而可取名義厚度=8 mm。 反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)造型根據(jù)攪拌器的系列可知，反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種，如下表22。例如，封頭直徑較大而壁厚較薄剛性較差，不足以承受攪拌器操作載荷，因傳動裝置偏載而產(chǎn)生較大彎矩（如某些三角皮帶傳動)；攪拌操作時軸向推力較大或機械振動較大；由于攪拌軸安裝位置偏離罐體幾何中心線或者由于攪拌器幾何形狀的不對稱而產(chǎn)生的彎矩等等。第三章 攪拌裝置與傳動裝置 攪拌器的選擇攪拌可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)的攪拌均系機械攪拌。攪拌裝置通常包括攪拌器、攪拌軸、支承結(jié)構(gòu)以及擋板、導(dǎo)流筒等部件。其結(jié)構(gòu)如圖31所示，有平直葉式和折葉式兩種型式。～，其中D／B＝4～10。在料液層比較高時，為了將物料攪拌均勻，常裝有幾層槳葉，相鄰兩層槳葉常交錯成90176。～，且一般在Φ700mm以下。推進式攪拌器一般采用整體鑄造方法制成，常用材料為鑄鐵或不銹鋼，也可采用焊接成型。主要適用于粘度低、流量大的場合。若在錨式攪拌器的槳葉上加固橫梁即成為框式攪拌器，見圖34（b）和（c）。 圖33推進式攪拌器圖34 錨式攪拌器由螺旋帶、軸套和支撐桿所組成的螺帶式攪拌器如圖35所示。為了確保攪拌器的生產(chǎn)質(zhì)量，降低制造成本，增加零部件的互換性，原化工部對幾種常用攪拌器的結(jié)構(gòu)形式制訂了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并對標(biāo)準(zhǔn)攪拌器制訂了技術(shù)條件。由于影響攪拌過程與效果的因素極其復(fù)雜，涉及流體的流動、傳質(zhì)、傳熱等諸多方面。漿式攪拌器是攪拌器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種攪拌器，主要應(yīng)用在：液液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固液系中多用于防止固體沉降。槳葉寬度： =1120 =224 mm 攪拌器距釜底的高度： mm 攪拌器折葉角度：θ=45176。①攪拌器的幾何尺寸與轉(zhuǎn)速：攪拌器直徑、槳葉寬度、槳葉傾斜角、轉(zhuǎn)速、單個攪拌器葉片數(shù)、攪拌器距離容器底部的距離等。上述影響因素可用下式關(guān)聯(lián)（31）式中：B—槳葉寬度，m；d—攪拌器直徑，m；D—攪拌容器內(nèi)直徑，m；Fr—弗勞德數(shù),；h—液面高度,m；K—系數(shù)；n—轉(zhuǎn)速，s1；—功率準(zhǔn)數(shù)P—攪拌功率，W；r，q—指數(shù)；Re—雷諾數(shù)，；ρ—密度，kg/m3；μ—粘度，Pa在特定的攪拌裝置上，可以測得功率準(zhǔn)數(shù)Np與雷諾數(shù)Re的關(guān)系。功率曲線呈一水平直線，即Np與Re無關(guān)，保持不變。然后用增加安全系數(shù)以降低材料的許用應(yīng)力來彌補由于忽略受彎曲作用所引起的誤差。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在靜載荷作用下，鋼材的扭轉(zhuǎn)許用剪應(yīng)力與拉伸許用應(yīng)力有如下的關(guān)系： =～。即 (37)（實心軸）式中：d——攪拌軸的直徑（cm）；N——攪拌傳遞功率（KW）；n——攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/m）。/m）；——剪切彈性模數(shù)，對于碳鋼及合金鋼，；——截面的極慣性矩（cm4）。關(guān)于扭轉(zhuǎn)角的選擇應(yīng)按實際情況而定，一般有如下規(guī)定：①在精密穩(wěn)定的傳動中，可選取 ；②在—般傳動和攪拌軸的計算中可選取 ；③對精度要求低的傳動中可選取。根據(jù)軸標(biāo)準(zhǔn)選取軸徑130mm。對應(yīng)于這個速度的軸的轉(zhuǎn)數(shù)，就叫做臨界轉(zhuǎn)數(shù)，假如軸的轉(zhuǎn)速保持在臨界轉(zhuǎn)數(shù)或相近于它的那個危險范圍以內(nèi)。根據(jù)本設(shè)計的具體情況，本次設(shè)計取攪拌軸的轉(zhuǎn)速為90r/min小于200r/min，所以可以不進行臨界轉(zhuǎn)速的校核。反應(yīng)釜傳動裝置包括電動機、減速器、支架、聯(lián)軸器、攪拌軸等，如圖38所示。電動機型號應(yīng)根據(jù)電動機功率和工作環(huán)境等因素選擇。最常用的為Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動機當(dāng)有防爆要求時，可選用YB系列。減速機是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣的典型裝置。表31四種常見減速器的基本特征特性參數(shù)減速器類型擺線針輪行星減速器齒輪減速器V形皮帶減速器圓柱蝸桿減速器傳動比i9～8712～6～80～15輸出軸轉(zhuǎn)速（r/m）17～16065～250200～50012～100輸入功率KW～55～315～200～55傳動效率