【正文】 使原料液或產(chǎn)品均勻化。但是大多數(shù)情況下反應(yīng)釜也是 一種帶有常見(jiàn)缺陷的化工設(shè)備 。 厚度： 2— 60mm 當(dāng) t=20 度及在 100 度， 150 度時(shí)， [σ ]=137Mpa 選標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 理由為：橢圓 形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成，直邊段的作用是避免圓筒和封頭的連接焊縫處出現(xiàn)徑向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。 核算公式為： 324 1 0 nqB BM M Padd? ???? ?? (211) []BB??? 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 11 式中 9553 qnq PM N mn? ? ?， nqM— 攪拌軸上每個(gè)攪拌器的扭矩， Nm? B? —— 螺栓的剪切應(yīng)力， MPa []B? —— 螺栓材料的許用剪切應(yīng)力 ,MPa。槳葉有效寬度 ,mm 且 12enCC??? ? ? n? :槳葉名義厚度 ,mm 已知 :b=50mm, BZ =1(攪拌器直徑 jD 600) bd =12mm 12enCC??? ? ? == 所以 2 3( 5 0 1 1 2 ) 1 1 .4 8236W m m? ? ? ??? ⑶ 彎曲應(yīng)力校核 公式為 : 310 []M M P aW???? ???? (214) 36 5 1 0 79823 M Pa?? ??? 而 []tbbn?? ? (215) 查 GB1501998[1]得 : 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 13 當(dāng) 85tC? 時(shí) ,不銹鋼 0Cr18Ni10Ti 的 520tb MPa? ? 可取 520tb MPa? ? 不銹鋼安全系數(shù) bn 取為 所以 520[ ] 1 4 83 .5tbb M P an?? ? ? ? []???? ,符合要求 . 攪拌器的排出液性能、剪切性能、混合性能 ⑴ 排出液性能 —— 徑流型和軸流型槳葉攪拌器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分別向徑向、軸向排出高速液體并攜帶周圍的液體形成水平循環(huán)液流、軸向循環(huán)液流；它們均屬于宏觀液流。另一表示方法，即攪拌器在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到規(guī)定的混合 效果所需的攪拌器轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速越低，表示攪拌強(qiáng)度越高。 . 攪拌軸機(jī)械計(jì)算 ⑴ 按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算攪拌軸軸徑 攪拌軸功率： P kW?? 攪拌軸轉(zhuǎn)速： n=85rpm 攪拌軸扭矩：19553 Nn PM N mn ?? ? ? 1? 為傳動(dòng)側(cè)軸承之前的傳動(dòng)裝置傳動(dòng)效率 1? 已取 所以 3 .29 5 5 3 0 .9 5 3 4 1 .685nM N m? ? ? ? ? 攪拌軸許用扭矩角 [ ] /rm? 551 . 7 9 1 0 1 . 9 3 1 085 2 0 5 2 0t C E ? ? ?? ? ??時(shí) ， （ 8520） + ? = ? ?? 5 41 .8 8 1 0 7 .2 3 1 02 ( 1 ) 2 ( 1 0 .3 )EG M P a? ?? ? ? ??? 攪拌軸直徑： 1Ld 441 43 4 1 . 61 5 5 . 4 1 5 5 . 4 5 3 6 0[ ] 0 . 3 5 7 . 2 3 1 0nL Md m m m mrG? ? ? ? ? ?? ? ? (218) ⑵ 校核攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速 H1=279mm a=620mm 安裝底蓋： s=50mm b=H1+s=279+50=329mm c=H+2(h0+h1)C0=2150mm 其中， H1：機(jī)架下軸承距機(jī)架座底面的距離， mm。1 ? 1 ? （由表 348 查得） 1 ? （由表 345 查得） 1 ? （由表 346 查得） 1 ? （由表 347 查得） 39。采用穩(wěn)定器可改善攪拌設(shè)備的運(yùn)行性能，延長(zhǎng)軸承的壽命。 攪拌機(jī)傳動(dòng)裝置的技術(shù)要求 ⑴ 攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)方向 攪拌機(jī)傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)方向一般為單 向旋轉(zhuǎn)，如需雙向旋轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)在圖紙和定貨單上注明。本設(shè)備轉(zhuǎn)速并不高，但由于容器筒體較高，液面也較高，最下層的攪拌器以下的液面 和最上層的攪拌器以上的液面都較高。因 此，當(dāng)容器較大或器壁較薄時(shí)，應(yīng)在支座與器壁間加一墊板，墊板的材料最好與筒體材料相同。 eS :偏心距， mm ? :螺栓分布圓直徑， 223 2 2 2 1( 2 2 ) ( 2 ) 2 ( )inD b l s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? (239) P：水平力，取水平地震力 eP 和水平風(fēng)載荷 wP 二者中的大值， eP 和 wP 分別按下兩式計(jì)算： m g?? N (240) 60 0 00. 95 10wiP f q D H N??? (241) 式中 0? ：地震系數(shù)，對(duì) 7， 8， 9 級(jí)地震分別取 ,。 對(duì)于內(nèi)壓容器，耐壓試驗(yàn)的目的是：在超設(shè)計(jì)壓力下，考核缺陷是否會(huì)發(fā)生快速擴(kuò)展造成破壞或開(kāi)裂造成泄露，檢驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的密封性能。 []t? :容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa. 查 GB1501998 [1] 當(dāng) 85tC? 時(shí)，不銹鋼 0Cr18Ni10Ti [? ]=[]t? =137MPa 所以 [][]T tpp??? (243) 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 26 = 1371 .2 5 1 .2 5 0 .6 0 .7 5137p M P a? ? ? ? ⑵ 外壓試驗(yàn)， 由于是以內(nèi)壓代替外壓進(jìn)行試驗(yàn)，已將工作時(shí)趨于閉合狀態(tài)的 器壁和焊縫中缺陷改以張開(kāi)狀態(tài)接受檢驗(yàn)，因而無(wú)需考慮溫度修正，其試驗(yàn)壓力按式確定 ? 式中： Tp ：試驗(yàn)壓力， MPa。 e? = 12 6 0 C C m m? ? ? ? ? ? ? 所以 0 . 7 5 (1 0 0 0 5 . 4 ) 702 5 . 4T M P a? ????? 又取試驗(yàn)溫度為 25C ，此時(shí) 不銹鋼 0Cr18Ni10Ti 的 ? ? 205MPa 取 ? =205MPa 則： ?? 0 .9 0 .8 5 2 0 5 1 5 7 MPa? ? ? ? 可見(jiàn)： ? ??? ，符合條件。應(yīng)指定具有壓力容器專業(yè)知識(shí)的工程技術(shù)人員，負(fù)責(zé)安全技術(shù)管理工作。 （ 2）介質(zhì)對(duì)器壁作用，使壁厚減薄因而受壓時(shí)薄膜應(yīng)力加大，或由于晶間腐蝕等是材料塑性、韌性惡化。 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 29 第 4 章 結(jié)論 本設(shè)計(jì)對(duì)所給工況進(jìn)行了全面考慮，在初步計(jì)算完成后，對(duì)各個(gè)部件的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了多次計(jì)算， 得到 結(jié)果 就攪拌釜內(nèi)徑 Di=1m,圓筒高度（不含封頭）H=，封頭厚度 n? =6mm，圓筒厚度 n? =6mm,選用直葉槳式攪拌器，三層攪拌總功率為 3200W， Dj=,使用非平衡型雙端面機(jī)械 密封，電動(dòng)機(jī)功率Pm=,夾套筒體 n? =6mm，夾套封頭 n? =6mm， 滿足設(shè)計(jì)要求。 停機(jī)檢查：指在停止運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)附件的檢查。這些苛刻的工作條件為： 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 28 （ 1）容器使用溫度和壓力波動(dòng)的加載和卸壓，使器壁受到較大的交變壓力。偏擺量是以軸的轉(zhuǎn)速低于 1500 /minr 為依據(jù)，并因操作壓力不同而異。圓筒的焊接接頭系數(shù)。 p :設(shè)計(jì)壓力， MPa。由于本設(shè)備的物料為水和除垢劑，都是無(wú)毒介質(zhì)，對(duì)人體健康影響幾乎可以忽略。安裝三個(gè)以上支座時(shí)， k=。且耳式支座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便。為消除這種現(xiàn)象，通?？稍谌萜鲀?nèi)加入擋板。 ⑶ 密封要求高，攪拌軸和傳動(dòng)軸承受較大徑向力時(shí)，應(yīng)選用帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封；但機(jī)械密封的內(nèi)置軸承不能作為軸的支點(diǎn)。 ⑷ 設(shè)置穩(wěn)定器 安裝在攪拌軸上的穩(wěn)定器工作原理是：穩(wěn)定器受到的介質(zhì)阻尼作用力的方向與攪拌器對(duì)攪拌軸施加的水平作用力的方向相反，從而減少軸的擺動(dòng)量。 0C ：底層攪拌器距釜底高度 ,mm。 6 當(dāng)位于軸承以外的軸的外伸部分長(zhǎng)度不超過(guò)單跨軸跨長(zhǎng)的 30%，或不超過(guò)懸臂軸懸臂長(zhǎng)的 30%，而且裝在該外伸軸上的零件質(zhì)量不大于裝在跨度中間或懸臂部分上單個(gè)零件的質(zhì)量時(shí)，則對(duì)位于軸承以外 的軸不予考慮。攪拌器的混合性能與其排出液性能和剪切性能有關(guān)，攪拌器排出液循環(huán)量大，液體的混合就均勻；攪拌器的剪切力大，液體的局部混合和分散就安全 ⑷ 攪拌強(qiáng)度 —— 攪拌器的攪拌強(qiáng)度是指攪拌器在恒轉(zhuǎn)速下達(dá)到規(guī)定混合效果所需的時(shí)間。 所以 0 .9 5 4 0 .3 5 1 .1 53qP kW????1 所以 1 .1 59 5 5 3 1 2 985nqM N m? ? ? ? 又已知 : Bd =12mm, d =80mm 所以 B? 可求 即 : 324 1 0 1 2 9 141 2 8 0B M P a? ????? 又由 GB1501998,[1]可知 :當(dāng) 85tC? 時(shí) , 不銹鋼 0Cr18Ni9 的 [ ] 96B MPa? ? [ ] 0 .6 [ ] 0 .6 9 6 5 7 .6BB M P a??? ? ? ? 可見(jiàn) : B? []B? ,符合要求 . 直葉槳式攪拌器強(qiáng)度計(jì) 算 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 12 圖 22 直葉槳式攪拌器 ⑴ 所受的彎矩 4777 /qM P nN m? ?? (212) 所以 4 7 7 7 1 .1 5 / 8 5 6 5M N m? ? ? ? ? ⑵ 在 yy 軸的抗彎斷面模數(shù) W? 對(duì)于無(wú)加強(qiáng)筋槳葉 , 2 3()6B b eb Z dW m m?? ??? (213) 式中 :b:槳葉寬度 ,mm。 攪拌器計(jì)算及相關(guān) 攪拌器選型 已知：物料粘度 120 0 .P a s? ??厘 泊 試選開(kāi)啟渦輪式攪拌器（直葉） 按標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：取 / 3 / 3 300jiD D m m? ? ? / ? 60jb D m m? ? ? 槳葉數(shù) 6jZ? N=85rpm=85 2 / 60 8. 9 /rad s??? ? ? D m? ? ? ? /V R m s?? ? ? ? 攪拌軸功率計(jì)算： 雷諾準(zhǔn)數(shù)： 22Re / 10 00 1. 41 7 0. 3 / 1. 2 10 6jnD??? ? ? ? ? 查得功率準(zhǔn)數(shù)： P0= 單層攪拌功率： 35035( 1 )3 . 5 1 0 0 0 1 . 4 1 7 0 . 3 2 4 . 2sjP k P n D kW???? ? ? ? ?取 從上計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，單層功率明顯偏小，且線速度 V=與直葉開(kāi)啟式渦輪攪拌器 V=4 10m/s 也不相符 所以，綜上試選直葉槳式攪拌器 平直槳葉 —— 其槳葉面的運(yùn)動(dòng)方向與槳葉面垂直，當(dāng)槳葉在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體主要為水平環(huán)向流動(dòng)；當(dāng)槳葉的旋轉(zhuǎn)速 度增高時(shí)，液體流向的主要部分變?yōu)閺较蛄鲃?dòng)；故在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，平直槳葉的槳式攪拌器屬于徑流型攪拌器。反應(yīng)釜的原始數(shù)據(jù)如下： 工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 攪拌釜 夾套 操作溫度 C 85 110 操作壓力 MPa 物料名稱 除垢劑，水 蒸氣 物料粘度 1200 厘泊 容積 3m 1． 5 攪拌速度 rpm 85 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 3 材料 不銹鋼 碳鋼 進(jìn)度安排 時(shí)間 進(jìn)度安排 4 月 25 日前 完成開(kāi)題報(bào)告與資料檢查 5 月 10 日前 對(duì)反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有進(jìn)一步了解 5 月 30 日前 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與圖紙繪制 6 月 15 日前 進(jìn)一步修改畢業(yè)設(shè)計(jì)以及準(zhǔn)備答辯 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 4 第 2 章 攪拌釜結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)及計(jì)算 結(jié)構(gòu)總體選型設(shè)計(jì) 確定攪拌釜內(nèi)徑 及 圓筒高度 （ 不含封頭） 已知：有效容積 ==, ? =— H/D=2— 首先，試取 ? = V 總 =Vg/? =假設(shè) Di= 由 (? /4)Di2H=V 總 即（ ? /4） = ? H= H/D=— 范圍，不合要求 重新假設(shè) ： Di= 由 （