【正文】 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 39 第六章 裙座的設(shè)計(jì) 對于裙座，其設(shè)計(jì)包括厚度計(jì)算、焊接結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度校核等。 、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別 iD 3200 1 6 0 0 m m22d ? ? ? 故可以采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 進(jìn)氣口： DN=125mm，外徑 D0=133mm，最小壁厚為 min ? ? ，所以可以取為 8mm?? .材料為： 0 18 9Cr Ni 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 36 根據(jù) GB1501998 中式 81， A =d 2 (1 )ret f? ???? 其中開孔直徑 22 1 1 7 2 0 .8 1 1 8 .6id d C m m? ? ? ? ? ? 殼體開孔處的計(jì)算厚度 ? ? 接管的有效厚度 e t nt C 12 11. 2 m m??? ? ? ? ? 強(qiáng)度削弱系數(shù) 1rf ? 所以 A = d 2 ( 1 ) 1 1 8 . 6 1 0 . 1 4 2 1 0 . 1 4 1 1 . 2 ( 1 1 )1 2 0 2 . 6 re t fmm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 、 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 、 有效補(bǔ)強(qiáng) B 按 GB150 中式 87，得： 1 2 2 1 1 8 .6 2 3 7 .2B d m m? ? ? ? 2 2 2 1 1 8 .6 2 1 2 2 8 1 5 8 .6n ntB d m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 12m a x( , ) 237 .2B B B m m?? 、 外側(cè)有效高度 根據(jù) GB150 中式 88，得： 1 39。39。 附：機(jī)械密封通常有四個密封之處： （ 1）靜環(huán)座與設(shè)備之間，采用凹凸密封面； （ 2）靜環(huán)座與靜環(huán)之間，采用各種形狀有彈性的輔助密封圈來防止介質(zhì)從靜環(huán)與 靜環(huán)座之間泄漏； （ 3）靜環(huán)與動環(huán)之間，依靠彈簧力形成一層極薄液體膜，以平衡壓力，潤滑端面； （ 4）動環(huán)與軸之間，密封元件可以選擇 O 形環(huán)。 由 ? ?MW ?? ，其中 ??? 為許用剪應(yīng)力 . 所以 ? ? 332 61 6 1 6 7 5 7 4 . 8 2 1 2 5 . 41 9 . 6 1 0Md m m? ? ? ?? ? ???， 而 1 3 0 1 2 5 .4id m m m m?? 所以此軸徑滿足要求 . 且從 teM T? 可以看出，此軸所承受的主要是扭轉(zhuǎn)力矩，因此上述對 MA 的粗略計(jì)算符合要求。 、傳動軸長度的確定 L=H1h2+Hf+Ht=400230+400+3750=4320mm 、軸徑的確定 為簡化計(jì)算，可取等直徑軸，選取材料為不銹鋼 0C18Ni9Ti,同時由《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》中可知，若不考慮彎矩的影響，而是以一個系數(shù)來代替，可得? ?316 iTTWd???? ? ?，為安全起見，最好是取 ??? 中的較小值，查表 59 取? ? 2200 / cm M P a? ??，將其代入上式可得： mm65][T16d 3i ?? ?? 。所以，當(dāng)開孔尺寸在一定范圍內(nèi)時，可以不另行補(bǔ)強(qiáng)。如簡體、封頭的壁厚及軸徑等。 發(fā)酵罐是一種對物料進(jìn)行機(jī)械攪拌與發(fā)酵的設(shè)備。釜體是由簡體和兩個封頭組成，它的作用是為物料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 提供一定的空間。 關(guān)鍵詞 ：攪拌 罐 ；攪拌器； 釜體 ； 傳熱裝置 ； 軸封裝置 ；人孔 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 II Abstract Fermentation is a chemical reaction to achieve the production of major equipment. Its role is:① to mixed materials。 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 II 概 論 發(fā)酵罐的特點(diǎn) 必須具備足夠的強(qiáng)度、密封性、耐蝕性及穩(wěn)定性 。 ② 一般包括：設(shè)備總圖、裝配圖、部件圖、零件圖、特殊工具圖、管口及支座方位圖、預(yù)焊件圖等。武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 1 第一章 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 、課程設(shè)計(jì)題目 發(fā)酵罐的機(jī)械設(shè)計(jì) 、原始數(shù)據(jù) 序號 項(xiàng)目 數(shù)值 單位 備注 1 名稱 發(fā)酵罐的機(jī)械設(shè)計(jì) 2 操作壓力 MPa 3 操作壓力（夾套） MPa 4 最高工作壓力 MPa 5 操作溫度（正常） 90 C。 , 。 單跨攪拌軸徑向 位移受力模擬示意圖 對于單跨軸：1 1 39。 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 32 人孔： DN=500mm，型號為 530 6mm? ? ，材料為： 0 18 9Cr Ni 根據(jù) GB1501998 中式 81， A =d 2 (1 )ret f? ???? 其中開孔直徑 22 5 1 8 2 0 .8 5 1 9 .6id d C m m? ? ? ? ? ? 殼體開孔處的計(jì)算厚度 ? ? 接管的有效厚度 e t nt C 12 11. 2 m m??? ? ? ? ? 強(qiáng)度削弱系數(shù) 1rf ? 所以 A = d 2 ( 1 ) 5 1 9 . 6 1 0 . 1 4 2 1 0 . 1 4 1 1 . 2 ( 1 1 )5 2 6 8 . 1 4 re t fmm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 、 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 、 有效補(bǔ)強(qiáng) B 按 GB150 中式 87，得： 1 2 2 519 .6 103 d m m? ? ? ? 2 2 2 519 .6 2 12 2 6 555 .6n ntB d m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 12m a x( , ) 103 B B mm?? 、 外側(cè)有效高度 根據(jù) GB150 中式 88，得： 1 39。 H 150h m m? ? ?接 管 實(shí) 際 外 伸 高 度，設(shè)置保溫層 . 1 1 1m in( 39。39。 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 41 引出孔結(jié)構(gòu)示意圖 引出孔尺寸表： 、檢查孔 裙座應(yīng)該開設(shè)檢查孔，檢查孔分圓形和長圓形兩種，其尺寸參見下表： （引出孔和檢查也的加強(qiáng)管與裙座的連接應(yīng)該采用全焊透結(jié)構(gòu)） 檢查孔尺寸表： 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 42 、裙座的設(shè)計(jì)和核算 由于筒體的內(nèi)徑為 3200mm，所以取裙座的內(nèi)徑為 Di=3200mm，厚度 12 ,n mm? ?材料為 Q235A,密度為 10 /Kg m? ?? ，其 020 0 ( 15 0 )aE G P C? 低 碳 鋼 在 下，? ?2 3 5 , 1 1 3ts a asM P M P????。39。 100h mm? 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 35 2 2 2m in( 39。) h h mm?? 、 內(nèi)側(cè)有效高度 根據(jù) GB1501998 中式 89，得： 2 39。39。 、按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的軸徑 45受強(qiáng)度控制的軸徑 2d 按下試求得： ? ?? ?te32 40Md 1 7 .2 1N??? ? mm 式中： teM — 軸上扭矩和彎矩同時作用時的當(dāng)量扭矩 22te nMM M?? ??? — 軸材料的剪應(yīng)力 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 15 ?? b16?? ? MPa b? — 軸材料的抗拉強(qiáng)度， MPa 、軸上扭矩 nM 按下試求得： n 2 N9553MPn ?? 式中： 2? — 包括傳動側(cè)軸承在內(nèi)傳動裝置效率，可按附錄 D 選取。 假設(shè)圓筒的厚度在 6~16mm范圍內(nèi)，查 GB1501998 中表 41，可得： 145C 下 ? ?t 103MPa? ? 設(shè)計(jì)壓力 P=*= 利用中徑公式， ? ? mmPPD T **2 15 00* i ?????? ?? 查標(biāo)準(zhǔn) HG205801998《鋼制化工容器設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)規(guī)定》表 71 知，鋼板厚度負(fù)偏差為 ，而有 GB1501998 中 知， 查標(biāo)準(zhǔn) HG205801998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表 75 知，對于有輕微腐蝕的介質(zhì)，不銹鋼的腐蝕裕量 2 0C mm? 。 ⑧ 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則 a．等截面積補(bǔ)強(qiáng)：貼板補(bǔ)強(qiáng)的沒計(jì)原則規(guī)定，局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積應(yīng)大于或等于因開孔所削弱的殼壁截面積。 酵罐的設(shè)計(jì)步驟 5． 1 物料衡算 通過工藝計(jì)算確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。 、傳熱面積的校驗(yàn) ............................ 錯誤 !未定義書簽。武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 I 摘 要 發(fā)酵罐是化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的主要設(shè)備。 、每級蛇管排列圈數(shù) .......................... 錯誤 !未定義書簽。同時力求經(jīng)濟(jì)、合理，從選材、制造各環(huán)節(jié)來省材 。 b．凸形封頭上開設(shè)長圓孔時，開孔補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)按長圓形孔長軸計(jì)算；筒體上開設(shè)長圓孔，當(dāng)長軸／短軸 ≤2 ，且短軸平行于筒體 軸線時，開孔補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)按長圓形開孔短軸計(jì)算 (當(dāng)長軸／短軸 2 時，均應(yīng)按長圓形開孔長軸計(jì)算 )。 、圓筒的厚度計(jì)算 該容器需 采用局部 探傷，所以取其焊接系數(shù)為 ?? 。eeeKgKgKg? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 所以，在 S 點(diǎn)處的總的相當(dāng)質(zhì)量為： 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 14 msi = 1W W 4 8 7 . 2 2 3 9 . 2 8 1 . 3 0 . 7 5 8 0 8 . 4 5 .iW K g? ? ? ? ? ? ? ? 臨界轉(zhuǎn)速為： ? ? ? ?4 3022kL 33sE 1 N 20 0 10 1 0n 45 8. 9d 45 8. 9 0. 13W L 80 8. 45 8. 7723 2. 67 / m inr??? ? ? ??? 則可得 145 0 .6 2 3,2 3 2 .6 7knn ??對于液 液混合，由下表可知 臨界轉(zhuǎn)速： 其抗振條件為 0 .7 , ( 0 .4 5 0 .5 5 ) .kknn?? 可得 145 0 .6 2 3,2 3 2 .6 7knn ??滿足條件。 39。39。39。, 39。 裙座殼軸向應(yīng)力校核： 、 00 截面 裙 座 殼 為 圓 筒 形 ， 假 設(shè) 14 ,n e nm m C? ? ?? ? ?所 以 ，對于 Q235A ，取C1=,C2=1mm(輕微腐蝕 )，所以 C=,所以 14 mm? ? ? ? 。) h h m m?? 、 內(nèi)側(cè)有效高度 根據(jù) GB1501998 中式 89，得： 2 39。, 39。 5 1 9 .6 6 7 7 .5 8nth d m m?? ? ? ? 1139。 39。 229 , 。 6 最高工作溫度 140 C。③ 技術(shù)要求：提出制造、裝配、檢驗(yàn)和試車、維護(hù)、修理等技術(shù)要求，可以標(biāo)注在圖紙上，也可以單獨(dú)編制，單獨(dú)編制時稱為技術(shù)條件。 發(fā)酵罐的工作要求 作為反應(yīng)釜，要求清潔衛(wèi)生、反應(yīng)過程能保持恒定的溫度，以利于發(fā)酵菌很好地進(jìn)行發(fā)酵。 ② the gas is well dispersed in the liquid phase。還根據(jù)需要加其他的附件，如裝焊人孔、手孔和各種接管 (為了便于檢修內(nèi)件及加料、排料 )，安裝溫度計(jì)、壓力表、視鏡、安全泄放裝置 (為了操作過程中有效地監(jiān)視和控制物料的溫度、壓力 )等。特別是在生產(chǎn)方面，因?yàn)槠浼壬婕吧锏纳L，又涉及化工過程，生產(chǎn)中既要考慮生物生長的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和傾向性，又要在生物所能承受的情況下大力提高產(chǎn)率，因此對于工程學(xué)生來說，青霉素發(fā)酵的實(shí)習(xí) 與實(shí)踐無疑是一次絕佳的工程體驗(yàn)。 5． 5 強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)零部件結(jié)構(gòu)形式、受力條件及材料的機(jī)械性能和腐蝕情況，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定其結(jié)構(gòu)尺寸。 ④ 允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的條件 a．并非容器上所有開孔都需要補(bǔ)強(qiáng)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時，容器及接管的實(shí)際壁厚與強(qiáng)度所需要的壁厚相比，都有一定的裕量。 、軸的設(shè)計(jì)及校驗(yàn) 軸的最大扭矩 ： .1N .m803220 .518*9550nP9550T ???。 對單跨軸： wL123m m m0 .1 3 8 .7 7 7 .7 6 1 0 2 3 0 1 0 9 .7 1 0 9 .7 1 3 5 2 .2 54miiKg????? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 4）攪拌軸與各層圓盤的組合質(zhì)量偏心力引起的離心力 eF ，按下式求得： 單跨軸受力示意圖 武漢工程大學(xué) 本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 17 ? ?2 2 322e 2221 6 .3 1 0F 1 3 5 2 .2 5