夾套反應(yīng)釜的設(shè)計_課程設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-06 16:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 η=操作容積/全容積因物料反應(yīng)較平靜，取較大值夾套高H2 計算：H2 = （ηVV封）/V1m 代入數(shù)值計算得：H2 = mm圓整 H2 =900mm夾套所包圍的罐體的表面積，一定要大于工藝要求的傳熱面積F，即： F封＋F筒F 其中F——筒體表面積，F(xiàn)筒=H2 F1m = F——封頭表面積，見表D2. F= 其中 故 F封＋F筒 =＋ =3 m2所以換熱要求滿足。 2. 整體夾套和罐體有兩種連接型式，即可拆卸式和不可拆卸式。夾套和筒體的連接常焊接成封閉結(jié)構(gòu)，此反應(yīng)釜所選結(jié)構(gòu)如圖所示： 內(nèi)筒及夾套的受力分析 工藝提供的條件為：，：，其最惡劣的工作條件為：停止操作時，內(nèi)筒無壓而夾套內(nèi)仍有蒸汽壓力。 夾套反應(yīng)釜幾何尺寸確定后，要根據(jù)已知的公稱直徑，設(shè)計壓力和設(shè)計溫度進行強度計算確定罐體及夾套的筒體和封頭的厚度。2． 強度計算的原則及依據(jù)強度計算中各參數(shù)的選取及計算，均應(yīng)符合GB1501998《鋼制壓力容器》的規(guī)定。（1）圓筒內(nèi)為常壓外帶套時當圓筒公稱直徑時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設(shè)計，其余部分按常壓設(shè)計；（2）圓筒內(nèi)為真空外帶夾套時當圓筒公稱直徑時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設(shè)計，其余部分按真空設(shè)計；當圓筒公稱直徑時，全部筒體按外壓（指夾套壓力）筒體設(shè)計；（3）圓筒內(nèi)為正壓外帶夾套時當圓筒公稱直徑時，被夾套包圍部分的筒體分別按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中較大值；其余部分按內(nèi)壓圓筒設(shè)計。當圓筒公稱直徑時，全部筒體按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中最大值。 強度計算(按內(nèi)壓對筒體和封頭進行強度校核) 罐體和夾套材料選用,設(shè)計溫度=120℃（容器內(nèi)），=150℃(夾套內(nèi)）；（容器內(nèi)），（夾套內(nèi)）。焊接接頭系數(shù)取筒體內(nèi)液柱靜壓按水液柱靜雅計算 查表D2得封頭深度 =275mm 筒高 =1250mm 封頭直邊 =25mm得： h=++=故其液柱靜壓力可以忽略不計，則筒體的計算壓力為： = =夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸汽，故其液柱靜壓力可以忽略不計，則夾套的計算壓力為：= =查表可知設(shè)計溫度下，的許用應(yīng)力為。筒體計算厚度由公式： (25)得，； 夾套計算厚度由公式： （26）得，； 筒體封頭計算厚度由公式: （27）得， 夾套封頭計算厚度由公式： （28）得，腐蝕裕量： ，取鋼板厚度負偏差(按名義厚度為)筒體名義厚度為 ++2=夾套名義厚度為++2=筒體封頭名義厚度為++2=夾套名義封頭厚度為++2= 對低合金鋼制的容器，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于，若加上的腐蝕裕量，名義厚度至少應(yīng)取。由鋼材標準規(guī)格，名義厚度取為。所以： 筒體名義厚度： 夾套名義厚度： 筒體封頭名義厚度： 夾套封頭名義厚度：6mm在范圍內(nèi)符合筒體平蓋封頭強度計算：選平蓋封頭系數(shù)K=有 按表33Q345R的許用應(yīng)力 （假設(shè)名義厚度為）取 ， (假設(shè)名義厚度為)在范圍內(nèi)，符合 穩(wěn)定性校核（按外壓對筒體和封頭進行強度校核）罐體筒體名義厚度=6mm，厚度附加量C=+2=則罐體有效厚度 mm 罐體筒體外徑 筒體計算長度 查表得：有： D0/ =1012/=L/D0=1000/1012=查教材圖325得 A=查教材圖328 由于Td =150℃ 則B=37 MPa計算許應(yīng)外壓力 [p]=B/( D0/δe)= MPa因為[p]=計算失穩(wěn)，重設(shè)名義厚度。假設(shè)名義厚度 =10mm 鋼板負偏差 厚度負偏差 罐體筒體有效厚度 mm罐體筒體外徑 筒體計算長度 查表得：有： D0/ =1020/=L/D0=1000/1020=查教材圖325得 A=查教材圖328 由于Td =150℃ 則B=98 MPa計算許應(yīng)外壓力 [p]=B/( D0/δe)= MPa因為[p]=穩(wěn)定性滿足要求．2外壓封頭強度校核計算設(shè)封頭名義厚度=10mm 計算有效厚度 C=+2=則mm已知標準橢圓形封頭K1 = D0 =+2=1020mm則封頭的當量球殼外半徑計算可得R0=K1D0 R0 =1020=918mm 計算系數(shù)A A=(Ro / )=查教材圖328 T=150℃ 查的系數(shù)B=117 [p]=B/( Ro/Se)= MPa 所以假定封頭壁厚符合設(shè)計要求罐體封頭最小厚度： 滿足要求即封頭厚度確定=10mm 水壓試驗校核計算夾套反應(yīng)釜應(yīng)對罐體和夾套分別進行水壓試驗，并校核圓筒應(yīng)力σT（1） 罐體水壓試驗由于[σ]≈[σ]t 故 ===材料屈服點應(yīng)力 =345 MPa φ= MPa ≦ φ 所以罐體水壓試驗強度足夠（2）由于[σ]≈[σ]t 故 === MPa材料屈服點應(yīng)力 =345 MPa φ= MPa ≦ 所以夾套水壓試驗強度足夠3． 反應(yīng)釜的攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。攪拌器的形式很多，根據(jù)任務(wù)說明書的要求，本次設(shè)計采用的是推進式攪拌器。其機械設(shè)計的主要內(nèi)容是：確定攪拌器直徑、進行攪拌軸的強度設(shè)計和臨界轉(zhuǎn)速校核、選擇軸的支撐結(jié)構(gòu)。由表44 查的
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