畢業(yè)論文-200m3機(jī)產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-12 19:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 :13 :2 0h : b : d : d = 4 : 5 : 13 : 2 0圖61 通 用的渦輪式攪拌器 a六 平葉 b六 彎葉 c六 箭葉hrhbbbdd1d1dd1d200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 7 又 ? ，得 d=，取無縫鋼管，查閱資料，平焊鋼管法蘭 HG2059397，取公稱直徑 100，??。 其他管道也是如此計(jì)算。 管道接口 （ 采用法蘭接口） 進(jìn)料口：直徑.，開在封頭上， 排料口：??，開在罐底； 進(jìn)氣口： ，開在封頭上； 排氣口：.，開在封頭上； 冷卻水進(jìn)、出口：??，開在罐身； 補(bǔ)料口：.，開在封頭上； 取樣口： ，開在封頭上； 儀表接口 溫度計(jì)；裝配式熱電阻溫度傳感器 Pt100型， D＝ 100mm，開在罐身上 ； 壓力表； 彈簧管壓力表（徑向型）， d1=20mm，精度 ，型號(hào)： 250YZ? ，開在封頭上 ； 液位計(jì)：采用標(biāo)準(zhǔn)： 5 1368HG ? 型號(hào)： 61R? 直徑： 550(260 14)mm? ? ，開在罐身上； 溶氧探頭： SE N DO F? ? ? ； pH探頭： 2PHS? 型； 表 4 發(fā)酵罐主要部件尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目及代號(hào) 參數(shù)及結(jié)果 備注 罐體材料 16MnR鋼 由工藝條件確定 焊接方式 雙面縫焊接 由工藝條件確定 罐體筒壁厚 mm11 計(jì)算 封頭壁厚 20 計(jì)算 攪拌器類型 六彎葉渦輪式攪拌器 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 攪拌葉直徑 mm1630 計(jì)算 攪拌器層數(shù) 2 由工藝條件確定 人孔 1個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)HG215221995 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 8 4 冷卻裝置設(shè)計(jì) 冷卻方式 發(fā)酵罐容量大，罐體的比表面積小。夾套不能滿足冷卻要求，使用蛇管冷卻，綜合比較列管的冷卻效果好，在使用水作冷卻介質(zhì) 時(shí)，選用列管。 裝液量 設(shè)計(jì)發(fā)酵罐裝料系數(shù)：取 75% 發(fā)酵罐裝料液體積： 31 %75215 mV ????? 裝料系數(shù)全體積 不計(jì)算下封頭時(shí)的裝液體積： VV??1柱 下 封 頭 體 積 31 mV ???? 下封頭體積柱 裝液高度：? ? ? ? mDVh ???? ?柱 單位時(shí)間傳熱量＝發(fā)酵熱裝料量 即：hKJV / 641 ??????發(fā) 視鏡 2個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)HGJ5018617 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 進(jìn)、排料口直徑 ??mm 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 進(jìn)、出氣口直徑 . 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 冷卻水進(jìn)、出口直徑 ??mm 由工藝條件確定 補(bǔ)料口直徑 . 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 取樣口直徑 ??mm 由工藝條件確定 溫度計(jì) 裝配式熱電阻溫度傳感器Pt100型， D＝ 100mm 壓力表 250YZ? 液位計(jì) 61R? 溶氧探頭 SE N DO F? ? ? pH探頭 2PHS? 型 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 9 冷卻水耗量 由實(shí)際情況選用進(jìn)出口水溫為 20℃ 、 27℃，則 ? ? ? ? ? ?hkgttC QW / 5612 ???? ???? Q－單位時(shí)間傳熱量 Cp－冷卻水的平均比熱，取 kJ/ (kg ℃ ) t2t1－冷卻水進(jìn)出口溫度差 冷卻面積 發(fā)酵液溫度 31℃，冷卻水進(jìn)口溫度 20℃，出口溫度 27℃，則平均溫度差 mt? 為： ? ? ? ? 2731 2031ln27312031 ????????mt 26 mtK QAm ?????? 根據(jù)實(shí)際取 200 m2 △ tm －對(duì)數(shù)平均溫度差 K－ 傳熱總系數(shù)，取 3? 310 kJ/(m2 h℃ ) 冷卻面積 ( 2m ) A=π dL 冷卻蛇管總長度 (m) mLmLmdAL6410,640, 0 ??????每組長組，分為取整? d－蛇管內(nèi)徑， d＝外徑－壁厚 取 ? 110?mm （徑取 50－ 80mm，壁厚取 － 5mm ） 每圈蛇 管長度 ? ? ? ? mhDl pP 2222 ?????? ? D－蛇管圈直徑， hp －蛇管圈之間的距離，取 每組蛇管圈數(shù) 圈圈，則總?cè)?shù)為 640 ?????? lLN P 蛇管總高度 ? ? ? ? mmhNH pP 4 2 8 ????????? 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 10 表 5 200 3m 發(fā)酵罐冷卻裝置設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目及代號(hào) 參數(shù)及結(jié)果 備注 裝料系數(shù) 75% 由工藝條件確定 裝 料體積 3215m 計(jì)算 裝料高度 計(jì)算 總發(fā)酵熱 hKJ / 6? 計(jì)算 冷卻水耗量 hKg / 5? 計(jì)算 冷卻面積 m 計(jì)算 冷卻蛇管總長度 m640 計(jì)算 冷卻蛇管總高度 計(jì)算 蛇管組數(shù) 10組 由工藝條件確定 每組蛇管圈數(shù) 5圈 計(jì)算 5 攪拌器軸功率的計(jì)算 不通氣條件下的軸功率 P0 取發(fā)酵醪液黏度spa ??? 31060?，密度 31020 /kg m? ? ，攪拌轉(zhuǎn)速srr / in/80 ??? 則雷諾準(zhǔn)數(shù) 43 ??? ???? ?? ?? lie DR 因?yàn)?Re≥ 410 ，所以發(fā)酵系統(tǒng)充分湍流狀態(tài)，即有效功率系數(shù) PN = 魯士頓 (Rushton J. H.)公式： kwDNP ilP 7 7 2 0 2 53530 ?????? ?? P0－無通氣攪拌輸入的功率（ W）； PN －功率準(zhǔn)數(shù)，是攪拌雷諾數(shù) ReM的函數(shù)；圓盤六彎葉渦輪 NP≈ ω－渦輪轉(zhuǎn)速（ r/min）； L? －液體密度（ kg/m3）因發(fā) 酵液不同而不同，一般取 800－ 1650 kg/m3 ； iD －渦輪直徑（ m）；對(duì)于多層攪拌器的軸功率可按下式估算： 200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 11 ? ? ? ? kwmPP m ??????? m攪拌器層數(shù)。 通氣攪拌功率 Pg 的計(jì)算 因?yàn)槭欠桥ｎD流體，所以用以下公式計(jì)算 g )mPDPC Q?? （ C－系數(shù)， /3iDD? 時(shí)，取 mP － 多層攪拌輸入的功率（ kW） ω－渦輪轉(zhuǎn)速（ r/min），取 142r/min iD －渦輪直徑（ m）， Q－通氣量（ 3m /min）， ????Q 計(jì)算 kwQ wDPCP img 32 ????????? ???????????? 電機(jī)及變速裝置選用 根據(jù)攪拌功率選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率。 gP －攪拌軸功率 TP －軸封摩擦損失功率，一般為 00 g1 P η－傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率 根據(jù)生產(chǎn)需要選擇三角皮帶電機(jī)。三角皮帶的效率是 ，滾動(dòng)軸承的效率是 ，滑動(dòng)軸承的效率是 ，端面軸封摩擦損失功率為攪拌軸功率的 1%，則電機(jī)的功率 ? ? kwPPP tg % ???????? ? 攪拌軸直徑 1/ 3( / )d A P n?? ， n為轉(zhuǎn)速（單位為轉(zhuǎn) /分），系數(shù) A可以取 97149， 取 100,A? 已知 mmdr pmnkwP 80 ,80,3/1 ??????????? 則得，根據(jù)文獻(xiàn)選軸徑為 200mm。 gTPPP ???200M3產(chǎn)潔霉素機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 12 表 6 發(fā)酵罐攪拌功率的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目及代號(hào) 參數(shù)及結(jié)果 備注 轉(zhuǎn)速 min/80r 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 不通氣條件下的軸功率 計(jì)算 多層攪拌器軸率 通氣量 min/ 3m 由工藝條件確定 通氣攪拌功率 kw948 計(jì)算 電機(jī)的功率 計(jì)算 電機(jī)的選擇 型號(hào) Y315L28 功率 kw110 轉(zhuǎn)速 740 /minr 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 軸徑 mm110 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 傳動(dòng)裝置 三角皮帶 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]選取 三角皮帶
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