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正文內(nèi)容

李樂樂均相液體機械攪拌夾套冷卻反應(yīng)器設(shè)計(編輯修改稿)

2024-07-27 03:37 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 其安裝位置 攪拌器為六片平直葉圓盤渦輪式。由化工原理上冊計算得: (1)葉輪為透平式,有6個平片,安裝在直徑S= (2)葉輪直徑d=== (3)葉輪距槽底的高度C== (4)葉片寬度b=d/5= (5)葉片長度L=d/4= (6)液體深度H=== (7)擋板數(shù)=6,垂直安裝在槽壁上并從槽底延伸到液面之上 (8)擋板寬度Wb=D/10= (9)攪拌器的轉(zhuǎn)速: Ut=πdn Ut葉片末梢速度, ms1(依據(jù)下表) n攪拌器轉(zhuǎn)速 透平式葉輪的末梢速度范圍攪拌強度Ut/ms1低度攪拌~中度攪拌~高度攪拌~所以n=Ut/πd=()=攪拌槽的附件為了消除可能的打旋現(xiàn)象,強化傳熱和傳質(zhì),安裝6片寬度為(1/10)。全擋板的條件判斷如下: nb=()n()6=>,因此,符合全擋板條件。根據(jù)GB/T規(guī)定,材料選擇是Q235B,根據(jù)《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》第六版選材的一般原則:(1)壓力容器用鋼材應(yīng)符合GB150—1998《鋼制壓力容器》的要求,材料適用于設(shè)計壓力不大于35Mpa的壓力容器,選材應(yīng)接受國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的減速。壓力容器受壓元件用鋼應(yīng)是由平爐、電爐或氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼,鋼材(板材、帶材、管材、型材、鍛件等)的質(zhì)量與規(guī)格應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者有關(guān)技術(shù)規(guī)定。 壓力容器承壓構(gòu)件使用普通低碳鋼的適用范圍見表,當(dāng)操作溫度在20~3500C,壁厚不大,且無頻繁溫、壓波動時,可采用半鎮(zhèn)靜鋼代替鎮(zhèn)靜鋼。壓力容器用碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板的適用范圍鋼板牌號使用溫度/0C設(shè)計壓力/MPa殼板鋼板厚度/mm其他限制Q235B0~350≤≤20不得用于毒性程度為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器Q235C0~400≤≤30容器按壓力等級的分類容器種類代號設(shè)計壓力范圍/Mpa低壓容器中壓容器高壓容器超高壓容器LMHU≤p<≤p<1010≤p<100P≥100所以在實際制造中應(yīng)選擇Q235B來制造。設(shè)計壓力為p=攪拌槽的壁厚計算: =1900/(2113)=δn=δ+C+圓整=++圓整=12mm式中δ——圓筒的技術(shù)厚度,mm;PC=P=——圓筒的計算壓力,Mpa;D——攪拌槽的內(nèi)徑,mm;φ——圓筒的焊接接頭系數(shù),設(shè)圓筒局部無損傷,取φ=;——圓筒材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力,Mpa,查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》附九圖得:=113Mpa整合后取攪拌槽壁厚為12mm。(二)、攪拌槽的設(shè)計計算攪拌功率計算采用永田進治公式法計算Re==950247。100=300Fr==()2由于Re數(shù)值很大,處于湍流區(qū),因此,應(yīng)該安裝擋板,以消除打旋現(xiàn)象。功率計算需要知道臨界雷諾數(shù)Rec,用Rec代替Re進行攪拌功率計算。Rec可以從圖上湍流和層流的轉(zhuǎn)折點得出,根據(jù)已知條件,從圖上讀出Rec=六片平直葉渦輪槳葉的寬b=,槳葉數(shù)z=6b/D=d/D=H/D=sin=A=14+( b/D)[670(d/)2+185]=14+[670()2+185]= P=+4(b/D)(d/)27(b/D)4=+()27=Np==+[(103+)/(103+)]11=+=N= Npn3d5=950=5982W在查圖中檔流動變?yōu)槌浞滞牧鲿r,即Re10000以后,功率曲線變成水平線,此時流動與雷諾數(shù)和佛勞德數(shù)都無關(guān),應(yīng)讀圖得到φ=Np=,所以對于有擋板的典型構(gòu)型攪拌器,Re10000時N=n3d5=950=如果采用查Rushton算圖計算,當(dāng)Re=104時,查得φ=Np=,與用永田進治公式計算所得結(jié)果有一定的差距,這也不難理解,因為查圖本身就有一定的誤差,同時,經(jīng)驗公式也有一定誤差。被攪拌液體側(cè)的對流傳熱系數(shù)αj 采用佐野雄二推薦的關(guān)聯(lián)式計算Nuj=ε=N/m=N/ρν=4N/ρπD2H =59824/(950)=ν=/ρ=102/950=105 ==Pr=Cp/λ=1050102/=Nuj=D/λ=∴αj=(m20C)夾套側(cè)冷卻水對流傳熱系數(shù),計算時可忽略V項Nu=D/λ=下面計算水的流速u查物性手冊定性溫度(20+32)/2=:比熱容:Cp=4178J/(Kg0C)導(dǎo)熱系數(shù)λ= w/(m20C)密度ρ=粘度=104pas需要移走的熱量為:Q=120000+N=120000+5982=125982W冷卻水的質(zhì)量流量:Q=mCp(t2t1) m=Q/ Cp(t2t1)= 125982/[4178(3220)]=夾套中水的流速:u==()/()=D=4E=4=D=Re.=Du/=()/(104)=Pr= Cp/λ=4178104/=[1+()]=(m20C)求總傳熱系數(shù)K,忽略污垢熱阻和攪拌槽壁熱阻 K=1/(1/j+1/)=1(1/+1/)=(m20C)求夾套傳熱面積由Q=KF===F==125982/()=178。需要可算一下夾套可能提供的傳熱面積是否能滿足傳熱要求
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