畢業(yè)設計-夾套式攪拌反應釜設計(編輯修改稿)
2025-09-03 12:53 本頁面
【文章內容簡介】 因為[p] ＞p，且比較接近，所以取筒體 mm， 此時承受外壓和內壓時，強度均能滿足要求。 標準橢圓形筒體封頭的壁厚為： （1）： mm mm 考慮16MnR材質的最小壁厚要求，取筒體封頭壁厚與筒體相同， mm。 （2）： （37） 式37：k—系數比，查教材得，k= —彈性模量，105 則： MPa 因為[p] ＞p，且比較接近，所以取封頭 mm。 水壓實驗及強度較核 內筒體水壓實驗壓力 PT =+= PT== Mpa 取二者中大者，為方便壓力表讀數， 取 PT= 夾套水壓實驗壓力 PT=+= MPa PT== MPa 取 PTj= MPa 內筒水壓實驗時壁內應力 MPa 夾套水壓實驗時壁內應力 MPa 水壓試驗強度校核 因16MnR在常溫時σs=340 MPa，=340= MPa ，水壓實驗安全，當夾套作水壓實時，釜體將受外壓作用，因夾套的實驗壓力為σTf= MPa ，而筒體的許用外壓為[P]= MPa。故不需要沖壓使筒體保持穩(wěn)定。 （mm）釜體夾套筒體106封頭106 釜體結構簡圖主視圖 釜體結構簡圖俯視圖 傳熱 夾套內的液體向筒體的外壁傳熱 由《化工原理》中附表8知，操作壓力P=，飽和水蒸氣溫度ts= ℃。 查得水蒸氣的比汽化熱 r=2168103 J/kg。假設外壁溫度為128 ℃。 冷凝液膜的平均溫度為： = ℃ 查得水的物性參數： 密度=（mk） 黏度μ=106pas 所以=－128= ℃ 而H=1700mm 假設液膜為層流，即可計算： 檢驗 Re數 ＜1700，所以為層流 筒外壁和內壁的傳熱 由材料可查得：λ= w（m℃）1 ==3400 由于能量守恒得： 解得：t內= ℃ 液體溫度從30～50 ℃ ，取平均溫度為55 ℃ = ℃ 查水的物性參數： 密度ρ= Kg/m3 導熱系數λ=102 w/（mk） 黏度 比熱容 cp=4204 J/（kg?k） β=104 k1 Pr= Δt== Pr Gr=1013=1013 查《化工原理》表4－4得： c= n=1/3 壁熱阻，污垢熱阻都可忽略 總傳熱系數： 解得： K=860 熱負荷：Q=KAΔtmΔtm（℃）12830 80 48 所以可得： 帶入Δtm得：Q=kAΔtm=860=864196 水的平均溫度： ℃ 比熱容： cp=103 J/（kgk） 密度： ρ= kg/m3 熱負荷： Q0=ρV CPΔt=50103=926069760 J =1072 s 以為1072 s 1700 s ，所以合理。 較核外壁溫度 由于Q= KAΔtm=α3AΔt 即：860=8406（） 解得 t= ℃ ，因此符合要求。 選擇釜體法蘭 根據筒內操作壓力，溫度和筒外直徑選擇合適的法蘭及其相配套的墊片。查化工設備設計手冊，選擇甲型平焊法蘭(JB115882),法蘭材料為16MnR。公稱壓力為Pn=～200℃，大于筒體設計壓力，所選的甲型平焊法蘭合適。 參考化工設備設計手冊資料選擇石棉膠墊片查 化工設備設計手冊，選用甲型平焊法蘭凸面密封面，公稱壓力Pn=，公稱直徑Dz=1400。標記為GB 攪拌軸、攪拌器及傳動裝置的設計 選擇攪拌器、攪拌軸和聯軸器 反應釜的傳動裝置通常設置在反應釜的頂蓋（上封頭）上，一般采用立式布置。電動機經減速機將轉速減至工藝要求的攪拌轉速，再通過聯軸器帶動攪拌軸旋轉，從而帶動攪拌器轉動。電動機與減速機配套使用。減速機下設置一機座，安裝在反應釜的封頭上?？紤]到傳動裝置與軸封裝置安裝時要求保持一定的同心度以及裝卸檢修的方便，常在封頭上焊一底座。整個轉動裝置連同機座及軸封裝置都一起安裝在底座上。 根據上述情況，攪拌反應釜傳動裝置的設計內容一般包括：電動機、減速機和聯軸器的選用，選用或設計機座和底座等。 功率計算 設轉速：n=70轉/分，中心安裝直徑： 液體黏度：μ=106 pas ρ=1000 kg/m3 筒體內部工作容積：△V=V－V封 == m3 dj=（～）Di=280～700 mm， 取dj=650 mm b=（～）dj=65～ mm，取b=90 mm KW 所以總功率為： KW 考慮到其他因素，取Np= KW 攪拌軸的計算 選擇攪拌軸的材料為45鋼，查表知45鋼的許用軸向應力[τ]=30～40Mpa，計算系數A=40，則攪拌軸直徑為 = ≈ 考慮到鍵槽對軸的削弱和物料對軸的腐蝕，可取軸的直徑d=50mm 聯軸器 查附表23，選擇立式夾殼聯軸器，公稱軸徑50mm的聯軸器的最大許用扭矩[Mn]≈530Nm。驗算聯軸器的扭矩，查教材表11—5，選取載荷系數 K=，聯軸器的計算扭矩Mnj為： Mnj=KMn== Nm[Mn]=530 Nm 夾殼聯軸器的標記為聯軸器 DN50 HG5213—65 選擇攪拌傳動裝置和密封裝置 查教材表18—8釜用立式減速機和附表21，—2—29Q（Q表示夾殼式軸頭）。查附表26，選電動機Y100L2—4，額定功率3KW，轉速1500轉/分，取擺線針齒行星減速機傳動效率η=（參考表3），減速機輸出功率為3= KW符合攪拌要求。 參考附表22，根據所選減速機設計減速機機座。 根據操作條件選用帶襯套及冷卻水套鑄銑填料箱，查附
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