【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 tT pp ][][???? 試驗(yàn)壓力下圓筒中的應(yīng)力為： ? 而屈服點(diǎn)強(qiáng)度 σ s＝ 345MPa ? σ s＝ 345＝ ? 可見(jiàn) ,σ ＜ σ s,所以壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。 2. 換熱裝置設(shè)計(jì) ? 換熱方式： ? 中小型發(fā)酵罐優(yōu)先采用夾套換熱，當(dāng)夾套傳熱面積難以滿足工藝溫度的要求時(shí)，采用內(nèi)蛇管或列管換熱。 夾套換熱裝置 .1 夾套常用結(jié)構(gòu)形式 發(fā)酵罐通常采用（ b）這種結(jié)構(gòu)形式 夾套幾何尺寸計(jì)算 夾套的內(nèi)徑 D2除根據(jù)工藝要求確定外，還需根據(jù)安裝和結(jié)構(gòu)要求合理確定，夾套的內(nèi)徑 D2可根據(jù)筒體內(nèi)徑 D1，按經(jīng)驗(yàn)選?。?yàn)算）。 表 夾套內(nèi)徑 D2 mm D1 500600 7001800 20233000 D2 D1+50 D1+100 D1+200 當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)徑大于 3000mm時(shí)，只能采用內(nèi)部蛇管或列管換熱。 夾套高度 H2由傳熱面積確定，高度不低于料液高度，通常與裝料系數(shù) η 有關(guān)。 夾套高度 H2可按下式計(jì)算： H2=(η VV封 )/V1m V1m—— 1米高筒體容積， m3/m。 夾套所包圍的罐體表面積 (筒體表面積 F筒 +封頭表面積 F封 )一定要大于工藝要求的傳熱面積 F，即 : 夾套的強(qiáng)度 (厚度 )計(jì)算 按內(nèi)壓薄壁容器對(duì)夾套筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，計(jì)算公式與釜體計(jì)算公式完全相同。 最后對(duì)夾套進(jìn)行水壓校核計(jì)算。 夾套與釜體連接與安裝 夾套與釜體的連接可分為 : 不可拆卸的整體夾套； 可拆卸的整體夾套。 不可拆整體夾套 可拆卸的整體夾套 夾套的安裝 夾套與筒體的焊接點(diǎn)與法蘭的距離要考慮裝拆法蘭螺栓的方便，一般不小于 150~200mm。 ? 根據(jù)工藝要求溫度、總散熱量等確定冷卻裝置（設(shè)管、列管等）的冷卻面積、管徑、長(zhǎng)度、高度等參數(shù)。 蛇管換熱裝置 無(wú)擋板的渦輪攪拌反應(yīng)器 蛇管中徑與容器直徑之比Dc/D=。 蛇管高度與容器直徑之比Lc/D=。 蛇管管子外徑與蛇管中徑之比Dco/Dc=。 每圈蛇管之間距與蛇管管子外徑之比 Sc/dco=。 蛇管距器底的高度與容器直徑之比 Hc/D=。 立式蛇管 例 2：已知一容積為 50m3, 罐徑 D為 ，其換熱裝置的傳熱面積（由傳熱量確定）不小于26m2,試進(jìn)行蛇管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 ? 選取管材：根據(jù)食品料液的性質(zhì)，選取不銹鋼管為換熱管，根據(jù)罐體容積選取公稱直徑為 32mm的管材，壁厚為 。 公稱直徑 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 外徑 14 18 25 32 38 45 57 76 89 108 133 壁厚 3 3 3 4 4 4 4 公稱直徑 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 外徑 159 194 219 245 273 325 377 426 480 530 壁厚 6 6 7 8 8 9 9 9 9 管材的工程直徑系列： 計(jì)算蛇管的長(zhǎng)度 ? 考慮蛇管由兩列蛇管組成，兩列蛇管的長(zhǎng)度可根據(jù)公式計(jì)算： Dcp=+? 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，罐體直徑 D=，蛇管中Dc==*= )()122()1(H22240lmh md)()()(lpp2222mhNLNcmhdpppc???????????????兩列蛇管總高度兩列蛇管總?cè)?shù)：）蛇管圈之間的間距，（—）蛇管圈直徑，（—式中：每圈蛇管的長(zhǎng)度 ?根據(jù)蛇管高度與已知的裝料高度比較 , 確定是否需要對(duì)蛇管高度進(jìn)行調(diào)整。 3. 發(fā)酵罐攪拌裝置設(shè)計(jì) ? 攪拌裝置由攪拌器、軸及其支承組成。攪拌器的形式主要有：槳式、推進(jìn)式、渦輪式等，攪拌器型式根據(jù)攪拌器轉(zhuǎn)速、功率、發(fā)酵液性質(zhì)綜合考慮。 ? 當(dāng)攪拌器型式確定后，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定攪拌器直徑、攪拌器與攪拌軸的連接結(jié)構(gòu)，進(jìn)行攪拌軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和臨界轉(zhuǎn)速校核，選擇軸的支承結(jié)構(gòu)。 ? 攪拌器的直徑 Dj與發(fā)酵罐 D1內(nèi)徑之比根據(jù)文獻(xiàn)推薦值選取。 槳式攪拌器 ? 槳葉多為兩葉，攪拌器內(nèi)徑與罐體內(nèi)徑之比常取 ~,多用于 n≦ 100r/min的場(chǎng)合。 ? 槳式攪拌器常用螺栓對(duì)夾 , 當(dāng)軸徑大于 50時(shí) ,再加圓柱銷固定。 ? 攪拌器的結(jié)構(gòu)形式及安裝 槳式攪拌器的主要尺寸如下： 推進(jìn)式攪拌器 ? 推進(jìn)式攪拌器的結(jié)構(gòu)和主要尺寸 : 推進(jìn)式攪拌器的安裝 ? 攪拌器與軸的連接是通過(guò)軸套用平鍵或緊定螺釘固定，軸端加固定螺母。為防螺紋腐蝕可加軸頭保護(hù)帽。 渦輪攪拌器 ? 一般采用帶圓盤的六葉（直葉、彎葉、箭葉）渦輪攪拌器，結(jié)構(gòu)及選型見(jiàn)網(wǎng)上資源。 發(fā)酵罐攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容同一般傳動(dòng)軸，主要是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（包括軸的支承結(jié)構(gòu)）和強(qiáng)度校核，對(duì)于轉(zhuǎn)速 n≥200r/min的軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核。 攪拌軸設(shè)計(jì) 攪拌軸的結(jié)構(gòu) 常用實(shí)心或空心直軸，結(jié)構(gòu)型式根據(jù)軸上安裝攪拌器類型、支承的結(jié)構(gòu)和數(shù)量，以及與聯(lián)軸器的連接要求而定，還要考慮腐蝕等因素的影響。 連接槳式和框式攪拌器的軸頭較簡(jiǎn)單，因用螺栓對(duì)夾，所以用光軸即可；連接推進(jìn)式和渦輪式攪拌器的軸頭需車削臺(tái)肩，開(kāi)鍵槽，軸端還要車螺紋。 較長(zhǎng)的攪拌軸，為加工和安裝的方便，常分段制造后用聯(lián)軸器連接起來(lái)。安裝攪拌器部分稱攪拌軸，與減速器輸出軸相聯(lián)的軸稱傳動(dòng)軸，與聯(lián)軸器配合的軸頭部分，按聯(lián)軸器的要求而定。 攪拌軸強(qiáng)度校核計(jì)算 ? 攪拌軸的特點(diǎn)是細(xì)長(zhǎng) ,攪拌器安裝在軸的最遠(yuǎn)端 ,軸經(jīng)常受到的載荷是扭轉(zhuǎn)載荷、彎曲載荷和軸向載荷等組成的合成載荷。計(jì)算比較復(fù)雜。工程實(shí)際中常采用近似的方法進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，假定軸只承受扭矩的作用，然后用增加安全系數(shù)以降低材料的許用應(yīng)力，彌補(bǔ)由于忽略彎曲載荷引起的誤差。 3nPAd ???攪拌軸的直徑可按下式估算： mm 式中： P為軸傳遞的功率， kW； n為軸的轉(zhuǎn)速， r/min； A為隨許用剪應(yīng)力 [ ]變化的系數(shù)；可查手冊(cè)選取； [ ]為軸材料的許用剪切應(yīng)力， M