【正文】 選擇 Q235— A 作為釜體及夾套材料，由附表 6[2]查得所選 材料許用應(yīng)力為： [σ]100 = 113 MPa 設(shè)備的壁厚計(jì)算 釜體筒體壁厚計(jì)算 內(nèi)壓設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)工作條件，可選取 P= 為設(shè)計(jì)內(nèi)壓。 根據(jù)式（ 1012） [2]筒體的設(shè)計(jì)厚度： 2t i][2 CPPDd ??? υσ? ??? ?? －≈ 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 17 式中： δd —— 圓筒設(shè)計(jì)厚度， mm ； Di —— 圓筒內(nèi)徑 ， mm ； P —— 內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力， MPa ； Φ —— 焊接接頭系數(shù)，考慮到夾套的 焊接取 （表 109[2]）； C2 —— 腐蝕裕量，取 2 mm ； [σ]t—— 材料許用應(yīng)力： [σ]100 = 113 MPa 。 考慮到鋼板負(fù)偏差，初選 C1 = mm （表 1010[1]）。 所以，內(nèi)壓計(jì)算筒體壁厚： + = 外壓設(shè)計(jì)計(jì)算 按承受 的外壓設(shè)計(jì) 設(shè)筒體的設(shè)計(jì)壁厚 δ = 7 mm ，并決定 L/Do ； Do/δ 之值： Do—— 筒體外徑， Do = Di + 2δd =1600 +27 =1614 mm； L —— 筒體計(jì)算長(zhǎng)度， L = H2 +31 h = 1400+31 400 =1533 mm （ h 為封頭的曲面高度），則： L/Do = 16141533 ≈ ， Do/δ = 71614 ≈ 230， 由圖 1015[2]查得 A = ，由圖 1017[2]差得 B = 65 MPa ，則許用外壓為： [P] =?ODB = 7161465= MPa＞ MPa 。 可見(jiàn)， δ = 7 mm 滿足 MPa 外壓穩(wěn)定要求，考慮壁厚附加量 C = C1 + C2 = + 2 = mm 后，筒體壁厚 δn = δ + C = 7 + = mm ，圓整到標(biāo)準(zhǔn)鋼板規(guī)格， δn 取 10 mm 。 綜合外壓與內(nèi)壓的設(shè)計(jì)計(jì)算，釜體的筒體壁厚為 10mm，經(jīng)計(jì)算校核，滿足設(shè)備安全要求。 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 18 釜體封頭壁厚計(jì)算 按內(nèi)壓計(jì)算： S 封 = CPPD i ?? ][2 tυσ P = , Di = 1600mm, Φ = , [σ]t = 113Mpa, C = +2 = , 代入得 S 封 = . 因?yàn)楦w的筒體 S 筒釜 = 10mm，考慮到封頭與筒體的焊接方便，取封頭與筒體厚 S 封頭 = 10mm 經(jīng)采用圖解法外壓校核，由于 [P]﹥ PT ，外壓穩(wěn)定安全，故用 S 封筒 = 10 mm。 夾套筒體壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)式 （ 1012） [2] 筒體的設(shè)計(jì)厚度： δd =PPD?υσ t i][2+ C2 = －?? ? + 2 ≈ mm 考慮到鋼板負(fù)偏差，初選 C1 = mm 故夾套筒體的厚度為 + = ，圓整到標(biāo)準(zhǔn)系列取 6 mm。經(jīng)校核，設(shè)備穩(wěn)定安全。 夾套封頭壁厚設(shè)計(jì)與選擇 S 封夾 = CPPDt ?? ][2 υσ 夾 S 封夾 = ???? ? + ≈ mm. 圓整到規(guī)格鋼板厚度， S 封夾 = 6mm，與夾套筒體的壁厚相同，這樣便于焊接。經(jīng)校核，設(shè)備穩(wěn)定安全符合要求。 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 19 據(jù)附表 12[2]可查取到夾套封頭尺寸： 公稱直徑： 1800mm，曲面高度： 450mm，直邊高度： 40mm 反應(yīng)釜設(shè)計(jì)參數(shù) 表 4 夾套反應(yīng)釜的相關(guān)參數(shù) 項(xiàng)目 釜 體 夾 套 公稱直徑 DN/mm 1600 1800 公稱壓力 PN/MPa 高度 /mm 1680 1200 筒體壁厚 /mm 10 6 封頭壁厚 /mm 10 6 攪拌器設(shè)計(jì) 攪拌器的形式選擇 根據(jù)工作條件，由于物料的黏度不大，考慮到物料的流動(dòng)、攪拌目的及轉(zhuǎn)速要求，選擇攪拌器的形式為：雙葉螺旋槳式，槳葉直徑為 800 mm。 攪拌器轉(zhuǎn)速 n：根據(jù)相關(guān)的工藝經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇 n = 100 rpm 傳動(dòng)功率 P： 攪拌的雷諾數(shù) Re 622 ??????? undR e ρ 則： KWWdnKP T 5353 ????????????? ρ （ KT可查取表 39[1]） 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 20 電機(jī)功率 本設(shè)計(jì)中考慮傳動(dòng)效率為 90%，則： P 電 = P/ = 減速器的選擇 根據(jù)以上計(jì)算，并查取文獻(xiàn)，選用 型減速器，其出軸轉(zhuǎn)速為100rpm，適用。 電動(dòng)機(jī)的選擇 選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： JO2221 攪拌軸直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算 攪拌軸材料 ：選用 Q235A,選取其 [τ]=16MPa （ [τ]為軸材料的許用切應(yīng)力，單位： MPa,對(duì)于 Q235A,取 12～ 20MPa） 攪拌軸強(qiáng)度計(jì)算 mmn Pd 3416100 ][365 33 ???? τ 圓整，取 d = 40 mm 攪拌軸剛度計(jì)算 ? ? mmGn Pd 44 ????? θ （式中 [θ]為軸的許用扭轉(zhuǎn)角 (176。/m)，對(duì)于一般的傳動(dòng)，可取 ～ (176。/m)，本設(shè)計(jì)中物料黏度不大，取為 ） 經(jīng)計(jì)算比較，軸徑為 40mm 滿足強(qiáng)度、剛度要求，故選擇攪拌軸徑為 40 mm 。 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 21 夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定 支座的選定 ：（以下參考書(shū) [3]） 因發(fā)應(yīng)釜需外加保溫，故選 B型懸掛 式支座 反應(yīng)釜總重 Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 式中： Q1—— 筒體與夾套筒體總重 Q2—— 封頭與夾套封頭總重 Q3—— 料液重，按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水計(jì) Q4—— 附件重，人孔重 900N，其它接管和保溫層按 1000N 計(jì) 故： Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 12357 + 4690 + 53057 + 1900 = 72021N 按兩個(gè)支座承載計(jì)，每個(gè)支座承載 36002N 由表 116[2] 選： 支座 B4 JB/T 473592 人孔 C：選用長(zhǎng)圓型 回轉(zhuǎn)蓋快開(kāi)人孔 人孔 ， 400300 JB 579791 接管及其法蘭選擇 水蒸氣進(jìn)口管 ： υ1084， L=200mm， 10 號(hào)鋼 法蘭： DN100 HG 2059297 冷卻水出口管 ： υ57， L=150 mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN50 HG 2059297 進(jìn)料管 ： 乙酸進(jìn)料管 0 00 60 01 04 0 ?? ??v 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 22 管徑 md 0 2 0 0 0 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 ?? 的無(wú)縫鋼管， L=150mm 法蘭： DN25 HG 2059297 乙醇醇進(jìn)料管 smv /36 00790 3?? ?? 管徑 md 0 4 0 0 1 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 418?? 的無(wú)縫鋼管， L=200mm 法蘭： DN50 HG 2059297 濃硫酸進(jìn)料管 smv / 3???? 管徑 md 0 1 0 0 0 0 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 418?? 的無(wú)縫鋼管， L=100mm 法蘭： DN10 HG 2059297 出料管：出料總質(zhì)量流量 k g / h5 8 0 9???? 硫酸乙醇乙醇 WMFMFW AA 因密度 3kg/m850?? ，則體積流量為 s/ 3???V 由表 11[4]得，因進(jìn)料黏度低，選取管道中流速 m/?u 則管徑 ????d 根據(jù)規(guī)格選取φ 57 的無(wú)縫鋼管。 法蘭： DN50 HG 2059297 溫度計(jì)接管： υ45， L=100mm，無(wú)縫鋼管 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 23 法蘭： DN40 HG 2059297 不凝氣體排出管： υ32， L=100 mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN25 HG 2059297 壓料管： υ57， L=200 mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN50 HG 2059297 壓料管套管： υ1084， L=200 mm， 10 號(hào)鋼 法蘭： DN100 HG 2059297 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 24 第 6 章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn) 釜體的水壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)壓力的確定 ? ?? ? MP aPP tcT ????? ?? 水壓 試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 MP aCS CSDP n niTT 451)(2 )()(2 )( ??? ????? ???? 16MnR 的屈服極限 MPas 345?? M P as 1 013 4 ?????? 由 M P aM P a sT 1 ???? ?? 所以水壓強(qiáng)度足夠 壓力表的量程、水溫 壓力表的 最大 量程： P 表 =2 Tp =2= 或 ? P 表 ? 4PT 即 ? P 表 ? 水溫 ≥ 5℃ 水壓試驗(yàn)的操作過(guò)程 操作過(guò)程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用 水 將釜體內(nèi)的空氣排空，再將 水 的壓力緩慢升至 MPa ， 保壓不低于 30 min ，然后將壓力緩慢降至 ， 保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的 水 排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。 水 壓試驗(yàn)合格 后再做 氣壓試驗(yàn) 。 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 共 31 頁(yè)，第 頁(yè) 25 夾套的液壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)壓力的確定 ? ?? ? MP aPP tcT ????? ?? 且不的小于（ p+） = 所以取 MPaPT ? 水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 () 0 . 3 5 ( 3 2 0 0 8 2 . 3 ) 9 8 . 0 72 ( ) 2 ( 8 2 . 3 )T i nTnP D S C M P aSC? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? Q235— B 的屈服極限 MPas 235?? M P as 1 112 3 ?????? 由 M P aM P a sT 1 .51 ???? ?? 所以水壓強(qiáng)度足夠 壓力表的量程、水溫 壓力表的 最大 量程： P 表 =2 Tp =2= 或 ? P 表 ? 4PT 即 ? P 表 ? 水溫 ≥ 5℃ 水壓試驗(yàn)的操作過(guò)程 操作過(guò)程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用 水 將釜體內(nèi)的空氣排空，再將 水 的壓力緩慢升至 MPa ， 保壓不低于 30 min ，然后將壓力緩慢降至 ， 保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的 水 排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。 水 壓試驗(yàn)合格 后再做 氣壓試驗(yàn) 。 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課