【正文】 同時，在這里特別感謝我的設(shè)計指導(dǎo)老師顧錫峰老師，在我們做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從設(shè)計草案的確定和修改到中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝備草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)和幫助，并對我的設(shè)計提出了許多寶貴的建議，使我能順利地完成本次設(shè)計任務(wù)。（5）附件設(shè)計為：支座選用B型耳式支座；視鏡采用C型帶燈有頸視鏡；支座采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭。（1）反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計為：釜體（包含筒體、筒體封頭、夾套及夾套封頭）材料采用碳鋼Q235B；封頭都采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭；釜體內(nèi)徑2000mm，高度2200mm；夾套內(nèi)徑2200mm，高度1700mm；連接形式為乙型平焊法蘭連接。 （5）確定補(bǔ)強(qiáng)管長度補(bǔ)強(qiáng)管安裝方式采用安放式， L： L≥h0+h1式中：h0——補(bǔ)強(qiáng)管有效高度： 根據(jù)HG216301990中表1中C型補(bǔ)強(qiáng)管，公稱直徑dN=450mm時，d0δnt=15916。補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、補(bǔ)強(qiáng)管補(bǔ)強(qiáng)和整體補(bǔ)強(qiáng)。開孔位于橢圓形封頭，根據(jù)GB1501998中式63，殼體開孔處的計算厚度 （78）橢圓形封頭下[12]焊縫系數(shù)φ=。 （1）補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計方法選擇 補(bǔ)強(qiáng)形式有內(nèi)加強(qiáng)平齊接管、外加強(qiáng)平齊接管、對稱加強(qiáng)突出接管和密集補(bǔ)強(qiáng)形式。開孔以后，除削弱厚壁的強(qiáng)度外，在殼體和接管連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性破話，會產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器安全操作帶來隱患。 即ML= 故實際載荷： 即Q=[Q]=150kN，支座選擇滿足允許載荷的要求，合理。支座材料為Q235A，[σ]t=113MPa。圖76 B型耳式支座結(jié)構(gòu)型式 支座的校核 設(shè)備殼體內(nèi)徑Di=2000mm，總高度大約為： （72） 式中：H1——筒體高度，為2200mm； H2——夾套封頭及壁厚，為（550+40+6）=596mm； H3——出料管高度，為200mm； H4——筒體上封頭及壁厚，為（500+40+10）=550mm； H5——安裝底蓋高度，為65mm。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支承在樓板上時選B型，否則選A型。回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔（HG 2151795）的基本結(jié)構(gòu)可見下圖75。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。擋板設(shè)計檔板下緣一般與容器底封頭的切線平齊。 擋板的結(jié)構(gòu)和數(shù)量對混合效果的影響很大。 視鏡視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)物料及其反應(yīng)情況，也可作為料面指示鏡，一般成對使用，當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑不是很大時，采用帶頸視鏡。出料管的主要結(jié)構(gòu)尺寸可參見下表72，液體出料管其結(jié)構(gòu)設(shè)計如右下圖71所示 表72 出料管尺寸 （mm）管徑公稱直徑DN ≥25≥50≥100 d175+DN100+DN160+DN 本設(shè)計預(yù)設(shè)產(chǎn)能接近10t/h,流速,出料管選擇無縫鋼管[10]附錄七,公稱直徑DN=50mm，d1=100+DN=150mm， 管壁δ=。管法蘭可分為板式平焊法蘭（PL）、帶頸平焊法蘭（SO）、帶頸對焊法蘭（WN）等。7 反應(yīng)釜的其他附件 設(shè)備接口 化工容器及設(shè)備，往往由于工藝操作等原因，在筒體和封頭上需要開一些各種用途的的孔。亦同下表61（）。本設(shè)計采用碳鋼填料箱。應(yīng)優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)填料箱。 填料密封是攪拌設(shè)備最早采用的一種軸封結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是由填料箱、壓蓋、壓緊螺栓及油杯等組成。其相關(guān)具體尺寸如下： dg=80mm,D=220mm,D1=180mm,D0=130mm,r=,H=324mm,H1=162mm,H2=30mm,H3=30mm,質(zhì)量：50kg, d0:M12,n=8,dm:M1, 6 反應(yīng)釜的軸封裝置 軸封是攪拌設(shè)備的一個重要組成部分?，F(xiàn)選用WJ55型無支點機(jī)架，其主要尺寸H1=38mm,H2=25mm,H3=6mm,H4=8mm,D1=345mm,D2=390mm,D3=430mm,D4=380mm,D5=455mm,D6=495mm,H=640mm,質(zhì)量130kg。 機(jī)架 機(jī)架是安放減速機(jī)用的，它的尺寸與減速機(jī)底座尺寸應(yīng)相匹配。 現(xiàn)將選擇的R型突面凸緣法蘭主要尺寸列出如下DN=500mm,d1=430mm,d2=670,k=620mm,d3=500mm,d4=560mm,螺栓：數(shù)量20M16，質(zhì)量：102kg。 表51 標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速范圍、類型代號及特性參數(shù) 因反應(yīng)釜攪拌軸轉(zhuǎn)速n=45r/min。 故 Pd=（+）/≈ 并查Y系列三相異步電動機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)表，選取電動機(jī)型號為：Y132M6，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min。最常用的為Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動機(jī)。軸承型號選擇根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷及軸徑選取，本設(shè)計選擇型號6414，相關(guān)參數(shù)如下：d=70mm，D=180mm，B=42mm 圖43 攪拌軸相關(guān)尺寸 圖44 攪拌軸支承形式 攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速校核計算對于轉(zhuǎn)速大于200r/min的攪拌需進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核，本設(shè)計攪拌軸轉(zhuǎn)速為45r/min，故在此不需進(jìn)行校核了。當(dāng)攪拌軸較長時，軸的剛度條件變壞。 攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求 一般攪拌軸要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，為防止軸的彎曲對軸封處的不利影響，因此軸安裝和加工要控制軸的直度。（D1為攪拌容器內(nèi)徑，DJ為攪拌器直徑）DJ/D1＝ ～，≤DJ≤，于是DJ的取值范圍為770mm～1760mm，現(xiàn)取DJ＝1300mm。）/m，一般傳動和攪拌軸的計算可選1/2～1（176。 b. 攪拌軸軸徑的確定 ① 按扭矩計算軸徑必須滿足： （4—1） 式中：τmax——截面上最大切應(yīng)力，MPa； Mt——軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，NC時）=與聯(lián)軸器配合的軸頭結(jié)構(gòu)，按聯(lián)軸器的要求而定。 攪拌軸的選材 考慮設(shè)計條件和強(qiáng)度，材料常選用45鋼。 表33 耐壓試驗的壓力系數(shù) 壓力容器形式與材料 耐壓試驗壓力系數(shù) 液（水）壓 氣壓固定式鋼和有色金屬及糖玻璃壓力容器 鑄鐵壓力容器 移動式壓力容器（中、低壓） 由此，釜體內(nèi)筒體試驗壓力為： 釜體筒體應(yīng)力為： （3—11）故 校核：σT==235MPa=，故釜體內(nèi)筒體強(qiáng)度滿足水壓試驗要求。 夾套封頭厚度計算 夾套封頭厚度計算可按下列公式計算： （3—9） 其中，P、[σ]t、φ、C與公式（3—7）含義相同。 因此，筒體及筒體封頭壁厚名義厚度δn=10mm 夾套壁厚的計算 因夾套只有內(nèi)壓，按內(nèi)壓薄壁容器計算,可按下列公式計算： （3—8） 其中，P——設(shè)計壓力，即對于筒體P=P2C=P2=； [σ]t——許用應(yīng)力，對于材料為Q235B，溫度小于90 0C下，查GB1501998可知其 [σ]t=113MPa； C—— 壁厚附加量，C=C1+C2,C1為鋼板負(fù)偏差，對于碳鋼取C1=,C2鋼板腐蝕裕度,取C2=1mm。 筒體壁厚的計算由前面受力分析可知筒體承受內(nèi)壓大于外壓，為內(nèi)壓容器，壁厚按下式計算： （3—6） 其中，P——設(shè)計壓力，即對于筒體P=P1C=P1=； [σ]t——許用應(yīng)力，對于材料為Q235B，溫度小于90 0C下，查GB1501998可知其 [σ]t=113MPa； C—— 壁厚附加量，C=C1+C2，C1為鋼板負(fù)偏差，對于碳鋼取C1=,C2鋼板腐蝕裕度,考慮設(shè)計年限取C2=2mm。C； （夾套）P2=，溫度≤100176。 即F筒+F封=H夾F1m+F封=+≈﹥F=，此時夾套的高度滿足。即 （3—4） 故圓整后取H夾為1700mm。 夾套的直徑 夾套內(nèi)徑Dj可根據(jù)筒體內(nèi)徑Di按下表32所示關(guān)系選取。當(dāng)夾套換熱面積能滿足傳熱要求時，應(yīng)優(yōu)先選用夾套，便于清洗，不占用容器有效容積；當(dāng)夾套的換熱面積不滿足時，可在容器內(nèi)設(shè)置盤管，內(nèi)盤管長浸在物料中，熱量損失小，傳熱效果好。 當(dāng)筒體與上封頭用法蘭連接時，常采用平焊法蘭連接，根據(jù)筒體尺寸選擇。 故，最終取 Di=2000mm， H筒=2200mm。即筒體高度H筒按下式計算： （3—3） 式中：V封——下封頭容積，m3； V1m——1米高筒體容積，m3/m； 對于公稱直徑為2000mm的筒體，查JB/T115373，可知V1m=，且1米高筒體面積F1m=。 所以， 　　　　 將Di圓整至標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑，即Di=2000mm。根據(jù)介質(zhì)實際情況本設(shè)計取η=，即V0=ηV=8=（m3）。已知V=8m3。　圖31反應(yīng)釜罐體結(jié)構(gòu) 本設(shè)計頂蓋在受壓狀態(tài)下操作，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭；罐底也選用橢圓形封頭。頂蓋與罐底分別與筒體相連。夾套是一種應(yīng)用最普遍的外部傳熱方式，它是套在筒體外面能形成密封空間的容器。因此選取Q235B作為筒體和夾套材料適合。對于Q235B在GB1501998中對它有如下規(guī)定： ① 容器設(shè)計壓力P≤； ② 鋼板使用溫度為0～350176。而且碳鋼力學(xué)強(qiáng)度高，質(zhì)韌，焊接性能好，可選擇碳鋼并查GB1501998表41，碳鋼在不高于100176。C，夾套設(shè)計溫度為100176。當(dāng)壓力容器具有不同的操作工況時，應(yīng)按最苛刻的壓力和溫度組合設(shè)定容器的設(shè)計條件，而不能按其在不同工況各自的最苛刻條件確定設(shè)計溫度和設(shè)計壓力。對于0176。 設(shè)計參數(shù)的確定 設(shè)計壓力的確定 設(shè)計壓力是指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起作為設(shè)計載荷條件，其值不得低于工作壓力。由于設(shè)備的大型化，超過400kw的大型設(shè)備也出現(xiàn)了，～22kw為中型，轉(zhuǎn)速低于100r/min為低速，100～400r/min為中速，大于400r/min為高速。根據(jù)工藝要求容器上裝有各種接管，以滿足進(jìn)料、出料等要求。采用程序控制，既可以消除對環(huán)境的污染，又可以保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕體力勞動，從而增加收益。 熱管技術(shù)的應(yīng)用將會成為一種潮流。反應(yīng)釜的釜體方式將發(fā)生變革。流場數(shù)值模擬必須在深入進(jìn)行流體力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮流體流動的三維性、隨機(jī)性、非線性和邊界條件不確定性。 反應(yīng)釜的應(yīng)用場合及工程背景 反應(yīng)釜常用于石油化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等行業(yè)，用以完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工