【正文】 鍋底開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)壓力 Pc= MPa；設(shè)計(jì)溫度為 200℃ ，標(biāo)準(zhǔn)球形封頭 Di=3500mm，封頭的厚度 δn=6mm，封頭中心設(shè)置 φ1505 的內(nèi)平齊接管，開孔未通過封頭焊接，腐蝕余量C2=，封頭材料為 Q235A， [ ]t =105 MPa，接管材料 Q235A， [ ]nt =105MPa （ 1）計(jì)算壁厚 封頭： δn= PcDi/{4[ ]tφ Pc} =（ 3600） /（ 4105） = 接管： δt=Pcdi/{2[ ]ntφ Pc} =(140)/(2) = （ 2）需要補(bǔ)強(qiáng)的面積 A=dδc+2δc(δntC)(1fr) = =(mm2) 式中， C1 是接管壁厚負(fù)偏差，查表 179 得， C。 2）、加壓煮沸階段的總傳熱系數(shù) KAB 的校 核 凝結(jié)蒸汽向壁面放熱系數(shù)的確定可以借鑒加熱階段凝結(jié)放熱系數(shù)的計(jì)算 QAB=Q2/F=（ 35*60*27） = 29 則 Re=qH/(rρˊ μ)=[*（ **） ]106= Re＞ 100，則用混流下的公式計(jì)算換熱系數(shù) Pr=cPμ/λ=4329**103/= α1=λ(g/μ2)2/3*(Re100+)=9037 W/(m2K) 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù) λ=17W/（ mK） Re=dμρ/μ=**1009/*103= Pr=cPμ/λ=**103/= α2=(m2K) 相對應(yīng)的無相變時(shí)的總傳熱系數(shù) KABˊ 1/KAB=1/α1+1/α2+d0/dm*b/λ+R0+Ri =1/9037+1/+60/56+60/58*++ = KAB=1136W/(m2K) 算得 K 值與 開始計(jì)算中選用的 KAB 值相差為 （ 12001136） /1200*100%=% 上述誤差在工程上是允許的。這樣可得到實(shí)際的換熱面積 F 實(shí) F 實(shí) = 60x1600x =27m2FAB= 校核兩個(gè)煮沸階段的傳熱系數(shù) KAB 1）、加熱階段的總傳熱系數(shù) KAB 的校核 在麥汁煮沸過程中內(nèi)加熱器殼程的飽和蒸汽是通過冷凝放熱對麥汁加熱的，所以在計(jì)算凝結(jié)氣向壁面放熱系數(shù)時(shí)用公式 qAB=Q1/F 來計(jì)算 1/KAB=1/α1+1/α2+d0/dm*b/λ+R0+Ri QAB=Q1/F=2380667/(27*20*60)= Re=qH/(rρˊ μ)=[*(**)]106=338 因 Re＞ 100，所以必須用混流下的公式計(jì)算放熱系數(shù)： Pr=CPμ/λ=4329**103/= α1=λ(g/μ2)2/3*(Re100+)=8356W/(m2K) 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù) λ=17W/（ mK） Re=dμρ/μ=**1014/*103= Pr=cPμ/λ=3968**103/= α2=(m2K) 1/KAB=1/α1+1/α2+d0/dm*b/λ+R0+Ri =1/8356+1/+60/56+60/58*++09 = KAB=(m2K) 算得 K 值與開始計(jì)算中選用的 KAB 值相差為 （ ） /(1200*100%)=% 上述誤差在工程上是允許的。因此實(shí)際選用的內(nèi)加熱器面積為 FAB = FAB == 按照內(nèi)加熱器的換熱面積，選用 Φ60的 1Cr18Ni9 不銹鋼管，壁厚為 2mm 總共為 90根。’AB) =(35x60x51x1200)= 因?yàn)?F’’AB F’AB 所以取內(nèi)加熱面積為 FAB = 24m2。 =%x(35/60)= ③ 流體的平均溫差 加壓煮沸階段麥汁進(jìn)口和出口溫度都是 1040C,△ tm = 510C ④ 面積的計(jì)算 先假設(shè)所需的傳熱系數(shù) K39。 Q2= V總 39。K39。AB K39。 兩個(gè)煮沸階段換熱面積的計(jì)算 1)麥汁加熱段 (700C1000C)的換熱面積計(jì)算 ① 平均溫度及平均溫度下的物性參數(shù) tm = (70+100)/2=85OC 麥汁的物性參數(shù) 粘度 μ= s 密度 p = 1014kg/m3 導(dǎo)熱 系 數(shù) λ= /(m K ) 比熱 CP =3 .968kJ/ （ kg K） tm =155OC 時(shí) 飽和蒸汽的物性參數(shù) 粘度 μ= s 密度 p = 汽化潛熱 r =② 麥汁升溫所需的熱量 Q1=CPG1(t2 t1)=(100 一 70)=2380667kJ G1 為麥汁的質(zhì)量， Gl=ρˊ V ③ 流體的平均溫差 △ tm △ tm=[(Tit0)(T0ti)]/ln[(Tit0)(T0ti)] =[(15570)(155100]/ln[(15570)(155100)] =69℃ ④ 傳熱面積的計(jì)算 先假設(shè)這個(gè)階段所需的傳熱系數(shù) K39。再校核總傳熱系數(shù)。首先計(jì)算出每段所需吸收的熱量，并利用己知條件求出平均溫度及平均溫差，然后假設(shè)一個(gè)總傳熱系數(shù)后，計(jì)算出所需的換熱面積。 △ tm兩 個(gè) 流體之間的平均溫差， K。 傳熱計(jì)算中的兩個(gè)基本方程式 傳熱方程式 熱流體將熱量通過某固定壁面?zhèn)鹘o冷流體的過程稱為傳熱。 （ 2）球形下封頭厚度與強(qiáng) 度計(jì)算 厚度： δ= PcDi/(4[σ]tφ－ Pc) Pc－計(jì)算壓力， Di－圓筒內(nèi)直徑 , 3600mm δ－計(jì)算厚度 , mm φ－焊接接頭系數(shù) , [σ]t－設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，本設(shè)計(jì)封頭選鋼后號為的高合金材料 Q235A， 105 則 δ=3600/（ 4105） = δe=δ+C2=+= 查表 179 C1=,δn=5mm 強(qiáng)度： 計(jì)算應(yīng)力 δ= =(3600+3)/(43)= δ=[σ]t=105 故符合標(biāo)準(zhǔn) 最大工作壓力 [Pw]= =431051/(3600+3)= 設(shè)液面高度 h V液 = V球 =*D3= V柱 ===4**h 得 h= h 總 =+= 鍋底承受壓力 P=pgh=1048**=27730Pa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 P 總 =++= 取設(shè)計(jì)壓力為 (3) 折邊錐型封頭的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)壓力 (標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 )設(shè)計(jì)溫度 200℃ ,錐殼大端直徑 3600mm,大端過濾段轉(zhuǎn)角的半徑為 140mm,錐殼半頂角為 60 度 ,腐蝕余量 1mm,錐殼材料 Q235A,焊縫系數(shù)為 ,厚度與 26 主體一樣也為 6mm （ 1）鍋體材料選擇 選用型號為 Q235A. （ 2）鍋體壁厚的計(jì)算 由于本設(shè)計(jì) 選用球形封頭，球形封頭的薄膜應(yīng)力較其它封頭為最小，邊緣應(yīng)力影響也較小，為了焊接方便，標(biāo)準(zhǔn)上允許取封頭與筒體等厚度，本設(shè)計(jì)取 δ=6mm的不銹鋼板 (3) 鍋體重量計(jì)算 圓柱形鍋體的體積： V1 =πDiHδ = = m3 鍋底的體積： V2 =S 內(nèi) δ = = m3 錐形頂蓋 的體積： V3={[D+]}δ = = m3 ∴ G=( V1+ V2+ V3)ρ鍋 =(++)7800 =(㎏ ) 設(shè)升氣筒面積為料液面積的 1/40，則管徑 d 即 πd2/4=（ 1/40） πd2/4，即 d=550mm δ= PcDi=550(2105)= mm δe=δ+C1+C2+△ =+++=4mm 取鍋體重 3t，醪液重 22t 則 總重 G=3+22=25t 本設(shè)計(jì)選用八個(gè)支座 每個(gè)支座需承擔(dān)的負(fù)荷 Q=25/8= 按標(biāo)準(zhǔn)取 B 型耳式支座八支。 在 100℃ 后煮沸 IOmin. 鍋體設(shè)計(jì) 采用圓筒球底內(nèi)加熱式煮沸鍋 進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量 = V有效 = 取充滿系數(shù)為 ,所以 V鍋 =30m3 采用圓柱形鍋身，球形鍋底 設(shè)鍋的徑高比為 2:1，即 D/H=2:1 球形鍋底高為 h=D/2，則有： 30=V=5/24* 則 D= 則 H=1800 mm， h=1800mm,D=3600mm 25 （ 1）形狀選擇 作為標(biāo)準(zhǔn)件的封頭，目前常用的主要有，橢圓形封頭，碟形封頭，半球形封頭，錐形封頭。 在壓力 ,溫度 1021040C 下煮沸 35min 左右 。 1000C 預(yù)煮沸 l0min 左右 。在麥汁淹沒內(nèi)加熱器加熱區(qū)后往 內(nèi)加熱器殼程中通入 MPa 155℃ 的飽和蒸汽，麥汁由 92℃ 加熱到 1040C 并維持一段時(shí)間。因此合理的煮沸時(shí)間是很重要的。過分的延長煮沸時(shí)間，不僅經(jīng)濟(jì)上不合理，麥汁質(zhì)量也會下降。在加壓 MPa 條件下煮沸，時(shí)間可縮短一半左右。5 即 d=700mm 過濾槽 采用平底過濾槽 1 容積的計(jì)算 V有效 = m3 取 φ= V=V有效 /=設(shè)鍋的徑高比為 2： 1，即 d/H=2/1 有 H= D=4200 過濾篩板用不銹鋼焊制而成，過濾篩板上分布條形篩孔，尺寸約為 20mm，平底上有均勻的麥芽汁倒出管，每 — ,導(dǎo)管直徑通常為 25—45mm. 麥汁暫存罐 材質(zhì)取不銹鋼，容積為能裝一鍋麥汁，取容積為 20m3. 取 D:H=2:1，由 V=πD2H/4，既 D=1500mm,得 H=3000mm 回旋沉淀槽 選用立圓柱平底槽回旋沉淀槽 ：麥汁進(jìn)口速度 8m/s，進(jìn)料時(shí)間 20min 麥汁停留時(shí)間 40min，麥汁轉(zhuǎn)速 10 轉(zhuǎn) /分 2．容積 V V有效 = 取空余系數(shù)為 則 V= V有效 *= 設(shè) D:H=2:1,V=πD2/4 得 D=,H= h= V有效 /A= 約在糟高度的 1/2 處 h=(1/2)= 6．出 料管 選三個(gè)出料管 上出料管在設(shè)備高 2/3 處 ,2/3*= 中出料管在設(shè)備高 1/10 處 ,1/10*= 下出料管再糟的底部。1992247。（ 103） = m3 取糊化鍋的充滿系數(shù)為 則總?cè)莘e為 （ 2）基本尺寸 采用圓底糊化鍋，其圓筒直徑與高度之比為 2： 1，即 D/H=2:1 球形鍋底高為 h=D/2，則有： =V=5則 D= 取 D=2200mm，則 H=1100mm， h=1100mm （ 2） 加熱面積的計(jì)算 加熱面 積 S= 生產(chǎn)用最大蒸汽壓力 （絕壓） 查得 t1=℃ ,t2=100℃ 則 Δtm= 耗熱量 Q=CMΔt/t=傳熱系數(shù) K 取經(jīng)驗(yàn)值 1710Kcal/(m2h℃ ) S== 以球底夾套進(jìn)行加熱 S1== （ 4）升氣管 取糊化鍋升氣管的面積為鍋柱體直徑的 1/5 設(shè)糊化鍋升氣管的直徑為 d 則 d=1/ 即 d= 糖化鍋 采用球底加熱式糖化鍋 （ 1） 糖化鍋容積 的確定 糊化鍋投麥芽粉： kg，水： 10644 kg 糊化液 :887+= 則糊化鍋的有效容積 =(+10644+)247。 每次投料量 G 大米 =887 ㎏ G 麥芽 = ㎏ 每天最大糖化量 6 鍋，即 G 大米 =8876=5322 ㎏ G 麥芽 =6= ㎏ 每天按 20 小時(shí)計(jì) G 大米 =5322/20=≈300㎏ /h G 麥芽 =≈850㎏ /h 自衡振動篩 大米篩選 處理能力 300 ㎏ /h 麥芽篩選 處理能力 850 ㎏ /h GNE120 計(jì)量稱 21 每次稱重能力 G 大米 =6 t/h G 麥芽 =8 t/h 貯槽 (1) 所需容量的計(jì)算 每次投料量 G=887 ㎏ 大米容量 r=865 ㎏ /m3 有效容積系數(shù) Φ= 所需容積 V=G/rΦ=887/（ 865） = (2) 結(jié)構(gòu) 方形錐底 鋼制結(jié)構(gòu) A=1200 ㎜ B=1000 ㎜ H=1000 ㎜ a=200 ㎜ b=200 ㎜ h=1100 ㎜ 總?cè)莘e V=ABH＋ h/6(2AB＋ Ab＋ aB＋ 2ab)= (1) 每次投料量 G= ㎏ 麥芽容量 r=540 ㎏ /m3 有效容積系數(shù) Φ= 所需容積 V=G/rΦ== (2) 結(jié)構(gòu) 方形錐底 鋼制結(jié)構(gòu) A=2400 ㎜ B=1800 ㎜ H=1000 ㎜ A=450 ㎜ b=300 ㎜ h=1200 ㎜ 總?cè)莘e V=ABH＋ = m3 麥芽粉碎機(jī) 錘式麥芽四輥粉碎機(jī) 型號 JLS16000 型 材質(zhì) A3 生產(chǎn)能力 16000