【正文】 另一方面是為了達到攪拌作 業(yè)目的所需要消耗的功率，可稱為攪拌作業(yè)功率。實際上，在攪拌器工作時，所需要消耗的功率應(yīng)分為兩個方面來研究。 反應(yīng)釜攪拌器攪拌功率的計算 攪拌功率是指攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進行攪拌時，對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率。20=140mm；長度 l=7005247。 反應(yīng)釜攪拌器尺寸的確定 已知條件：反應(yīng)釜內(nèi) 徑 D=2500mm， 則葉輪直徑 為 d/D=～ ，取 d==700mm?？紤]反應(yīng)時介質(zhì)對碳鋼有嚴(yán)重的腐蝕，固攪拌器全部裝置的材料與反應(yīng)釜罐體材料相同，為不銹鋼 0Cr18Ni12Mo2Ti。 攪拌軸與葉輪的連接主要是通過攪拌軸與攪拌器的軸套用鍵連接而實現(xiàn)的 。同時，該攪拌器具有較高的溶劑循環(huán)速率和剪切率，從而有利于氣泡的粉碎。其結(jié)構(gòu)尺寸都是規(guī)定好的。為了實現(xiàn)上述功能，并結(jié)合氣 液反應(yīng)的普遍特點，選擇準(zhǔn)圓盤渦輪式攪拌器。 反應(yīng)釜攪拌器形式的設(shè)計 由于本設(shè)計的反應(yīng)釜能實現(xiàn)氣 液反應(yīng)的需要，故對攪拌器的要求為分散，即通過攪拌作用，使氣體、液體或固體分散在液體介質(zhì)中，增大不同物相間的接觸面積，加快傳熱和傳質(zhì)工程。在本設(shè)計中，被攪拌物料為氣 液情況，因此要求設(shè)計的攪拌器既能很好的滿足氣 液反應(yīng)的功能。 由以上計算可知，并為了備料方便，補強圈選用規(guī)格為 表 34 所示 ： 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 25 表 34 公稱直徑 DN， mm 補強圈厚度 ? ， mm 100（罐體封頭） 12 125（罐體封頭） 12 125（夾套） 6 150（罐體封頭） 12 450（罐體封頭） 16 反應(yīng)釜攪拌裝置的設(shè)計計算 為了使參與反應(yīng)的各種物料混合均勻，接觸良好以有利于化學(xué)反應(yīng)的進行，大多數(shù)反應(yīng)釜內(nèi)都有攪拌裝置。因此應(yīng)不將 1A ， 2A ， 3A 作為補強金屬對待，需要補強的金屬截面 A 全部由補強圈提供，即： sA =A 由 各孔 公稱直徑 DN 可知，分別查 文獻 [6]可知補強圈的外徑 2D 和 內(nèi)徑 ，如表 33 所示： 1D =455mm， 2D? =200mm， 1D? =105mm。 1 確定封頭的理論計算厚度 1?? 罐體封頭的理論計算厚度 1?? 用下式進行計算： ctc PDP11111 ][2 ??? ??? ??? 則代入數(shù)據(jù)得 ctc PDP11111 ][2 ??? ??? ??? ? 罐體夾套的理論計算厚度 ??? 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 23 ???ctc PDP2222 ][2 ??? ?? ?? 則代入數(shù)據(jù)得 ???ctc PDP2222 ][2 ??? ?? ?? ? 由于 [3]當(dāng)開孔在標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭中央 80%封頭內(nèi)直徑范圍以內(nèi)時，在開孔處殼體承受應(yīng)力所必需的最小的厚度 0?? 為 1?? 則開孔處殼體承受應(yīng)力所必需的最小厚度為 0?? = 1?? == 表 32 檢查孔最少數(shù)量與最小尺寸 [6] 內(nèi)直徑 iD /mm 檢查孔最少數(shù)量 檢查孔最小尺寸 /mm 備注 人孔 手孔 300＜ iD ≤500 手孔兩個 圓孔 ? 75 長圓孔 7550 500＜ iD ≤1000 人孔 1 個 當(dāng) 容器無法開人孔時：手孔 2 個 圓形 ? 400 長圓形 400250 380280 圓孔 ? 100 長圓孔 10080 iD ＞ 1000 圓孔 ? 150 長圓孔 150100 球 罐 人 孔? 500 2 確定人孔 及各開孔 開孔的有效直徑 de 及削弱的面積 A 因為人孔，水、物料 出 入口及安全閥都接在封頭上，所以： 人孔開孔的有效直徑為 211 2CDd e ?? =450+22=454mm DN100 開孔的有效直徑為 222 2CDd e ?? =100+22=104mm DN125 開孔的有效直徑為 223 2CDd e ?? =125+22=129mm DN150 開孔的有效直徑為 224 2CDd e ?? =150+22=154mm 人孔開孔削弱的面積 011 ???? edA =454= DN100 開孔削弱的面積 022 ???? edA =104= DN125 開孔削弱的面積 033 ???? edA =129= DN150 開孔削弱的面積 044 ???? edA =154= 冷卻水出入口 的管口接在夾套上，所以： DN125 開孔的有效直徑為 225 2CDd e ?? =125+22=129mm DN125 開孔 削弱的面積 055 ???? edA =129= 3 確定開孔所補強的面積 As 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 在 GB150 規(guī)定中 [8]，在有效補強范圍內(nèi)（削弱的面積）可以用來補強的金屬截面面積包括以下三種 ,分別為： 1A —從原設(shè)計壓力考慮，殼體厚度只需要厚度與實際有效厚度的差所形成的截面面積； 2A —多余管接厚度所形成的截面面積；3A —焊縫金屬截面面積。 . 其標(biāo)記為： HG20592 法蘭 RF 0Cr18Ni12Mo2Ti 綜上所述，所需的法蘭及接管參數(shù)如表 35 所示： 表 35 所需的法蘭及接管參數(shù) 公稱通徑 DN 接管外徑 A1 螺栓孔中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓孔個數(shù) n 法蘭厚度 C 法蘭內(nèi)徑 B1 法蘭外徑 D 坡口寬度 b 65 76 145 14 4 16 78 185 6 80 88 160 16 4 16 90 200 6 100 108 180 18 8 22 110 220 6 125 133 210 18 8 22 135 250 6 150 159 240 22 8 24 161 285 6 人孔 及各接管 的開口補強校核 本設(shè)計的校核方法采用等面積補強效核的方法，對人孔 及各開孔 的開孔進行補強校核。根據(jù)設(shè)計反應(yīng)釜的具體情況，選取放料口的管法蘭和接口形式為 : 公稱通徑為 65mm，公稱壓力為 的板式平焊突面管法蘭 。根據(jù)設(shè)計反應(yīng)釜的具體情況，選取放料口的管法蘭和接口形式為 : 公稱通徑為 65mm， 釜體測溫口選擇 公稱壓力為 的板式平焊突面管法蘭 ，而夾套測溫口選擇 公稱壓力為 的長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 22 板式平焊突面管法蘭 。根據(jù)設(shè)計反應(yīng)釜的具體情況，查表 [3]選取放料口的管法蘭 和接口形式為 : 公稱通徑為 150mm，公稱壓力為 的板式平焊突面管法蘭。根據(jù)設(shè)計的條件查 得 選擇其管法蘭和接口形式為 :公稱通徑為 125mm，公稱壓力為 的板式平焊突面管法蘭。結(jié)合本設(shè)計的具體情況，查 得選用管法蘭類型為：公稱通徑為 100mm，公稱壓力為 的板式平焊突面管法蘭。 1 物料出入口 管法蘭和接口形式的選擇 蒸汽入口、加料口、壓縮空氣入口和冷凝水出口均采用同種法蘭和接管。壓力容器法蘭是指筒體與封頭、筒體與筒體或封頭與管板之間連接的法蘭；管法蘭指管道與管道之間連接的法蘭。而法蘭連接便是一種能夠較好地滿足上述要求的可拆連接，法蘭連接結(jié)構(gòu)是一個組合件，它由一對法蘭、數(shù)個螺栓、螺母和一個墊片所組成。 由反應(yīng)釜罐體的設(shè)計壓力為 ，且罐體材料為不銹鋼，查表得：選取視鏡型號為：視鏡 Ⅱ Pg10 Dg100,HGJ5018617 選擇接管、管法蘭 化工設(shè)備由于制造、安裝、運輸、檢修及操作工藝等方面的要求，常常是有幾個可拆的部分連在一起而構(gòu)成的。 2 視鏡形式的選擇 普通的視鏡有帶頸和不帶頸的兩種 [3]，由視鏡形式的選擇慣例可知，當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時，可采用帶頸視鏡，否則則選 取不帶頸的視鏡。帶頸對焊法蘭不銹鋼人孔則在 PN≥ 時使用?？紤]到腐蝕情況，故應(yīng)采用回轉(zhuǎn)蓋不銹鋼人孔。但是在容器上開孔后，由于器壁金屬的連續(xù)性受到破壞，將產(chǎn)生在容器接管附近的應(yīng)力集中的現(xiàn)象，所以還要進行強度補強校核。 又罐體封頭的有效厚度： e1?? = mm 由 文獻 [4]得： [F]= Q [F],所以四個支座能夠滿足支座本體允許載荷的要求。 在本設(shè)計中，取 h =1800 mm。 水平地震力 Pe[4]由下式進行計算， 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 gmpe ??? 00? (322) 其中， 0? 為地震系數(shù)，根據(jù)地震 抗度為 7 度，故取 0? = 則 地震載荷： gmpe ??? 00? ==? KN， 風(fēng)載荷： Pw= fi=1（設(shè)備質(zhì)心高度 h 取 ，按 h=10m 取值） 取風(fēng)壓 q0為 550MPa Pw= 1 550 2500 3000 10 4950 N?? ? ? ? ? ? 故 P= ep + Pw =+ 5 25 .93 KN?? KN。 計算安裝尺寸 D 由表 [3]可知； Dr=1720 則代入數(shù)據(jù)得 ： D=Dr=1720mm 3 確定式（ 321）的其他參數(shù) [3] 每臺反應(yīng)釜常用 4 個支座，但作承重計算時，考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞，應(yīng)按兩個支座計算，故 n=2。同時也假定配件的質(zhì)量為 400Kg， 則設(shè)備的總質(zhì)量 0m =1461（罐體筒體）＋ 1461（夾套筒體）＋ 3 （封頭）＋ 103水） +400(配件 )= 2 確定支座型號及數(shù)量并計算安裝尺 寸 D 由反應(yīng)釜的公稱直徑 1D =2500mm，質(zhì)量為 21KN 和反應(yīng)釜為需要保溫的實際情況經(jīng)查表 [3]可知，選 B 型 支承式 式支座，支座號為 5。 夾套 反應(yīng)釜多為立式安裝，比較 常用的支座為 支承式支座 ，本設(shè)計選用支撐式支座 。 選擇反應(yīng)釜支座型式并進行強度校核計算 反應(yīng)釜支座型式的選擇 反應(yīng)釜屬于立式容器，立式容器的支座常見的有耳式支座（又稱懸掛式支座）、支撐式支座和裙式支座三種。 計算罐體液壓試驗壓力 罐體的液壓試驗壓力按下式確定， 11[] []T tPp??? (317) 由于當(dāng)設(shè)計溫度小于 200℃ 時，式中 [][]t??=1[3]，可簡化為： 11 pPT ? 故 11 pPT ? == MPa 計算夾套液壓試驗壓力 夾套的液壓試驗壓力按下式確定， 22[] []T tPp??? (318) 同計算罐體液壓試驗壓力一樣，式中 [][]t??=1，故 22 pP T ? == MPa 確定罐體和夾套在試驗壓力下的最大應(yīng)力 由罐體的材料為： 0Cr18Ni12Mo2Ti， 查表 [3]得：該材料的屈服點應(yīng)力為： s? =205 MPa 故罐體在試驗壓力下的最大應(yīng)力為 ? ?T1? = s??? [3]=205= MPa 由夾套的材料為： Q235B，查表 [3]得：該材料的屈服點應(yīng)力為： s? =235 MPa 故夾套在試驗壓力下的最大應(yīng)力 ? ?T2? = s??? =235= MPa 計算罐體筒體的應(yīng)力 罐體筒體在液壓試驗時的應(yīng)力由下式進行計算， eeTT DP11111 2 )( ? ?? ?? (319) 則代入數(shù)據(jù)得：eeTT DP11111 2 )( ? ?? ?? = 5 (2500 )2 ??? = Mpa 因為 T1? = Mpa＜ ? ?T1? = Mpa，所以設(shè)計符合要求。 夾套螺旋導(dǎo)流板的間距確定： 夾套與筒體的間隙 a= D j D i 2 S 2 7 0 0 2 5 0 0 2 2 422? ? ? ? ??（ ） （ ）=76mm （其中 S 為補強后厚度） 螺旋導(dǎo)流板間距 b 為得到較好的傳熱效果，再內(nèi)加裝螺旋導(dǎo)流板，以減小流通面積，提高流速和避免短路。 8 計算罐體封頭的有效厚度 e1?? 罐體封頭的有效厚度為其名義厚度與厚度附加量的差，用下式進行計算， Cne ???? 11 ?? (312) 則代入數(shù)據(jù)得： Cne ???? 11 ?? =18－ = mm 9 計算罐體封頭的外徑 oD1? 罐體封頭的外徑為罐體封頭內(nèi)徑與兩倍名義厚度的和，用下式進行計算， no DD 111 2???? (313) 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 17 則代入數(shù)據(jù)得： no DD 111 2???? =2500＋ 218=2536mm 10 計算罐體封頭的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑 oR1? 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑 oR1? 用下式進行計算， oR1? ? 1oD? (314) 則代入數(shù)據(jù)得： oR1? = oD1? =2536= 11 確定系數(shù) A 和 B 系數(shù) A 由下式確定： oeRA ??? ? (315) 則代入數(shù)據(jù)得： 系數(shù) B 由系數(shù) A 和設(shè)計溫度 t1=140℃ 查表 [3]可得： B=110 12 計算許用外壓力 []P 許用外壓力用下式進行計算， 11[]eoPBD?? (316) 則代入數(shù)據(jù)得： 11[]eoPBD?? = ? = 因為 MPa MPa（設(shè)計要求） 故 罐體筒體名義厚度 n1? =18mm 滿足設(shè)計要求。 1 罐體厚度初步確