【正文】 φ－ ——————————————————————（24）K——橢圓封頭形狀系數(shù)，K=1 6[2+(Di2hi)2]，其值列于表222[2]，取K=表22 封頭形狀系數(shù)Di2hiK[σ] t——在設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力，其值查參考文獻2 可得[σ] t=137MPa [2]其中計算壓力pc =封頭焊接采取單面焊、全焊透，局部無損傷，則焊接系數(shù) = [2]則δe= 1**15002*137*－*≈由于Di2hi≤%，即δe≥計算名義厚度δn=δe+C1+C2+Δ查得：負偏差 C1= 腐蝕裕量C2=0mm [2]故封頭厚度取δn=10mm 故可查參考文獻[1]表96得：封頭直邊段高度取40mm [1] 即封頭的內(nèi)徑DN=1500mm 直邊高度h2=40mm 容積V≈ m3三、確定筒體的高度Hi反應(yīng)釜容積V通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計算。強度計算中各參數(shù)的選取及計算，均應(yīng)符合GB1501998《鋼制壓力容器》的規(guī)定。二、封頭厚度校核計算由于 δe= pcDi2[σ] = 15002137 = ———————(28)同理名義厚度 ： δn=δe＋C1＋C2＋Δ=10mm由橢圓殼體的應(yīng)力分析可知，橢球殼體上的應(yīng)力分布是變化的，應(yīng)力分布隨點的位置不同而不同。第三章 反應(yīng)釜的攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。推進式攪拌器的特點是能使液體產(chǎn)生激烈流動及湍流運動的性能很高。[3]推進式攪拌器機械設(shè)計的主要內(nèi)容是：確定攪拌軸的直徑、攪拌器直徑、攪拌器與攪拌軸的連接結(jié)構(gòu)。由于介質(zhì)具有一定的腐蝕性，攪拌裝置的材料選用與反應(yīng)罐主體材料相同的材料06Gr19Ni10 同一數(shù)字代號S30403。 攪拌器形式的確定根據(jù)實際生產(chǎn)要求，初步設(shè)定攪拌器為兩層攪拌，采用三葉開啟渦輪式攪拌器(又稱為螺旋推進式攪拌器）。則 C=（~）Dj=15~150mm——————————（32）因為底間距比值越小，固相完全離底懸浮臨界轉(zhuǎn)數(shù)越小，所以在滿足底層槳軸向排量的前提下，該比值盡量取得最小。對于兩層以上的多層槳，要調(diào)整槳徑和層數(shù)取得合理的層間距，達到攪拌效果好，軸功率低的效果。31′2003060M1210545843176。11′3004080M12126651239176。19′50065110M1618101051834176。59′70080140M2022121502432176。表33推進式槳葉展開截面尺寸 攪拌軸的設(shè)計攪拌軸將電動機的動力傳遞給攪拌器。已知混合物的密度為（900—1050）Kg/m3，則取ρ=1050Kg/m3；攪拌器直徑Dj=500mm；攪拌器攪拌轉(zhuǎn)速n=281r/min=；粘度μ=100cP=100mPas攪拌液的雷諾準數(shù)： Re=ρnDj2μ ————————————————（35） 代入321式可得 Re=1050Kg/m3281r/min5002mm2100mPa?s=≈104一、攪拌軸消耗的功率單層攪拌器攪拌軸上所消耗的功率： Pc=P0cρn3Dj5 ————————————（36）式中 P0c————功率準數(shù)，與被攪拌液體的雷諾準數(shù)（Re）有關(guān)，與攪拌器的形式及交融其相關(guān)的幾何參數(shù)有關(guān)。N0=0由上節(jié)的相關(guān)計算得知：攪拌軸功率： P0c= Pc=攪拌軸轉(zhuǎn)速： n=281r/minL2L1FA底軸承Fe傳動側(cè)軸承LeL圖35攪拌軸的受力圖Fb1Fb2L=2560 L1=2285 L2=1585 受扭轉(zhuǎn)變形控制的軸徑d1： d1=4Mn maxγG(1N0)————————————(38)式中[] ————軸的許用扭轉(zhuǎn)角，176。/m； G—————軸材料的剪切彈性模量，G=E2（1+μ） 查得 G=104MPa [5] Mn max———攪拌軸傳遞的最大扭矩，N發(fā)生共振時的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。攪拌軸與攪拌器作為一個整體，有多個臨界轉(zhuǎn)速[1]。 [5]則有： MR=FbL1+FbL2+FeLe103 ——————————(313) MR=2285+1585+1418103=262 N?m10）攪拌軸的軸向彎矩MA因為攪拌軸的排液方向為向下，故攪拌軸受拉，所以MA=011）攪拌軸的當量彎矩Mte Mte=Mn２+M２=+2622=270 N?m　————————(314)則考慮彎扭組合計算攪拌軸的軸徑d2： d2=3Mte[τ] —————————————(315)式中[] —————攪拌軸材料許用剪應(yīng)力，τ=σb16=52016= MPaσb —————攪拌軸材料的抗拉強度， 520MPa [5] Mte —————攪拌軸的扭矩和彎矩同時作用下的當量扭矩，N?m各數(shù)值代入3211式中得： d2=＜d1=65mm表35攪拌軸常用金屬材料及力學(xué)性能材料軸的加工狀態(tài)σzMPaσbMPaEMPaGMPaQ235A熱軋，段后空冷22540010610435正火26551010610445正火2955901061040Gr17Ni12Mo2(316不銹鋼)2055201060Gr18Ni9(304不銹鋼)2055201063Gr13調(diào)質(zhì)63583540Gr調(diào)質(zhì)540735鈦（TA5）退火585685106三、攪拌軸強度校核對軸的強度進行校核計算 τmax=Mn maxWp≤[τ]——————————————————（316）式中Wp—————對于實心軸 wp=πd316=π?75316= mm3 Mn max———攪拌軸傳遞的最大扭矩Mn max=9553PNnη1 = N?m各數(shù)據(jù)代入式3212得τmax=106 Pa= MPa ≤ τ= 對軸的剛度進行校核計算攪拌軸的扭轉(zhuǎn)角 ： γ=5835Mn maxGd4105=5835104654105=176。/mγ=176。 攪拌器與攪拌軸的連接連接方式的選取攪拌器的軸套與攪拌軸采用鍵連接并用止動螺釘將其固定攪拌器軸套的外徑d1和長度l推薦值： d1=(~2)d——————————————（318）則d1=（ ~2）75=120~150，取d1=120mml＞攪拌器槳葉寬度在軸線上的投影長度，但l不得小于d。當攪拌軸較長時，軸的剛度條件變壞。由于本次的設(shè)計中軸的懸臂長L，軸徑d 和兩軸承間距a不能滿足這兩個要求，故增加軸承。 。其形式有兩種：Ⅰ型為碳鋼軸承；Ⅱ型為不銹鋼軸承。反應(yīng)釜的傳動裝置反應(yīng)釜的攪拌器是由傳動裝置來帶動。其設(shè)計內(nèi)容一般包括：電機、減速機的選型，選擇聯(lián)軸器，選用和設(shè)計機架和底座等。最常用的為Y系列全封閉自扇冷式鼠籠轉(zhuǎn)子三相異步電動機。Y系列使用于拖動對起動性能、調(diào)速性能、轉(zhuǎn)差率均要求的一般機械，更適合用于灰塵較多、水土飛濺的地方。采用防爆安全型異步電動機，產(chǎn)品代號YA（老代號JA）。電機功率可按下式確定： Pd=P+Pmη ————————————————（41）式中：p ———— 攪拌軸所消耗的功率 p=2 KW Pm ———— 攪拌軸軸封處的摩擦損耗功率。由于設(shè)備技術(shù)協(xié)議中對電機的防爆防護等有要求。如旋轉(zhuǎn)電機選型分為隔爆型（代號d）、正壓型（p）、增安型（e）、無火花型（n）2) 氣體或蒸氣爆炸性混合物等級的劃分，分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三種，這些等級的劃分主要是依照最大試驗安全間隙（MESG）或最小點燃電流（MICR）來區(qū)分的。主要分為T1：450℃＜T 、T2：300＜T≤ 450℃、 T3：200＜T≤300℃、 T4：135＜T≤200℃、 T5：100＜T≤135 、 T6：85＜T≤100℃.對于防護等級： 0級 無防護電機 無專門防護 不作試驗， 1級 防護大于50MM固體的電機 能防止大面積的人體偶然意外地觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動部件。將電器依其防塵防濕氣之特性加以分級。IP防護等級是由兩個數(shù)字所組成，第1個數(shù)字表示燈具離塵、防止外物侵入的等級，第2個數(shù)字表示燈具防濕氣、防水侵入的密閉程度，及用來明確防護的等級，數(shù)字越大表示其防護等級越高。I代表防止固體異物進入的等級，最高級別是6；第二個數(shù)字表明設(shè)備防水的程度。詳細說明含義見表41表41 IP防護等級說明名稱I防護范圍P防護范圍0無防護無防護1防護50mm直徑和更大的固體外來體探測器，球體直徑為50mm,不應(yīng)完全進入水滴防護 垂直落下的水滴不應(yīng)引起損害2，,不應(yīng)完全進入柜體傾斜15度時，防護水滴 柜體向任何一側(cè)傾斜15度角時，垂直落下的水滴不應(yīng)引起損害3，,不應(yīng)完全進入防護濺出的水 以60度角從垂直線兩側(cè)濺出的水不應(yīng)引起損害4，,不應(yīng)完全進入防護噴水 從每個方向?qū)使耋w的噴水都不應(yīng)引起損害5防護灰塵 不可能完全阻止灰塵進入，但灰塵進入的數(shù)量不會對設(shè)備造成傷害防護射水 從每個方向?qū)使耋w的射水都不應(yīng)引起損害6灰塵封閉 柜體內(nèi)在20毫巴的低壓時不應(yīng)進入灰塵防護強射水 從每個方向?qū)使耋w的強射水都不應(yīng)引起損害7防護短時浸水 柜體在標準壓力下短時浸入水中時，不應(yīng)有能引起損害的水量浸入8防護長期浸水 可以在特定的條件下浸入水中，不應(yīng)有能引起損害結(jié)合業(yè)主工作環(huán)境、技術(shù)要求及防護設(shè)計等的要求：電機防護等級為：IP54電機防爆等級為：d ⅡB T4電機型號為：JQO2518 [7] 釜用減速機類型，標準及其選用常用的減速裝置有擺線針齒行星減速機、兩級齒輪減速機、三角皮帶減速機和諧波減速機四種。表42攪拌反應(yīng)器用立式減速機的基本特征特性減速機類型擺線針齒行星減速器BLD（電機類型）兩級齒輪減速機LC（電機類型）三角皮帶減速機P（電機類型）諧波減速器XB（電機類型）減速比范圍7115116360390速出轉(zhuǎn)速范圍R/min2