【正文】 管多余金屬面積的計算接管計算厚度的計算 接管多余金屬面積按下式計算 接管區(qū)焊縫面積的計算（焊腳?。? 有效補強面積 ⑤ 所需另行補強面積 擬采用補強圈補強。因＞，所以補強圈在有效補強范圍內(nèi)。但為便于制造時準備材料，補強圈名義厚度也可取為封頭的厚度，即取。而法蘭連接便是一種能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。壓力容器法蘭是指筒體和封頭、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。材料為不銹鋼00Cr19Ni10。 接管尺寸為，材料為不銹鋼00Cr19Ni10。管法蘭的選用標(biāo)準為；，查表得選用管法蘭的類型為：公稱通徑，公稱壓力為的突面板式平焊管法蘭。管法蘭標(biāo)記為： HG20592 法蘭 PL RF 00Cr19Ni10。 種子入口、流糖加入口管法蘭和接口形式的選擇種子入口、流糖加入口管法蘭和接口形式相同。材料為不銹鋼00Cr19Ni10。接管尺寸為，材料為不銹鋼00Cr19Ni10。材料為不銹鋼00Cr19Ni10。接管尺寸為，材料為不銹鋼00Cr19Ni10。以液體為主的攪拌操作，常常按攪拌物料分為液液、氣液、固液、氣液固等四種情況。本節(jié)內(nèi)容的設(shè)計計算主要包括以下內(nèi)容：種子罐攪拌器形式的確定；種子罐攪拌器尺寸的確定；種子罐攪拌器攪拌功率的計算；種子罐攪拌軸的設(shè)計及強度校核。工藝過程對攪拌的要求可分為混合、攪動、懸浮、分散四種。機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵管的攪拌渦輪有三種形式，可根據(jù)發(fā)酵特點、基質(zhì)以及菌體特性選用。采用渦輪攪拌器對于氣液相攪拌效果最好，因其圓盤部分可阻擋氣體直接上升，延長氣體在液相中得停留時間。另外，在同樣的雷諾數(shù)條件下，圓盤渦輪攪拌器將比其他形式的攪拌器消耗更多的功率，因此僅在氣液相條件下使用該攪拌器，使得攪拌功率不至于太大。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：，當(dāng)時為最佳裝填高度；當(dāng)＜時，需要設(shè)置兩層攪拌槳。標(biāo)準的六彎葉渦輪攪拌器的尺寸已經(jīng)系列化，如下圖所示：圖4 彎葉渦輪攪拌槳已知種子罐的內(nèi)徑，所以葉輪直徑，取，由葉輪、葉片的尺寸比例關(guān)系可得：圓盤直徑葉片長度葉片寬度攪拌槳間距攪拌槳距種子罐罐底距離考慮到攪拌器的強度，設(shè)計圓盤和葉片的厚度為，采用兩個相同的攪拌器。計算攪拌功率的目的，一是用于設(shè)計或校核攪拌器和攪拌軸的剛度和強度，二是用于選擇電機和減速器等傳動裝置。上述因數(shù)綜合起來可用流體力學(xué)的納維爾斯托克斯方程來表示各因數(shù)的關(guān)系。式中，雷諾數(shù)反映了流體慣性力與粘性力之比，而弗魯?shù)聰?shù)反映了流體慣性力與重力之比。種子罐中流體的雷諾數(shù)有下式計算 種子罐內(nèi)流體處于湍流狀態(tài)查表得：則攪拌功率為由于一般的發(fā)酵罐中，攪拌功率可用下式校正 式中，為校正系數(shù)，由下式確定 則攪拌功率對于多層攪拌，攪拌功率可按下式計算 式中 為攪拌器層數(shù)。通氣攪拌功率可按下式計算 式中 —不通氣是的攪拌功率，； —攪拌器轉(zhuǎn)速，； —攪拌器直徑，； —通氣量，mL/min，則通氣量代入數(shù)據(jù)得 反應(yīng)釜用電動機絕大部分與減速器配套使用，只有在轉(zhuǎn)速很高時，才使用電機不經(jīng)減速器而直接驅(qū)動攪拌軸。很多場合下，電動機與減速器一并配套供應(yīng)，設(shè)計時可根據(jù)選定的減速器選用配套的電動機。種子罐攪拌所需的電動機的功率可有下式表示：式中：—攪拌器功率，； —軸密封系統(tǒng)的損失，； —傳動系統(tǒng)的效率。粗略估計，填料密封的功率損失約為攪拌器功率的10%左右。本設(shè)計中，密封形式選用機械密封，所以。 電機功率。查資料得，選用Y255M8型電動機。軸轉(zhuǎn)矩的剛度條件為 式中 —攪拌軸直徑，m； —軸材料剪切彈性模量，Pa； —軸傳遞的最大彎矩，； —攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min； —電機功率，kW； —空心軸內(nèi)徑和外徑的比值，本設(shè)計為實心軸，所以=0； —傳遞裝置效率； —許用扭轉(zhuǎn)角，對于懸臂梁，對于單跨梁，本設(shè)計為單跨軸，所以。（1）攪拌軸與攪拌器有效質(zhì)量的計算① 攪拌軸有效質(zhì)量的計算剛性軸的有效質(zhì)量等于軸自身的質(zhì)量加上軸附帶的液體質(zhì)量。代入數(shù)據(jù)解得： （2）作用集中質(zhì)量的單跨軸一階臨界轉(zhuǎn)速的計算① 兩端簡支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量在中點S處的相當(dāng)質(zhì)量為： 第個攪拌器有效質(zhì)量在中點S處的相當(dāng)質(zhì)量為： 式中 —夾持系數(shù)。所以臨界轉(zhuǎn)速為： 對于攪拌介質(zhì)為液體氣體的體系，采用葉片式攪拌器，需要滿足。 攪拌軸的強度條件是 式中 —截面上最大切應(yīng)力，Pa； —軸上扭轉(zhuǎn)和彎矩聯(lián)合作用時的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，； —轉(zhuǎn)矩。 —水平推力引起的軸的彎矩，N?m； —由軸向力引起的軸的彎矩，N?m； —抗扭截面模量，對實心軸，； —軸材料的許用切應(yīng)力，； —軸材料的抗拉強度。軸上扭矩對于單跨軸，徑向力引起的軸上彎矩按下式計算： 第個攪拌器上的流體徑向力按下式計算 式中：—流體徑向力系數(shù)； —第個攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩；； —第個攪拌器的設(shè)計功率， —攪拌器直徑。所以流體徑向里系數(shù)為： 第個攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩：所以，第個攪拌器上的流體徑向力攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量的計算，對于單跨軸： 攪拌軸與各層攪拌器組合質(zhì)量偏心引起的離心力的計算，對于單跨軸： 式中 對于剛性軸=； —攪拌軸的許用偏心距，式中 —攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min； —平衡精度等級，；對于操作壓力低，轉(zhuǎn)速低，介質(zhì)為一般物料： 所以攪拌軸的許用偏心距。所以，彎矩； 當(dāng)量彎矩 攪拌軸直徑 所以，軸徑取，強度足夠。通過前面的計算，已經(jīng)確定了電動機的型號。 選用Y系列三相異步電動機，型號為：Y225M8。V帶減速器結(jié)構(gòu)簡單，過載時能打滑，能起到安全保護作用的優(yōu)點。因為機器啟動時動載荷和運作中可能出現(xiàn)的過載現(xiàn)象，因此，應(yīng)按照軸上的計算扭矩選擇聯(lián)軸器的型號。外形及安裝尺寸如下表：表13 聯(lián)軸器的外形安裝尺寸軸徑許用轉(zhuǎn)矩/N?m80265022018513012010035351203016232425 軸封裝置分為填料箱密封和機械密封兩類，因為種子罐內(nèi)要求無菌操作，故對密封的要求較高，所以選用機械密封。標(biāo)記為：HG 21565 底蓋 RS4004008000Cr19Ni10。標(biāo)記為：HG 21564 法蘭 R 40000Cr19Ni10。攪拌軸底軸承具體尺寸如下表所示：表16 攪拌軸底軸承尺寸表/ mm軸徑806595105360200235135240901303102501010817M16第六章 種子罐的制造、安裝與調(diào)試、檢驗與驗收本設(shè)備按照GB1502011《鋼制壓力容器》進行制造、檢驗和驗收，并接受國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的監(jiān)督。鋼材的技術(shù)要求要符合相應(yīng)的國家標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準或相關(guān)的技術(shù)條件的規(guī)定。焊接接頭分為A、B、C、D四類：A類焊接接頭主要包括筒體部分的縱向接頭球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭；B類焊接接頭主要包括殼體部分的環(huán)向焊接接頭；C類焊接接頭主要包括平蓋、管板與筒體非對接連接接頭；D類焊接接頭主要包括接管、人孔、凸緣、補強圈與殼體連接的接頭。焊接結(jié)構(gòu)有對接接頭、角接接頭、搭接接頭等接頭。另外，對于發(fā)酵罐，如果罐體內(nèi)有突起，或者焊縫毛刺，都會容易染菌，污染菌種，從而使發(fā)酵異常，所以在嚴格按照現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)要求制造的基礎(chǔ)上，要對內(nèi)表面進行拋光。沖壓分為冷沖和熱沖兩種方式，對于壁厚大于6mm的封頭，一般采用熱沖壓工藝。封頭沖壓前，模具安裝要正確，無偏心現(xiàn)象?？刂平K壓溫度和脫模溫度。筒節(jié)加工工藝流程如下：筒節(jié)：劃線→切割→縱縫坡口加工→卷圓→縱縫焊接→矯圓→無損檢測、調(diào)試及維護 安裝種子罐的基礎(chǔ)必須足以使種子罐不發(fā)生下沉，種子罐采用混凝土基礎(chǔ)，使種子罐通過支撐式支座由地腳螺栓將其與基礎(chǔ)牢固連接起來。地腳螺槍的位置是否正確。 種子罐安裝后必須進行試運轉(zhuǎn)（空轉(zhuǎn)和以水代料），不能有不正常的噪音和較大的振動等不良現(xiàn)象。為了發(fā)現(xiàn)問題，空載運行時間最少為兩小時，負載運行時間最少為四小時，并注意負載改變后各個部件的運轉(zhuǎn)情況在最低允許范圍內(nèi)。焊接和操作人員進行安全技術(shù)培訓(xùn)。而且介質(zhì)具有一定的腐蝕性，可能會使壁厚減薄或產(chǎn)生腐蝕開裂。設(shè)備運行的工作條件比較苛刻：（1） 設(shè)備使用溫度和壓力波動的加載和卸載，使筒體受到較大的交變壓力，從而使容器整體結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位（如焊接接頭）處引起疲勞裂縫；（2） 介質(zhì)對筒體的作用使壁厚減薄從而使薄膜應(yīng)力增大，或由于晶間腐蝕使材料塑性韌性降低；（3） 容器器壁長期受壓力載荷作用，材料將產(chǎn)生蠕變；（4） 由于容器支座、管道等的安裝不當(dāng)，對容器產(chǎn)生附加應(yīng)力；（5） 容器停運時維護不當(dāng)，器壁內(nèi)外將受到腐蝕，而且腐蝕速度較使用時更快。 結(jié) 論 本設(shè)計書是一臺年產(chǎn)8萬噸賴氨酸種子罐的設(shè)計過程。設(shè)計中得種子罐筒體和封頭厚度為10mm，采用V帶減速器的上裝式攪拌釜。由于發(fā)酵過程對溫度恒定要求高，所以種子罐采用半圓形外盤管和內(nèi)蛇管聯(lián)合的換熱裝置。反應(yīng)釜采用支撐式支座，上封頭接人孔、視鏡以及接管和壓力計。由于發(fā)酵過程要求嚴格無菌操作，所以密封裝置采用了機械密封。致 謝本人從本學(xué)期開始進行畢業(yè)設(shè)計，論文從開題到最后完稿都是在姜老師的悉心指導(dǎo)下完成的。一直以來姜老師無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活上都給予我無微不至的關(guān)懷，姜老師一直都是我們學(xué)生敬佩的老師。在兩個多月的畢業(yè)設(shè)計過程中，姜老師教會我許多學(xué)習(xí)和以后工作的道理，本人在學(xué)校中學(xué)到的理論知識也得到了運用，在此我要向姜老師表示最崇高的敬意！在大學(xué)的四年中，學(xué)院的馬書記，呂碩教授，高陽老師，劉天霞老師，湯占祁等老師對我一直關(guān)懷有加，他們教會了我很多東西，在此，我也要特別的感謝各位老師，愿各位老師身體健康，工作順利！本人衷心地感謝參考文獻中的所有作者，同時也對那些引用其著作但未能在參考文獻中列出的作者表示最真誠的歉意和誠摯的