发布时间 : 星期二 文章课程设计 - 夹套反应釜更新完毕开始阅读95d2f624de80d4d8d15a4fad
课程设计任务说明书
2．反应釜釜体的设计
夹套式反应釜是有罐体和夹套两大部分构成。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。夹套传热是一种应用最普遍的外部传热方式。它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。
罐体和夹套的设计主要包括其结构设计，各部分几何尺寸的确定和强度的计算与校核。 2．1罐体和夹套的结构设计
罐体一般采用立式的圆筒形容器，有顶盖，筒体和罐体构成。通过支座安装在基础平台上。封头一般采用椭圆形封头。顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支撑搅拌器及其传动装置。顶盖与罐体分别于筒体相连。罐体与筒体的连接常采用焊接连接，顶盖与筒体的连接形式分为可拆和不可拆两种。由于筒体内径Di<1200mm，因此下封头与筒体的连接采用焊接连接。此次上封头采用平盖封头，而为了拆卸清洗方便，上封头采用法兰与筒体连接。 夹套型式与罐体大体一致。 2.2 罐体几何尺寸计算 2.2.1确定筒体内径
常用搅拌容器的高径比
种类 反应釜、混合槽、溶解槽 反应釜、分散槽 聚合釜 搅拌发酵罐
一般有工艺条件给定容积V、筒体内径Di 估算：
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筒体内物料类型 液-液或液-固体系 气-液体系 悬浮液、乳化液 气-液体系 高径比i 1-1.3 1-2 2.08-3.85 1.7-2.5 课程设计任务说明书
Di?34Vhi
Hi ，由表4-2选取。根据题意取i=1.1， Di已知V=1.1m3,则D1=1083mm, 将Di 圆整到公称直径系列，则
式中i为长径比即：i?Di =1100mm。 2.2.2 确定封头尺寸
椭圆封头选取标准件，它的内径与筒体内径相同，标准椭圆封头尺寸见附表4-2.即DN=D1 =1100mm
椭圆封头选取标准件见图2-1，它的内径于筒体内径相同，其厚度计算并向上圆整，常用标准椭圆封头尺寸见表D-2，质量见表D-3.可知：曲边高度h1?300mm，直边高度h2=25mm，容积V?0.1980m3，内表面积A?1.3980m2。 2.2.3 确定筒体的高度H1
反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度H1按下式计算并进行圆整：H1=(V－V封)/V1m
式中V封 ------------封头容积：0.1980m3（见表D-2） V1m ------------1m高筒体容积（见表D-1）：V1m =0.950m3 /m 得 H1= (1.1-0.1980)/0.950=949mm 圆整后的H1=950mm
有 H1/ D1<1 所以不符合要求 选取i=1.3重新对筒体内径估算
Di
?34Vhi
得：D1=1025mm, 将Di 圆整到公称直径系列，则
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Di =1000mm。 V1m =0.785m3 /m 选取椭圆封头DN=D1 =1100mm
可知：直边高度h2=25mm，容积V?0.1505m3，内表面积A?1.1625m2。 得 H1= (1.1-0.1505)/0.785=1209mm
圆整后的H1=1250mm 有 1
V= V1m×H1 + V封 =0.785?1.25+0.1505=1.13m 符合要求 2.3夹套几何尺寸计算
夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套的安装尺寸，夹套内径D2可根据筒体内径D1按下表4-3选取，夹套下封头型式同筒体封头，直径D2与夹套筒体相同。
夹套直径D2/mm
D1 D2 D2 =D1+100=1100mm
夹套高H2有传热面积而决定，不能低于料液高，
500~600 Di+50 700~1800 Di+100 2000~3000 Di+200 3
> 1.1 m
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?取较大值??0.7 装料系数 ： η=操作容积/全容积因物料反应较平静，??0.6?0.85，夹套高H2 计算：H2 = （ηV-V封）/V1m 代入数值计算 得：H2 = ?0.7?1.13?0.1505??0.785?810mm 圆整 H2 =900mm
夹套所包围的罐体的表面积，一定要大于工艺要求的传热面积F，即： F封＋F筒?F
其中F筒——筒体表面积，F筒=H2 F1m F1m=3.14m2 F封——封头表面积，见表D-2. F封=1.1625m2
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其中 故 F封＋F筒 =1.1625＋0.9 ?3.14=3.99m2>3 m2 所以换热要求满足。
2. 4.1夹套的连接形式
整体夹套和罐体有两种连接型式，即可拆卸式和不可拆卸式。夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，此反应釜所选结构如图所示：
2.4.2 内筒及夹套的受力分析
工艺提供的条件为：釜体内筒中设计压力为0.44MPa，夹套内设计压力为0.55MPa，则夹套筒体和夹套封头承受0.55MPa内压：而内筒的筒体和下封头既承受0.44MPa内压，同时又承受0.55MPa外压，其最恶劣的工作条件为：停止操作时，内筒无压而夹套内仍有蒸汽压力，此时内筒承受0.55MPa外压。 2.5夹套反应釜的强度计算
夹套反应釜几何尺寸确定后，要根据已知的公称直径，设计压力和设计温度进行强度计算
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