过控专业课程设计--夹套反应釜设计.docxVIP

目录第1章绪论31.1概述31.2搅拌器研究状况31.3搅拌设备研究中的主要难点以及解决方法31.4搅拌设备在工程技术上的特点3第2章罐体几何尺寸计算32.1 确定筒体内径32.2 确定封头尺寸32.3 确定筒体高度32.4 夹套几何尺寸计算32.5 传热面积计算32.6 夹套反应釜的强度计算32.6.1 强度计算的原则及依据32.6.2 内筒及夹套的受力分析32.6.3 强度计算(按内压计算厚度)32.6.4 稳定性校核（按外压校核罐体厚度）32.6.6 水压试验校核3第3章反应釜的搅拌装置33.1 选择搅拌器33.2 电动机额定功率的确定33.3 搅拌轴设计33.4 搅拌器强度设计3第4章反应釜的传动装置34.1 选用电动机34.2 选用减速器34.3 凸缘法兰的选用34.4 选用安装底盖34.5 机架的选用34.6 联轴器的选用34.7 轴封装置3第5章工艺接管及附件选用35.1 工艺接管35.2 人孔和手孔35.3 设备接口35.3.1 接管与管法兰35.3.2 补强圈35.4 视镜35.5 支座35.6 挡板3第6章焊缝结构的设计36.1 釜体上的主要焊缝结构36.2 夹套上的焊缝结构的设计3参考文献3鸣谢3第1章绪论1.1概述搅拌反应器是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的单元设备之一，适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶等聚合反应，此外，也大量应用于医药、化工、食品、冶金、采矿、造纸废水处理等行业。一台夹套搅拌反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。1.2搅拌器研究状况由于每一种搅拌器都不是万能的，都只在一特定的应用范围内才是高效的。近年来，许多国际混合设备公司竞相开发高效节能、造价低廉的搅拌器。通常在轴封、传动装置、传质传热搅拌方面有所突破，例如搅拌装置中典型的有A310、A315叶轮等。以美国莱宁（LIGHTNIN）公司开发A310搅拌器为例，其叶片由钢板按一定规律弯曲制成，不必使用铣或精密浇铸等成型工艺，三叶片可用螺栓固定或焊接在轮毂上，这样有利于大型搅拌器的制造和安装。尺寸较小时也可以铸造成型。这些搅拌器非常适合于均相混合、固液悬浮等操作。当用于固-液悬浮时，达到同样悬浮效果，A310叶轮比传统上使用的45°斜叶涡轮要节能50%。其他还有A315，适合气液搅拌的发酵体系。1.3搅拌设备研究中的主要难点以及解决方法各种生产过程对搅拌往往有不同要求，有的过程要求通过搅拌起到混合和搅动作用。有的要求在搅拌作用下，使固体或液体中保持悬浮状态，这就要求搅拌器具有一定的技术特性，如一定的泵型式、尺寸、转速和功率等。还需要从经济的角度，考虑搅拌器及减速装置的设备投资费用和日常动力消耗的操作费用。对搅拌釜来说，依据物料的相态，可分为均相和非均相两类，非均相反应过程如悬浮聚合、乳液聚合，以及一些有固体催化剂的聚合体系。均相体系对搅拌的要求主要是使物料搅动，以提高传热和传质速率，并使物料混合均匀。非均相体系，除了上述的这些要求之外，还要求“分散相”在“连续相”中能保持稳定的均匀的分布。这就要求对搅拌装置进行不同的设计。在流体粘度较低，搅拌转速较高的情况下，容易产生漩涡流况。在漩涡存在时，轴向的循环速率常低于径向的循环速率，影响搅拌效果。还有一种情况值得注意，剧烈打旋的流体常引起往复冲动的浪涛，结合漩涡作用，对搅拌轴将造成起伏的冲击力。为了消除漩涡，通常采用在容器内安装挡板的办法。1.4搅拌设备在工程技术上的特点搅拌设备的设计依赖经验和实验、放大困难，并且它是机械与过程装备专业知识的集成，属于非标设备，随着工业的发展，根据工艺过程的要求，搅拌设备的研究朝着以下几个方向发展：材料耐腐蚀化、设备大型化、设计智能化、控制自动化、制造工艺合理化。第2章罐体几何尺寸计算搅拌设备的罐体一般是立式圆筒形容器，由顶盖、筒体和罐底组成，罐底大多为椭圆形封头，必要时也可选锥形封头。顶盖选用椭圆形封头或平盖。罐底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，要求可拆时，采用法兰连接。2.1 确定筒体内径一般有工艺条件给定容积V、筒体内径按照式（2-1）估算：（2-1）式中V—工艺条件给定容积，：— 高径比，（按物料的类型选取，见表2-1）—填料系数，取0.85表2-1 常用搅拌容器的高径比种类筒体内物料类型高径比i反应釜、混合槽、溶解槽液-液或液-固体系1-1.3反应釜、分散槽气-液体系1-2聚合釜悬浮液、乳化液2.08-3.85搅拌发酵罐气-液体系1.7-2.5由表2-1可取，根据式（2-1）得：圆整得：2.2 确定封头尺寸椭圆封头选