反应釜设计条件及设计内容分析.doc

设计条件及设计内容分析 由设计条件单可知，设计的反应釜容积为1.8m3、操作容积为1.54m3;搅拌装置配置的电机功率为3.0KW、搅拌轴转速为85r/min、搅拌桨形式为框式；加热方式为用夹套内导热油进行电加热；装置上有8个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热套管、1个固体物料进口、1个测控接管。反应釜设计的主要内容有： （1）、釜体的强度、刚度、稳定性计算和机构设计； （2）、夹套的强度、刚度计算和结构设计； （3）、设计釜体的法兰连接结构、选择接管、管法兰； （4）、人孔的选型及补强计算； （5）、支座的选型及验算； （6）、视镜的选型； （7）、焊缝的结构及尺寸设计； （8）、电机、减速机的选型； （9）、搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）、选择联轴器； （11）、设计机架结构及尺寸； （12）、设计底盖结构及尺寸； （13）、选择轴封形式； （14）、绘制总装配图及搅拌轴零部件等。 反应釜釜体的设计 1.1 釜体DN、PN的确定 1.1.1 釜体DN的确定 对于直立的反应釜来说，釜体的设备容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积，即 V=VT+VF 式中 VT—设备筒体部分容积， m3; VF—封头容积， m3。 根据V及选定的L/Di值，将釜体视为圆柱形筒体，可以初步估算筒体内径，切根据设备条件单可知L/Di=1.1。 有题可知L/Di=1.2 且V=(πDi2/4)·L=1.8 则Di==≈1.28，圆整后Di=1300mm， 根据规定DN取1200mm。 1.1.2 釜体PN的确定 因操作压力为Pw=0.58MPa，查标准得PN=0.6MPa 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1 设计参数的确定 因釜体上装有安全阀，取P=1.1Pw P=1.1Pw=1.1*0.58=0.638MPa Pl=ρɡh=1.0*103*10*1.1*1.2*10-6=0.0132MPa 由于PL/P=*100%=2.1%5% 因此可以忽略PL 取Pc=P=0.638MPa φ=1.0，（100%无损探伤），C1=0.25，因带有夹套，双面腐蚀C2=1， 查表得0Cr18Ni10Ti材料[σ]t=137MPa 1.2.2 筒体壁厚的设计 由公式Sn=+C得 由Sn=+C=+0.25+1=4.05mm 考虑不锈钢常用厚度为5mm，则取Sn=5mm 釜体封头的设计 封头的选型 由题目可得该反应釜的封头采用标准椭圆形封头，类型是EHA。 1,3,2 设计参数的确定 P=1.1Pw=1.1*0.58=0.638MPa，PL=0.0132MPa（可忽略，道理同上） 压力同釜体Pc=P=0.638MPa φ=1（双面焊，100%无损探伤） C1=0.25mm C2=1mm(双面腐蚀) 查表得0Cr18Ni10Ti材料[σ]t=137MPa 1.3.3 封头的壁厚的设计 由公式得Sn=+C=+0.25+1=4.38mm 取封头Sn与筒体一致，则Sn=5mm 1.4 筒体长度H的设计 1.4.1 筒体长度H的设计 由DN=1200mm查EHA标准可知Vf=0.2545m3 筒体每米高容积V1=1.131m3/m，则 筒高估算为H==≈1.37 圆整取 H=1370mm 1.4.2 釜体长径比L/Di的复核 釜体长度为L=H+h+hi=1370+25+（325-25）=1495mm 圆整后L=1500mm 长径比复核为==1.25 1.5 外压筒体壁厚的设计 1,5.1 设计外压的确定 Pc=0.1MPa 1.5.2 试差法设计外压筒体的壁厚 设筒体的壁厚为Sn=5mm Se=Sn-C=5-1.25=3.75mm D0=Di+2Sn=1200+2*5=1210mm 由Lcr=1.17 D0(D0/Se)?得Lcr=1.17*1210*(1210/3.75)?=25430.1mm ∴该筒体为短圆筒，圆筒的临界压力Pcr=2.6ES2e/[LD0(D0/Se)?] 查文献1中图15-7的E=1.86*103代入 得Pcr2.6*1.86*105*3.75