搅拌发酵罐的设计化工设备课程设计.doc

PAGE 化工设备课程设计 8m3 院 系 　 化学化工学院　　　 专 业 　 化学工程与工艺 班 级 　　 　　　 学 号 　　　　　　　 学 生 姓 名 　　　　　　　　 联 系 方 式 　　　　　　　 指 导 教 师 　　职 称 　 20XX年X月 摘 要 本设计是关于容积为8m3的夹套搅拌发酵罐的设计，立式结构，搅拌速度n=120r/min,容器内：发酵醪溶液；筒体材质：0Cr18Ni9，筒体高径比为2.1，厚度是12mm；夹套筒体材质为Q235B，内径1900mm，厚度为10mm；传热面积15.8 m2；选用六直叶圆盘涡轮式搅拌器，3层，搅拌功率11.95kW；封头是公称直径DN为1800mm 标准椭圆封头，厚度为8mm；电动机选用YB2-200L1-2-15kW；减速器选用摆线针齿行星装置XL-15/120Ⅰ，与电动机直径相连，轴封选用机械密封；中间轴承选用SL80-2000T1；支座为4个A5耳式支座。 关键词：夹套搅拌发酵罐；高径比；筒体；搅拌器；电动机；减速机；支座 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 设计任务书 1 1.设备工作原理及结构介绍 1 2.搅拌容器结构设计 1 2.1确定发酵罐的几何形状 1 2.2夹套几何尺寸计算 2 2.3搅拌器的几何尺寸 2 2.4接管 2 2.5挡板 2 2.6人孔 2 2.7视镜 2 2.8支座 2 3.搅拌设备强度计算 3 3.1筒体强度计算 3 3.2夹套强度计算 3 3.3封头强度计算 3 3.4搅拌功率计算 3 3.5电动机额定功率的确定 4 3.6搅拌器强度设计 4 3.7搅拌轴设计 5 3.8传动装置设计 5 3.9支座 6 3.9.1支座承受的实际载荷Q 6 3.9.2计算支座处圆筒所受的支座弯矩 7 3.10开孔补强计算 7 设计小结 8 参考文献 9 PAGE 9 设计任务书 已知搅拌发酵罐的工艺条件如下。容积8m3，立式结构，搅拌速度n=60r/min,要求物料分散均匀；容器内：发酵醪溶液，μ=0.092 Pa·s, ρ=1050kg/m3；夹套：冷却水；容器内操作条件：工作压力：常压（短时蒸汽消毒0.1MPa）；工作温度35℃，（短时121℃）；夹套内冷却水压力为0.2 MPa（表）；冷却水进口温度25℃，出口温度30℃；夹套高度取筒体高度的75%~85%；筒体材质：0Cr18Ni9；装料系数φ=0.85。 设计任务：设计出搅拌容器结构，包括罐体几何形状、夹套、搅拌器、接管、挡板、人孔、视镜、支座的计算和设计；进行强度计算，包括筒体、夹套、封头、搅拌功率、电动机功率计算及设计及搅拌轴设计、传动装置设计、支座；绘制夹套搅拌发酵罐的工程图样。 1.设备工作原理及结构介绍 机械搅拌设备主要用于物料的混合、传热、传质和反应等过程。一般来讲，搅拌反应釜主要是由反应釜、搅拌装置、传动装置和轴封等组成。反应釜包括釜体和传热装置，它是提供反应空间和反应条件的部件，如蛇管、夹套和端盖工艺接管等。搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，靠搅拌轴传递动力，由搅拌器达到搅拌目的。传动装置包括电动机、减速机及机座、联轴器和底座等附件，它为搅拌器提供搅拌动力和相应的条件。轴封为反应釜搅拌轴之间的密封装置，以封住釜体内的流体不致泄露。由电机驱动，经减速机带动搅拌轴及安装在轴上的搅拌器 搅拌反应釜的操作目的主要表现为：(1)使不互溶液体混合均匀，制备均匀混合液、乳化液，强化传质过程；(2)使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应；(3)制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或液-固化学反应；(4)强化传热，防止局部过热或过冷。 2.搅拌容器结构设计 2.1确定发酵罐的几何形状 根据表7-1，选发酵罐的高径比为2.1，两端采用标准椭圆封头，则圆筒体内径 Di===1.69 m 圆整发酵罐的内径为Di=1.8m 查JB/T 4746-2002标准可知公称直径DN1800mm 标准椭圆形封头的容积Vd=0.826m3 则筒体的高度 H=Di×i=1.8×2.1=3.8 m 核算高径比i和容积V，都符合要求。 2.2夹套几何尺寸计算 夹套内径取D2i= = 1900mm[1] ,则夹套高度 H2=0.75H=0.75×3.8=2.8 m 因此传热面积为 A=πDi H2 = π × 1.8 ×2.8=15.8 m2　 所以只在筒体部分设有夹套即可。 2.3搅拌器的几何尺寸 要