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李乐乐均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计资料

化工原理课程设计

设计题目：均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计设计者班级：树达学院化学工程与工艺1班

设计者姓名：陈儒涛、李菁文、潘慧

设计者学号：201321370101、201321370106、201321370110设计日期：2015-11-22

指导老师：兰支利

一、设计题目：均相液体机械搅拌夹套冷却反应器设计

带搅拌装置的夹套式反应器是有机化工的最常见反应器，是精细化工生产中常采用的间歇式反应釜，对其的设计具有重要的应用背景。

二、设计任务及操作条件

1. 处理能力120000m3／a均相液体

2. 设备型式机械搅拌夹套冷却装置

三、操作条件

1. 均相液体温度保持60℃。

2. 平均停留时间20min。

3. 需要移走热量120kW。

4. 采用夹套冷却，冷却水进口温度20℃，冷却水出口温度32℃。

5. 60℃下均相液体物性参数：比热容Cp=1 050J／(kg·)℃，导热系数

λ=0.65W／(m·)℃，平均密度ρ=950kg／m3，粘度μ＝2.735x10-2Pa·s。

6. 忽略污垢及间壁热阻

四、设计项目

1、设计方案简介：对确定的工艺流程及设备进行简要论述

2、搅拌器工艺设计计算：确定搅拌功率及夹套传热面积

3、搅拌器、搅拌器附件、搅拌釜、夹套等主要结构尺寸的工艺设计计算，完成结构设计

4、主要辅助设备计算与选型：冷却水泵、搅拌电机及接管等

5、设计结果汇总

6、工艺流程图（PFD）及主体设备工艺条件图

7、设计评述

第一章设计方案简介 (4)

1.1搅拌器的选型 (4)

1.2搅拌器的安装选择 (5)

1.3电动机的选型 (5)

1.4减速机的选型 (6)

1.5密封装置的选择 (6)

1.6物料进口出口安置 (6)

1.7夹套进出口安置 (6)

1.8泵的选择 (7)

1.9支座的选择 (7)

1.10管子的选择 (7)

1.11封头的选择 (7)

第二章工艺流程图及说明 (8)

第三章工艺计算及主要设备的计算 (9)

3.1均相液体和冷却水的物性数据 (9)

3.2搅拌槽的计算 (9)

3.3搅拌器的功率计算 (11)

3.4总传热面积 (13)

3.4.1被搅拌液体侧的对流传热系数.. (13)

3.4.2夹套测冷却水对流传热系数 (13)

3.4.3总传热系数 (14)

3.4.4夹套传热面积 (14)

第四章设备的选型 (15)

4.1电动机的选型 (15)

4.2支座的选择 (15)

4.3泵的选型 (15)

4.3.1 输料泵的选型计算 (15)

4.3.2 冷水泵的选型计算 (15)

第五章设计结果一览表 (17)

第六章附图（另附搅拌器工艺流程图及设备设计条件图） (20)

第七章设计心得 (20)

第八章主要符号说明 (21)

第九章参考文献 (21)

第一章设计方案简介

搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产或多或少地应用着搅拌操作，化学工艺过程的种种物理过程与化学过程，往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的，而带搅拌的反应器则以液相物料为特征，有液-液、液-固、液-气等相反应。

搅拌的目的是：1、使互不相溶液体混合均匀，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、浸取或发生液-固化学反应；4、强化传热，防止局部过热或过冷。所以根据搅拌的不同目的，搅拌效果有不同的表示方法，

搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌时比较弱的，所以在工业生产，大多数的搅拌操作均是机械搅拌。本设计实验要求的就是机械搅拌搅拌器设备的设计遵循以下三个过程：

1、根据搅拌目的和物理性质进行搅拌设备的选型

2、在选型的基础进行工艺设计与计算

3、进行搅拌设备的机械设计与费用评价。在工艺与计算中最重要的是搅拌功率的计算和传热计算。

1.1搅拌器的选型

搅拌器主要类型有：桨式，开启涡轮式，圆盘涡轮式，推进式，框式，螺带式，三叶后掠式等。搅拌器的选用应满足下列要求：保证物料的混合均匀，功率消耗最少，所需费用最低，操作方便，易于制造和维修。

由于本设计是低黏度的液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，主要目

的是在给定的时间内达到或接近均相混合的要求。其主要控制因素是容积循环速率。由于三叶推荐式的循环强且消耗动力少，循环容易，所以是最适用的。而涡轮式虽有高的剪切力，但对于这种混合过程并没太大的必要，所以若用在大容量液体混合时就不合理。桨式的因其结构简单，在小量液体混合中广泛的应用，但用在大量液体混合时，其循环能力就不足。

透平式是化工厂中运用最为广泛的搅拌器，能有效的完成几乎所有的搅拌操作并能处理粘度范围较广的液体，他们在差生径向液流时特别有效，但亦同时引起轴向液流，尤其在槽壁上有挡板之时.对混合密度大致相同的液体，他们的效力极为显著，此外，它们的造价也比多数其他形式的搅拌器低.

结合这次设计的各种条件选择是的六个平片的透平式搅拌器.

1.2搅拌器的安装及组成选择

1.2.1搅拌器上端可用机械密封，易维护、检修、寿命长。搅拌器的安装高度要有利于底部出料，使出料口处得到充分的搅动，使输料管路畅通。

1.2.2组成

搅拌罐由搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌器、支承、传动装置、轴封装置等组成，还可根据工艺要求配置加热装置或冷却装置。

搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌器、轴封等选用材料可根据不同的工艺要求选用碳钢或不锈钢等材料来制作。

搅拌罐体与搅拌罐盖可采用法兰密封联结或焊接联结。搅拌罐体与搅拌罐盖可根据工艺要求开进料、出料、观察、测温、测压、蒸汽分馏、安全放空等工艺管孔。

搅拌罐盖上部配置有传动装置（电机或减速器），由传动轴驱动搅拌罐内的搅拌器.

轴封装置可采用机封或填料、迷宫密封等多种形式(根据用户需要确

定)。

1.3电动机的选型

电机功率选用应满足搅拌器运动转功率与转动系统，轴封系统功率损失的要求，还要考虑到有时在搅拌操作中会出现不利的条件导致功率过大。

搅拌转动装置常配用4极或6极电动机，8极电动机比较少用，2极电动机几乎不用。通常，减速机有多种速比可选择，配用4极或6极电动机有可能获得相近的搅拌转速。当电动机功率相同时，4极电动机比6极电动机便宜，质量轻，但所要求的减速机的减速比较大，减速机可能比较贵。所以我们选用6极的电动机。

1.4减速机的选型

减速机的选择是根据反应釜搅拌传动所需的电机功率，搅拌轴转速（即减速机输出轴转速），然后再根据其他具体条件综合考虑，确定适用的减速机。其中反应釜为立式安装，采用耳式反应。由于设备需要保温，反应釜直接支撑在楼板上，所以选B型，选四个支座。由于反应釜的直径为2020mm，大于900mm所以需要开设入孔。便于安装，拆卸，清洗和检修设备内部的装置。选用圆形入孔的机器制造方便。圆孔的大小及位置以进出设备方便；搅拌器的尺寸，以方便搅拌器轴及搅拌器能通过的入孔放入罐体内。

1.5 密封装置的选择

用垂直于轴的平面来密封转轴的机械密封装置。与填料密封相比，机械密封是一种功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封形式。机械密封装置主要由动环、静环、弹簧加荷装置和辅助密封圈等四部分组成。

1.6 物料进口安置

出料管的结构设计主要考虑物料是否易于放出且能放尽，阻力小，不易赌塞，温应力等因素。我们设计的出料口在反应釜的下端，便于物料排净，不用设置出料泵。另外，出料口设置温度测量点，以便控制物料的冷却温度。

1.7夹套进出口安置

冷却液进口管安置在反应釜两侧，使液体从底部进入，高端流出，从而避免气泡的产生，使传热介质能充满整个夹套空间。

1.8 泵的选择

泵的选型的重要依据是：工艺装置生产中，要求泵输送的介质流量Q；要求额定流量不小于装置的最大流量，或取正常流量的1.1~1.5倍；进口压力和出口压力；进口介质温度；操作状态为连续操作或间歇操作；装置汽蚀余量。根据本设计的均相料液和冷却用水的粘度、要求的流量、估算的扬程和连续操作的要求，我们选用离心泵，料液泵型号选IS80-65-125，冷却水型号选IS-65-50-160。

由于预防操作过程中出现意外，所以，离心泵应一开一备。

1.9 支座的选择

立式安装的反应釜最常用的支座为耳式支座。标准耳式支座为（JB/T4725-92）。分为A型和B型两种。当设备需要保温或直接支承载楼板上时选B型，否则选择A型。所以本次设计所用B型耳式支座。由于每台反应釜常用4个支座。所以再根据所要支撑的重量来选择合适的允许载荷。

1.10 管子的选择

化工厂中介质的流体运动，绝大多数是湍流。当输送流体的流量一定时，管径的大小直接影响经济效果。管径小，介质流速大，管路压力降大，从而增加了流体输送机械（泵或压缩机）的动力操作费用;反之，增大管径，虽然动力费用减少，但管路建造费用却增加。管径的大小，依据化工运行中介质可能出现的最大流量，介质的推荐流速和允许的压力降来确定。

1.11封头的选择

封头是压力容器必不可少的重要组成部分，封头分为半圆形封头、标准椭圆形封头、蝶形封头、球冠形封头四种，其中分别以外径和内经为基准取封头的高度，然而封头的选取根据其搅拌槽的内压力又有所不同，主要是看是否能符合生产的需要等因素。

第二章工艺流程图及说明

冷水出口

离心泵

流程的说明

首先，将冷水放入冷水储罐，在里面停留一定的时间，达到要求温度之后，通过离心泵将加热后的水抽入夹套，通过调节阀控制水的流量，流出的水进入流出水储罐。其次，均相料液由料液泵抽入搅拌槽，开动并调节搅拌器转速，通过料液进口的调节阀，控制料液进料的流量，使得料液在搅拌槽中停留一定时间，最后，流出的均相液体进入储罐。

第三章工艺计算及主要设备的计算

3.1均相液体和冷却水的物性数据

均相液体60℃下的物性参数

比热容1050J/(kg. ℃)；

导热系数0.65w/(m. ℃)

平均密度950kg/m3

粘度2

? Pa·s；

735

冷却水定性温度选进出口的平均温度(20+32)/2=26℃；

查物性手册【化工原理第二版】在26℃下水的物性参数如下：

比热容4178J/(kg·℃)

导热系数0.610w/(m·℃)

密度996.7kg/m3

粘度3

?Pa·s

8825

查物性手册【化工原理第二版】在20℃下水的物性参数如下：

密度998.2kg/m3

粘度3

?Pa·s

004

查物性手册【化工原理第二版】在32℃下水的物性参数如下：密度955.0kg/m 3 粘度3107719.0-?Pa ·s

3.2搅拌槽的计算

一、搅拌器选型

因为该搅拌器只要是为了实现物料的均相混合，所以，推进式、桨式、涡轮式、三叶后掠式等都可以选择，此处选择六片平直叶圆盘涡轮式搅拌器。二、搅拌器设备设计计算

确定搅拌槽的结构与尺寸，明确搅拌桨及其附件的几何尺寸和安装位置，计算搅拌转速和功率，传热计算等，最终为机械色好几提供条件。（一）搅拌槽的结构设计 1、搅拌器的容积、类型、高径比对于连续操作，搅拌槽的有效体积为

搅拌槽的有效体积=流入搅拌槽的液体处理量×物料平均停留时间流入搅拌槽的液体处理量=120000m 3/a 所以，搅拌槽的有效体积

V=120000/(300×24) ×(18/60)=5.556m 3

一般取搅拌液体深度与搅拌槽内径相等以搅拌槽为平底近似估算直径。由搅拌槽的有效体积可计算出搅拌槽内径为1.9m ，搅拌液体深度为1.9m ，即

D ＝H ＝3

4π

＝

.3556

.54?＝1.9m 由于罐体没有特殊要求，一般选取最常用的立式圆筒型容器，根据传热要求，罐体带夹套，胶套选用螺旋板夹套。夹套内设导流板，螺距P=0.05m ，夹套环隙E=0.05m

一般实际搅拌槽的高径比为1.1—1.5，现取1.2.

搅拌槽筒体总高

H0=1.2×1.9＝2.28m

2、搅拌桨尺寸及其安装位置

搅拌器为六片平直叶圆盘涡轮式。由化工原理上册计算得：

(1)叶轮为透平式，有6个平片，安装在直径S=0.5m的中心圆片上

(2)叶轮直径d＝0.33D＝0.33×1.9＝0.63m

(3)叶轮距槽底的高度C=1.0d＝0.63m

(4)叶片宽度b=d/5=0.63/5=0.13m

(5)叶片长度L=d/4=0.63/4=0.16m

(6)液体深度H=1.0D=1.0×1.9=1.9m

(7)挡板数=6，垂直安装在槽壁上并从槽底延伸到液面之上

(8)挡板宽度W b=D/10=1.9/10=0.19m

(9)搅拌器的转速：U t=πdn

U t----------叶片末梢速度，在此处取值为5.2 m·s-1（依据下表）

n-----------搅拌器转速

透平式叶轮的末梢速度范围

3、搅拌槽的附件

为了消除可能的打旋现象，强化传热和传质，安装6片宽度为(1/10)D即0.19m的挡板。全挡板的条件判断如下：

n b =(

W b )2

.1n b (0.19/1.9)1.2×6=0.379 由于0.379＞0.35，因此，符合全挡板条件。

根据GB/T 规定，材料选择是Q235-B ，根据《化工设备机械基础》第六版选材的一般原则：（1）压力容器用钢材应符合GB150—1998《钢制压力容器》的要求，材料适用于设计压力不大于35Mpa 的压力容器，选材应接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的减速。压力容器受压元件用钢应是由平炉、电炉或氧气顶吹转炉冶炼的镇静钢，钢材（板材、带材、管材、型材、锻件等）的质量与规格应符合现行国家标准、行业标准或者有关技术规定。

压力容器承压构件使用普通低碳钢的适用范围见表，当操作温度在-20～3500C ，壁厚不大，且无频繁温、压波动时，可采用半镇静钢代替镇静钢。

压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围

所以在实际制造中应选择Q235-B 来制造。设计压力为p=1.0Mpa 搅拌槽的壁厚计算：

[]c

c P D

φσδ2P =1.0×1900/(2×113×0.8-1.0)=10.57mm δn =δ+C+圆整=10.57+0.63+圆整=12mm 式中

δ——圆筒的技术厚度，mm ；

P C =P=1.0Mpa ——圆筒的计算压力，Mpa ； D ——搅拌槽的内径，mm ；

φ——圆筒的焊接接头系数，设圆筒局部无损伤，取φ=0.80；

[]t σ——圆筒材料在设计温度下的许用应力，Mpa ，查《化工设备机械基础》

附九图得：[]t σ=113Mpa

整合后取搅拌槽壁厚为12mm 。

3.3搅拌器的功率计算

（二）、搅拌槽的设计计算 1、搅拌功率计算采用永田进治公式法计算 Re=

n d 2=0.632×2.6×950÷2.735×100=35844.35>300

Fr=g

d n 2=(2.6)2×0.63/9.81=0.434

由于Re 数值很大，处于湍流区，因此，应该安装挡板，以消除打旋现象。功率计算需要知道临界雷诺数Re c ，用Re c 代替Re 进行搅拌功率计算。Re c 可以从图上湍流和层流的转折点得出，根据已知条件，从图上读出Re c =14.0 六片平直叶涡轮桨叶的宽b=0.13m ，桨叶数z=6 b/D=0.13/1.9=0.068 d/D ＝0.63/1.9=0.332 H/D=1.0 sin θ=1.0

A=14+( b/D)［670(d/D-0.6)2+185］=14+0.068×［670×(0.332-0.6)2+185］=29.85

496.110

14.1)5.0(43.12

==??

????---D d D b B

P=1.1+4(b/D)-2.5(d/D-0.5)2-7(b/D)4=1.1+4?0.068-2.5×(0.332-0.5)2-7×

0.0684=1.269

N p =[]

2.1)35.0(0.66

30.66

3sin )(Rec 2.310Rec 2.110Rec θD b

H B A ++++=29.85/14+1.496?[(103

+1.2×140.66)/(103+3.2×140.66)]1.269×1×1=2.132+1.496×0.986=3.61 N= N p ρ·n 3·d 5=3.61×950×2.63×0.635=5982W

在查图中档流动变为充分湍流时，即Re>10000以后，功率曲线变成水平线，此时流动与雷诺数和佛劳德数都无关，应读图得到φ=N p =6.1，所以对于有挡板的典型构型搅拌器，Re>10000时

N=6.1ρ·n 3·d 5=6.1×950×2.63×0.635=10108.26W

如果采用查Rushton 算图计算，当Re=6.62×104时，查得φ=N p =6.1，与用永田进治公式计算所得结果有一定的差距，这也不难理解，因为查图本身就有一定的误差，同时，经验公式也有一定误差。

3.4总传热面积

1、被搅拌液体侧的对流传热系数αj 采用佐野雄二推荐的关联式计

算

Nu j =08

.052

.03/1227.034Pr )(512.0??

???

? ??D b D d D νε

ε=N/m=N/ρν=4N/ρπD 2H

=5982×4/（950×3.14×1.92×1.9）=1.17W/Kg ν=μ/ρ=2.735×10-2/950=2.879×10-5

227.034

)(νεD =()

227

.03

5410

879.29.117.1???

????-=2295.32

Pr=C p μ/λ=1050×2.735×10-2/0.65=44.18

Nu j =αj D/λ=08

.052

.03/1277.034Pr )(512.0??

???

??D b D d D νε

1.9αj /0.65=0.512×2295.32×44.181/3×0.3320.52×0.0680.08 ∴αj =646.06w/(m 2·0C)

2、夹套侧冷却水对流传热系数α，计算时可忽略V is 项

Nu=αD e /λ=0.027Re 0.8Pr 0.33V is 0.14 下面计算水的流速u

查物性手册定性温度（20+32）/2=260C.冷却水的物理参数如下：比热容：C p =4178J/(Kg ·0C) 导热系数λ=0.610 w/(m 2·0C) 密度ρ=996.7Kg/m 3 粘度μ=8.825×10-4pa ·s 需要移走的热量为：

Q=120000+N=120000+5982=125982W

冷却水的质量流量：

Q=mC p (t 2-t 1) m=Q/ C p (t 2-t 1)= 125982/［4178?（32-20）］=2.51Kg/s 夹套中水的流速： u=

P m ?ρ

/=（2.51/996.7）/（0.05×0.05）=1.01m/s D e =4E=4×0.05=0.2m D C =1.850m

Re.=D e u ρ/μ=(0.2×1.01×996.7)/(8.825×10-4)=228139.83 Pr= C p μ/λ=4178×8.825×10-4/0.610=6.04

0.2α/λ=0.027×228139.830.8×6.040.33[1+3.5×(0.2/1.85)]

α=3974.98w/(m 2

·0

3、求总传热系数K ，忽略污垢热阻和搅拌槽壁热阻

K=1/(1/αj +1/α)=1(1/646.06+1/3974.98)=555.74w/(m 2·0C)

4、求夹套传热面积

由Q=KF m t ?

m t ?=

2121ln t t t t ???-?=20

32ln )

3260()2060(---=33.640C F=m

t K Q

?=125982/（555.74×33.64）=6.74m 2

需要可算一下夹套可能提供的传热面积是否能满足传热要求，计算是可考虑

搅拌槽内表面能提供的传热面积，如果该面积能满足要求，即可认为将夹套设计符合要求。

搅拌槽内表面能提供的传热面积（按最小面积计算）： πDH=3.14×1.9×1.9=11.34m 2

该面积大于计算所需要的传热面积F=6.74m 2，因此，夹套设计符合要求。

第四章设备的计算和选型

4.1电动机的选型

电动机的功率：()W 67.664690

.05982

===

ηP P m ≈6.65(KW) 式中P m ——所需要的电机功率，KW ；

η——总传动效率。（一般取0.85~0.95，机械密封结构时，可以取值较高；填料密封结构时，取值较低）

圆整后功率为7.5KW ，选取型号为Y132S2-2三相电动机，功率7.5kW ，额定电流15A ，额定转速2900r/min 。

4.2支座的选择

立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四种，中、小型直立容器常采用前三种支座，高塔设备则广泛的使用裙式支座。夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。在本次设计中，我们

耳式支座有较宽的安装尺寸，当设备外面有保温层，或者将设备直接放在楼板上的，宜用B 型耳式支座。查《化工设备机械基础》附表17可知：JB/T4725-95，支座个数为四个，支座允许的载荷100KN ，适用容器的公称直径DN1300～2600mm 。支座高度320，支座质量28.7Kg.地脚螺旋规格M24，d=30.底板l 1=250，b 1=180，ζ=16，s 1=90，筋板l 2=330，b 2=200，ζ=12，垫板l 3=400，b 3=320，ζ=10，e=48。

4.3泵的选型

4.3.1 输料泵的选型计算：

W 2

u d l f ?

?? ??+=ξλ [8]

取管内u=1.5m/s

V s =Q/C p t ρ=125982/(1050×60×950)=0.002105 (m 3/s) 由)(04228.05

.114.3002105

.0444

2m u

V d u

d V S

S =??=

ππ

则取d=43mm ，管路φ45ⅹ2.0mm ；取ξ=0.15（新的无缝钢管） Re=d ρ

υ/μ

=0.04×1.5×950/(2

10735.2-?)=2.084×103(2100

取用光滑管经验公式 λ=0.3164/Re 0.25=0.3164/(2.084×103)0.25=0.047

全管路设计中有3个90°弯头，ξ=0.75;一个全开阀，ξ=0.17；管长L=5+3=8（m ）

()kg /J 985.142

.117.075.035.0104.08047.0W 2

f =???? ??+?+++?=

()m g

W f f 528.181

.9985

.14h ==

罐内压强计算：r P 液H 1= 式中P 1——罐内压强，Pa ；

H 液——静液面高度，m ；

r ——重度，kg/（m 2·s 2），g r m ρ=（ρm 是均相液体密度，kg/m 3

）

。 H 底——反应罐到地面的高度，m 取H 底=0.5 m ， H 液=1.9m

()()kpa 71.17Pa 05.1770781.99509.1H 液1==??==r P

由机械能守恒得：

P g u h g P g u h e f ρρ22

2212

112z 2z +++=+++

根据GB/T 中有，标准椭圆形封头中，当以搅拌槽内经为基准时，则按公式：Di/2(H-h)=2计算的封头的高度，

经过计算封头高度H 封应为0.649m

049.3649.09.15.09.1封底1=++=++=H H z （m ）

z 2取1.2m ，

002.1h 81

.99301023.23528.10695.3e 3

+++=??+++

h e =6.569（m ） h=1.1×6.569=7.226m

机械设计基础第六版重点复习

《机械设计基础》知识要点绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。了解：常用材料的牌号和名称。第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。第17章: 1）联轴器与离合器的区别第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。

机械过滤器技术介绍

机械过滤器技术介绍机械过滤器机械过滤器也称压力过滤器，如只装一种石英砂滤料，则称为砂滤器，内部装有两种或以上（石英砂和无烟煤等）过滤介质，也称多介质过滤器。其主要作用是去除粒度大于20μm的机械杂质，经过混凝的小分子有机物和部分胶体，使出水浊度小于0.5NTU，CODMn 小于1.5mg/L，含铁量小于0.05mg/L，SDI≤5。机械过滤器根据需要滤料可以分为单层、双层和多层三种单层滤料在承托层上放置滤料，通常分为两种，一种是均匀滤料，由粒径0.5-0.53mm的石英砂组成，层厚700mm；另一种是不均匀滤料，粒径为0.3-0.63mm的石英砂，厚度600-700mm。由于目前大部分机械过滤器采用滤头布水，承托层可用2-4mm粗砂铺垫100mm即可，先粗后细分层放入。单层滤料的正常滤速为8-10m/h。双层滤料滤料分两层，上层为直径0.65-0.77mm的无烟煤，厚度460mm，下层为直径0.45-0.6mm 的石英砂，厚度为230mm。单层、双层、三层滤料的组成及滤速滤层规格正常滤速（m/h）强制滤速（m/h）粒径d/mm厚度/mm 单层石英砂0.5-1.27008-1010-14单层石英砂0.5-0.670010-1515-18双层无烟煤0.8-1.8300-40010-1414-18 石英砂0.5-1.240010-1414-18 三层无烟煤0.8-1.645018-2020-25石英砂0.5-0.823018-2020-25重质矿石0.25-0.57018-2020-25 多层滤料多层滤料比一般单层、双层滤料具有更大的截污能力和适应性，过滤效果较好。较常用的为三层滤料，最多的有五层滤料，总高度为1200mm。从上至下为：硬压胶粒，d=5mm（相对密度1.25，容重0.91g/cm3）；

夹套搅拌反应器设计(DOCX 30页)

夹套搅拌反应器设计课程设计说明书设计题目夹套搅拌反应器设计学生学号专业班级指导老师耿绍辉化工设备基础 Nefu.20121228

夹套搅拌反应器设计目录第一章设计方案简介 1.1反应釜的基本结构 1.2反应釜的机械设计依据第二章反应釜机械设计的内容和步骤第三章反应釜釜体的设计 3.1 罐体和夹套计算 3.2厚度的选择 3.3设备支座 3.4手孔 3.5选择接管、管法兰、设备法兰第四章搅拌转动系统设计 4.1转动系统设计方案 4.2转动设计计算：定出带型、带轮相关计算 4.3选择轴承 4.4选择联轴器 4.5罐体搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计4.6电动机选择第五章绘制装配图第六章绘制大V带轮零件图第七章本设计的评价及心得体会第八章参考文献

夹套搅拌反应器设计第一章设计方案简介搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产或多或少地应用着搅拌操作，化学工艺过程的种种物理过程与化学过程，往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的，而带搅拌的反应器则以液相物料为特征，有液-液、液-固、液-气等相反应。搅拌的目的是：1、使互不相溶液体混合均匀，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、浸取或发生液-固化学反应；4、强化传热，防止局部过热或过冷。所以根据搅拌的不同目的，搅拌效果有不同的表示方法。搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌时比较弱的，所以在工业生产，大多数的搅拌操作均是机械搅拌。本设计实验要求的就是机械搅拌搅拌器设备的设计遵循以下三个过程：1根据搅拌目的和物理性质进行搅拌设备的选型。2在选型的基础进行工艺设计与计算。3进行搅拌设备的机械设计与费用评价。在工艺与计算中最重要的是搅拌功率的计算和传热计算。 1.1反应釜的基本结构

搅拌反应釜的设计

1 绪论 1.1 反应釜概况搅拌设备是一种在一定容积的容器中，借助搅拌器向液相物料中传递必要的能量进行搅拌过程的化学反应设备。反应釜就是其中比较典型的一种，它适用于多种物性（如粘度、密度）和多种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业，是一种用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。搅拌式反应釜有很大的通用性，由于搅拌可以把多种液体物料相混合，把固体物料溶解在液体中、将几种不互溶的液体制成乳浊液、把固体微粒搅浑在液体中制成悬浮液或在液相中析出结晶等，故搅拌反应釜可以在带有搅拌的许多物理过程中广泛的应用。同时在研究容器的结构方面，如容器形状、搅拌装置、传热部件等，搅拌式反应釜都具有代表性。在大多数设备中，反映釜是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器，约占反应器总数的90%。其它如染料、医药、农药、油漆等设备的使用亦很广泛。有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备作了调查及功率测试，结果是许多湿法车间的动力消耗50%以上是用在搅拌作业上。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因为搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围广，又能适用于多样化的生产。搅拌式反应釜在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精致，汽油添加四乙基铅等添加物而进行混合，使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。因为在石油工业中大量使用催化剂、添加剂，所以对于搅拌设备的需求量比较大。由于物料操作条件的复杂性、多样性、对搅拌

夹套式反应器温度串级控制控制方案设计设计

目录一.概述……………………………………………………………2-6页 1.1化学反应器的基本介绍…………………………………2-3页 1.2夹套式反应器的控制要求…………………………………3 页 1.3夹套式反应器的扰动变量………………………………3-4页 1.4基本动态方程式…………………………………………4-6页二．控制系统方案的确定…………………………………………6-7页三．控制系统设计…………………………………………………7-18页 3.1被控变量和控制变量的选择………………………………7-8页 3.2主、副回路的设计…………………………………………8-9页 3.3现场仪表选型………………………………………………9-12页 3.4主、副控制器正反作用选择………………………………12-13页 3.5控制系统方框图……………………………………………13页 3.6分析被控对象特性及控制算法的选择……………………13-14页 3.7控制系统整定及参数整定…………………………………14-18页四．课程设计总结……………………………………………………18页五．结束语……………………………………………………………18页六．参考文献…………………………………………………………19页

一概述 1.1 化学反应器的基本介绍反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四个方面分类：一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器[1]。绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反

机械过滤器工作原理及如何选型简要介绍

机械过滤器工作原理及如何选型简要介绍机械过滤器的选型是根据系统总进水量来选择过滤器的大小以及组合方式的（一台机械过滤器不够可选择多个并联使用以及备用的数量），如根据反渗透系统水回收率的大小和系统产水量的比值得出系统总进水量。机械过滤器内的填料是由许多不同粒径的精制石英砂严格按从大到小的次序配置而成，因而形成良好的石英砂级配。过滤器在刚投入使用时，过滤效果往往不是很好，是因为在刚开始时过滤器没有形成“架桥”，所谓“架桥”是指由水中悬浮物组成一道拦截网，该拦截网拦截与其粒径相当的悬浮物，继而拦截粒径较小的悬浮物，形成一个先拦截大颗粒物质、后拦截小颗粒物质的反粒度式过滤过程。过滤器一旦形成“架桥”，过滤效果非常好，随着投入运行的时间加长，过滤精度越来越高，拦截网越来越厚，进出口压差越来越大，当压差达到1kg/cm2应对过滤器进行反冲洗，在反冲洗的过程中最好配有压缩空气对石英砂擦洗，一般的工程经验是直径小于2500mm的机械过滤器不需用压缩空气；而直径大于2500mm的机械过滤器必须用压缩空气进行擦洗才能够达到满意的清洗效果；反冲洗流量一般为过滤器的设计容量的3-4倍。老式的机械过滤器大都采用大的鹅卵石作为基础垫层，底部用凸形的钢板均匀地打上透水孔，使布水不均匀，容易产生中心过滤率大而边沿过滤率小；在滤器经过反洗时会发生石英砂混层的现象，这样就不可避免地会发生滤料泄露到下级管道和精密过滤器中，对精密过

滤器和反渗透装置形成严重的威胁。经过不断地实践和实验，不少厂家对机械过滤器进行了改进，布水装置采用多孔板加装特殊形式ABS 水帽，该种ABS水帽具有双向出力不同的功能，即运行时出力较小、反洗出力可几倍增加，使过滤器在正洗时的布水更均匀，反洗时更彻底，出水品质大大提高。为防止在运行或反洗时有细砂透过滤器，该种ABS水帽的透过间隙非常小，一般在0.1-0.2mm左右。值得注意的是，在过滤器填料填装的过程中，必须将过滤器内注入一定量的水来防止大的石英砂击碎ABS水帽；在安装水帽的过程中，不能穿硬的鞋以防止踩碎ABS水帽。机械过滤器设有反洗水进口限位蝶阀，控制和调节反洗水流量，反洗强度应使滤层膨胀15-25%，反洗压缩空气强度一般在10-18L/S.m2。如无压缩空气可考虑用罗茨风机。

机械设计基础》习题及答案

机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号× 1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( ) 2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( ) 4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( ) 5．带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( ) 6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。 ( ) 7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( ) 8．平键的工作面是两个侧面。 ( ) 9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（） 11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( ) 13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( ) 15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( ) 16．周转轮系的自由度一定为1。 ( ) 17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。 ( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。 ( ) 19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。 ( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。( ) 二、填空题 1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。 2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为。 3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的加以限制。 4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。8．齿轮轮齿的切削加工方法按其原理可分为和两类。 9．凸轮机构按从动件的运动形式和相对位置分类，可分为直动从动件凸轮机构和凸轮机构。 10．带传动的主要失效形式是、及带与带轮的磨损。11．蜗杆传动对蜗杆导程角和蜗轮螺旋角的要求是两者大小和旋向。闭式蜗杆传动必须进行以控制油温。12．软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，其中大齿轮一般经处理，而小齿轮采用处理。

机械设计基础复习资料(综合整理)..

机械设计基础复习资料一、基础知识 0、零件（独立的机械制造单元）组成（无相对运动）构件（一个或多个零件、是刚体；独立的运动单元）组成（动连接）机构（构件组合体）；两构件直接接触的可动连接称为运动副；运动副要素（点、线、面）；平面运动副、空间运动副；转动副、移动副、高副（滚动副）；点接触或线接触的运动副称为高副（两个自由度、一个约束）、面接触的运动副称为低副（一个自由度、两个约束，如转动副和移动副） 0.1曲柄存在的必要条件：最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 0.2在四杆机构中，不满足曲柄存在条件的为双摇杆机构，满足后，若以最短杆为机架，则为双曲柄机构；若以最短杆相对的杆为机架则为双摇杆机构；若以最短杆的两邻杆之一为机架，则为曲柄摇杆机构 0.3 凸轮从动件作等速运动规律时，速度会突变，在速度突变处有刚性冲击，只能适用于低速凸轮机构；从动件作等加等减速运动规律时，有柔性冲击，适用于中、低速凸轮机构；从动件作简谐运动时，在始末位置加速度也会变化，也有柔性冲击，之适用于中速凸轮，只有当从动件做无停程的升降升连续往复运动时，才可以得到连续的加速度曲线（正弦加速度运动规律），无冲击，可适用于高速传动。 0.4凸轮基圆半径和凸轮机构压力角有关，当基圆半径减小时，压力角增大；反之，当基圆半径增大时，压力角减小。设计时应适当增大基圆半径，以减小压力角，改善凸轮受力情况。 0.5.机械零件良好的结构工艺性表现为便于生产的性能便于装配的性能制造成本低 1.按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动两种。 1.1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【齿面疲劳点蚀】 1.2对于闭式软齿面来说，齿面点蚀，轮齿折断和胶合是主要失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按齿面弯曲疲劳强度进行校核。 1.3闭式齿轮传动中的轴承常用的润滑方式为飞溅润滑 1.4. 直齿圆锥齿轮的标准模数规定在_大_端的分度圆上。 2．开式齿轮传动主要的失效形式是『磨损』开式齿轮磨损较快，一般不会点蚀 2.1. 轮齿疲劳点蚀通常首先出现在齿廓的节线靠近齿根处部位。在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄．为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些 2.12. 根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按接触强度设计，按弯曲强度校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。 2．13在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力相同，材料的许用接触应力不同，工作中产生的齿根弯曲应力不同，材料的许用弯曲应力不同。标准模数和压力角在齿轮大端；受力分析和强度计算用平均分度圆直径。 2.15、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是相等的，大小齿轮的弯曲应力是不相等的。 2.16、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。

机械过滤器使用说明书.doc

活性炭过滤器使用说明书上海山青水秀环境工程有限公司二零零五年二月

上海山青水秀环境工程有限公司目录 1．概述 2．活性炭过滤器的作用 3．活性炭过滤器的结构 4．活性炭过滤器的工作参数 5．活性炭过滤器的安装 6．活性炭过滤器的操作步骤 7．日常管理及注意事项 8．常见问题及处理方法 1

上海山青水秀环境工程有限公司 1．概述活性炭过滤器是工业水处理过程中主要的预处理设备。工业水处理的原水通常使用城市自来水，其中含有一定数量的细小颗粒、悬浮物等残留杂质。这些杂质的存在会对水处理的主要设备如电渗析器、反渗透器、离子交换设备等产生危害。 2．活性炭过滤器的作用当原水通过活性炭过滤器时，由于活性炭过滤器中的过滤介质（石英砂、活性炭等）的接触絮凝作用、吸附和截留作用使得原水中的杂质被吸附、截留。通过活性炭过滤器的过滤，可进一步降低原水的浊度、余氯等。 3．活性炭过滤器的结构 3.1活性炭过滤器的分类 2

上海山青水秀环境工程有限公司活性炭过滤器直径可从Ф300mm—Ф3000mm，依据直径大小可分为大型过滤器和小型过滤器。一般直径小于1000mm的称为小型过滤器，直径大于1000mm的称为大型过滤器。其产水能力约为：0.5—80吨/时。 3.2活性炭过滤器的结构 3.2.1壳体活性炭过滤器的壳体有钢衬胶，或不锈钢，或玻璃钢或塑料等。 3.2.2滤料根据原水的不同和使用范围的不同，活性炭过滤器的滤料有石英砂、石英石、活性炭等。 3.2.3布（集）水系统有多孔板（管）、滤水帽等。 3.2.4操作系统有管道、阀门、流量计及压力表等。 4．活性炭过滤器的工作参数 4.1滤料 3

搅拌釜式反应器课程设计

搅拌釜式反应器课程设计任务书一、设计内容安排 1. 釜式反应器的结构设计包括：设备结构、人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等。 2. 设备壁厚计算及其强度、稳定性校核 3. 筒体和裙座水压试验应力校核 4. 编写设计计算书一份 5. 绘制装配图一张（电子版）二、设计条件三、设计要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成塔设备的机械设计； 2.根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。四、设计说明书的内容 1.符号说明 2.前言（1）设计条件；（2）设计依据；（3）设备结构形式概述。 3.材料选择（1）选择材料的原则；（2）确定各零、部件的材质；

（3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图（1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图；（2）确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；（3）标注形位尺寸。 5.标准化零、部件选择及补强计算：（1）接管及法兰选择：根据结构草图统一编制表格。内容包括：代号，PN,DN, 法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。（2）人孔选择：PN,DN,标记或代号。补强计算。（3）其它标准件选择。 6.结束语：对自己所做的设计进行小结与评价，经验与收获。 7.主要参考资料。【设计要求】： 1.计算单位一律采用国际单位； 2.计算过程及说明应清楚； 3.所有标准件均要写明标记或代号； 4.设计计算书目录要有序号、内容、页码； 5.设计计算书中与装配图中的数据一致。如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更； 6.设计计算书要有封面和封底，均采用A4纸，正文用小四号宋体，行间距1.25倍，横向装订成册。

带夹套球形釜式搅拌反应器

带夹套球形釜式搅拌反应器成都市新都凯兴科技有限公司高级工程师周凤举 2004年9月一、概论搅拌反应釜是化工生产的重要设备，它决定了化工产品的品质、品种和生产能力。传统的带夹套搅拌反应釜无论是立式或卧式釜(图1)，其釜体形状均为圆筒形壳体，两端加装平釜盖或圆弧形封头，其存在的缺点是：传质、传热不均匀，甚至有反应死角，影响化工产品品质和生产效率；在压力工况使用时，釜体受压后应力分布不均匀。本发明专利为带夹套球形搅拌反应釜，是将传统的带夹套搅拌反应釜的釜体和夹套制作成球形体，使釜内介质在搅拌的状况下反应时，由于球形内壳体的约束，使壳体内的流体介质都能在全容积中获得更加均匀的流动场，更易实现无死角且完全均匀的传质，同时轴转速和轴功率可以相对降低；另外，由于球形壳体在空间360°受力分布最好、最均匀，从而使釜体接受内外压力可以实现最大化，提高了反应釜的承压能力。通常在同样材质、同等压力和温度的条件下，球形壳体比相同直径的圆筒形壳体壁厚可以约减少一半。反之，在同样的材质、同等压力和温度的条件下，球形壳体比相同厚度的圆筒形壳体承受的压力要高出一倍，各种应力分布更均匀，使用更为安全。同时，由于球形体空间分布的万向对称性，该反应釜可实现立、卧、斜三种使用方式。二、具体实施方式：参见图1，釜体3是一个球形壳体夹套结构，其上有介质入口10、介质出口5。位于釜体内的搅拌器4上的搅拌轴11的一端与传动机构??减速器2输出轴连接，减速器2与电动机1连接。搅拌器在电动机的带动下旋转，在保持一定转速的情况下，使釜内流动的介质形成轴向流动9、径向流动8、周向流动6，

并合成最终的流动形式7，最后从介质出口5流出。三、推论以下推论的目的是针对球形釜与圆筒形釜在相关条件下各种性能的比较，推论过程中所涉及的公式如下：根据GB150钢制压力容器设计标准，球形釜与圆筒形釜在设计温度下的最大允许工作压力及釜壁的计算厚度为：公式一：[]球w P =[]() e i t e D 4δσδ+Φ 公式二：[]筒w P =[]() e i t e D 2δσδ+Φ 公式三：球δ= []C t i c P 4D P -Φσ 公式四：筒δ= []C t i c P 2D P -Φσ 其中：P w ：最大许用压力； δ（δe ）：釜壁的计算厚度； D i ：内直径； [σ]t ：设计温度下，材料的许用应力； Φ：焊接接头系数； P c ：计算压力。根据“钢制压力容器用封头”标准，球形釜与圆筒形釜的容积与换热面积为：公式五：V 球= 6 D 3球 ?π 公式六：V 筒= L 4 D 2 ?π+2V 封头公式七：F w 球=2D 球?π

机械设计基础复习资料全

第一章平面机构的自由度和速度分析1-1至1-4绘制出下图机构的机构运动简图答案：

1-5至1-12指出下图机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度。

1-5解滚子是局部自由度，去掉 n=6 p 8l = p 1h = F=3×6-2×8-1=1 1-6解滚子是局部自由度，去掉 n 8= 11l P = 1h P = F=3×8-2×11-1=1 1-7解 n 8= 11l P = 0h P = F=3×8-2×11=2 1-8解n 6= 8l P = 1h P = F=3×6-2×8-1=1 1-9解滚子是局部自由度，去掉 n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2 1-10解滚子时局部自由度，去掉右端三杆组成的转动副，复合铰链下端两构件

组成的移动副，去掉一个. n 9= 12l P = 2h P = F=3×9-2×12-2=1 1-11解最下面齿轮、系杆和机架组成复合铰链 n 4= 4l P = 2h P = F=3×4-2×4-2=2 1-12解 n 3= 3l P = 0h P = F=3×3-2×3=3 第2章平面连杆机构 2-1 试根据2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。（a ）40+110<90+70 以最短的做机架，时双曲柄机构，A B 整转副（b ）45+120<100+70 以最短杆相邻杆作机架，是曲柄摇杆机构，A B 整转副（c ）60+100>70+62 不存在整转副是双摇杆机构（d ）50+100<90+70 以最短杆相对杆作机架，双摇杆机构 C D 摆转副 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。

高速过滤器设计资料

高速过滤器设计资料本体结构（1）设备本体过滤器本体采用Q235-A钢板制成，设计压力为0.6 MPa，筒体失圆度≤30 mm、筒体垂直度＜5/1000 mm、接口法兰面（或垂直面）之间的偏差不大于±1.0mm，过滤器进口管中心线（垂直方向）与过滤器水平中心线一致，与过滤器水平中心线的垂直度±0.050。筒体厚度δ=12mm、上、下封头厚度δ=14mm、筒体采用裙支座支承方式，设备的支脚底板与基础预埋钢板焊接。钢板生产厂家：马鞍山钢铁公司筒体连接采用对接形式，钢板及封头均进行两面打破口，以保证能焊透及焊接强度，焊条采用上海焊条厂的T422焊条，焊接前需进行烘干处理，焊缝高度为最薄板的厚度。工地现场焊接的部件要求符合：GB985-88《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸要求》、JB/ZQ4000-3-86《焊接通用技术条件的要求》，所有的对接焊缝，其根部应在过滤器内部。（2）滤板滤板：滤板厚度20㎜，材质Q235-A，滤板不平度≤±1.5㎜，滤板规格分mm 考虑到本体设备对滤板的平整度要求极高及本体设备的结构，滤板的设置为四周加强圈，安装时先将整块滤板放置在水平工作台面上，整体焊接完并校好平整度（保证不平度≤±1.5 mm）后，整体吊装在下封头上，下部用Ф59厚壁管均匀支撑在下封头上，支撑管与下封头及滤板的连接点均做加强板。支撑管共设2圈，均匀布置，保证滤板及下封头的受力均匀。这种设置将一般滤板与筒体的焊接点从只有两个增加到四个，同时能更好地控制滤板的安装水平度，保证滤头的布水均匀及反洗空气、水的均匀。滤板厚度：δ=20mm，材质：Q235-A。（3）封头封头采用旋压式封头，规格为 mm × Hmm、材质为Q235-A，厚度δ= mm。生产厂家：宜兴封头厂。（4）滤帽采用短柄滤头，材质为ABS。该滤帽集水均匀，阻力损失小。配水配气均匀。数量分别为：/台，规格：1t/只。

搅拌反应器毕业设计

搅拌反应器毕业设计目录 1绪论 (5) 1.1研究目的及意义 (5) 1.1.1危害 (5) 1.1.2毒理学资料及环境行为 (5) 1.2研究内容 (6) 1.3国内外研究的状况 (6) 2．反应器桨叶的选择 (8) 2.1框式搅拌器 (8) 2.2三叶后掠式 (8) 3．反应器零部件的计算 (9) 3.1行星搅拌器 (9) 3.2搅拌功率计算 (9) 3.2.1框式搅拌器功率计算 (9) 3.2.1.1影响搅拌功率的因素 (10) 3.2.1.2行星轴自转叶轮功率 (10) 3.2.1.3搅拌功率的修正 (11) 3.2.2后掠式叶轮搅拌功率计算及转速...错误！未定义书签。 3.2.2.1搅拌功率的计算...............错误！未定义书签。 3.2.2.2循环特性的计算...............错误！未定义书签。 3.3轴径计算...............................错误！未定义书签。 3.3.1行星轴主轴计算.................错误！未定义书签。 3.3.1.1轴采用实心轴计算.............错误！未定义书签。 3.3.1.2扭矩和弯矩合成计算轴..........错误！未定义书签。 3.3.1.3刚度计算....................错误！未定义书签。 3.3.2行星轴轴径计算.................错误！未定义书签。 3.3.2.1轴采用实心轴计算.............错误！未定义书签。 3.3.2.2按扭矩和弯矩合成计算轴........错误！未定义书签。 3.3.2.3刚度计算....................错误！未定义书签。 3.3.3横轴径计算.....................错误！未定义书签。 3.3.3.1采用实心轴计算...............错误！未定义书签。 3.3.3.2按扭矩和弯矩合成计算轴........错误！未定义书签。

机械设计基础试题及复习资料

机械设计基础一．填空题： 1 .凸轮主要由（凸轮），（从动件）和( 机架)三个基本构件组成。 2 .凸轮机构从动件的形式有由（尖顶）从动件，( 滚子）从动件和（平底）从动件。 3 .按凸轮的形状可分为（盘型）凸轮、（移动）凸轮、（圆柱）凸轮、（曲面） 4. 常用的间歇运动机构有（棘轮）机构，（槽轮）机构，（凸轮间歇）机构和( 不完全齿) 机构等几种。 5 螺纹的旋向有（左旋）和（右旋）; 牙形有( 三角形). ( 梯形). ( 矩形). ( 锯齿形) 6.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的（法面模数）和（法面压力角）都相等，齿轮的（螺旋）相等（旋向）_相反 7 已知一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=150, b=500, c=300, d=400，当取c 杆为机架时，它为（曲柄摇杆）机构；当取d杆为机架时，则为（双摇杆）机构。 8 平面连杆机构当行程速比K（＞1 ）时，机构就具有急回特性。 9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为（曲柄）主动件（曲柄与机架）共线时。 13 螺纹联接的基本类型有（螺栓联接）、（双头螺柱联接）、（螺钉联接）、（紧定螺钉联接）四种。 14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为（定轴）轮系和（周转）轮系。 15 滚动轴承代号为62305/P5；各部分的含义是：“6”表示（沟球轴承）；“23”表示（宽度系数）；“05”表示（内径代号）；P5表示（精度公差等级）。16.螺纹的公称直径是指它的（大径），螺纹“M12X1.5左”的含义是（左旋细牙螺纹公称直径12 ）。 17.螺纹的公称直径是指它的 ( 大径 )。M16*2的含义是 ( 细牙螺纹外径16螺距2 )。 18.滚动轴承代号“6215”的含义是_ （"6"_表示是普通深沟球轴承，2_是宽度系列 5是内径代号 ). 20.一调整螺旋，采用双线粗牙螺纹，螺距为3毫米，为使螺母相对螺杆沿轴线移动2毫米，则螺杆应转___1/3______圈。 21.凸轮机构中的压力角是指 __轮上接触点的切线与从动件的运动速度方向_____间的夹角。 22.在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为__急回特性_________。 23.为保证四杆机构良好的机械性能，___传动角__________不应小于最小许值

机械过滤器类型及原理详解

机械过滤器一般用于水处理工程的预处理过程，主要去除机械杂质，胶体，微生物，有机物和活性氯等。壳体材质一般有PE、钢衬胶、钢喷塑及钢环氧防腐、不锈钢及玻璃钢等几种。根据不同工艺需要，过滤介质一般有石英砂，活性炭，锰砂，无烟煤等。根据进水方式可分为单流式过滤器、双流式过滤器，根据实际情况可联合使用也可以单独使用。单流式机械过滤器的管道简单，运行平稳。过滤流速一般为4-50m/h，运行周期一般为8小时。双流式机械过滤器上下两端设有进水装臵，中部设有出水装臵。其优点是过滤水量较大，除污能力较高，运行周期长，一般为20小时，缺点是管道系统较为复杂，运行不太稳定，冲洗换料较为困难。机械过滤广泛用于水处理过程中，主要用于给水处理除浊，反渗透、以及离子交换软化除盐系统的前级预处理，也可用于地表水、地下水除泥沙。进水浊度要求小于20度，出水浊度可达3度以下。双层滤料为：上层无烟煤400mm/1.2～2.5mm；下层石英砂800mm/0.5～1.2mm。工作原理机械过滤器又称压力过滤器，是指原水在一定的压力作用下，通过过滤介质滤除水中悬浮物，不溶性颗粒，除去色味，脱氯从而达到净化的目的。当净化一定量原水后，通过反冲洗方式，对过滤介质进行净化清洗，使之恢复过滤功能。产品特点：设备结构简单，容易操作，安全性能高；运行稳定；易于维护保养。反冲洗 1、在设计反冲洗装臵时,反冲泵、管道必须符合反冲洗量的要求,反冲洗强度为12～15L/(s.m2); 2、采用压缩空气擦洗滤料,使滤料表面的污泥等物脱落,其强度为18～25L/(s.m2)。技术参数设计压力：工作压力6kgf/cm2 试验压力：9kgf/cm2 进水温度：4～50℃ 运行流速：10m/h（设计可考虑：单层滤料8m/h；双层滤料12m/h）浊度：进水<20mg/l,出水<5mg/l 反洗强度：无烟煤10～12 L/s·m2；石英砂15～18 L/s·m2；无烟煤、石英砂双料13～16 L/s.m2

搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计

搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计概述夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分组成。封头有椭圆形封头和锥形封头等形式。上、下封头与筒体常为焊接。釜体材料的选择根据工艺参数及操作条件（见附录2）确定封头、筒体及夹套的材料。此设计的釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料选用Q235-B ，热轧钢板，其性能与用途见表2-1。表2-1 Q235-B 性能与用途由工艺参数及操作条件和表2-1可知，0Cr18Ni9和Q235—B 材料能够满足任务书中的设计温度、设计压力。在操作条件下，Q235—B 能使设备安全运转，并且不会因腐蚀而对介质产生污染，而且相对与其他钢号价格便宜，所以本设计釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料采用Q235-B ，热轧钢板。封头的选择搅拌反应釜顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，本设计采用椭圆形标准封头，直边高度mm h 45=ο，其内径取与筒体内径相同的尺寸。椭圆形封头是由半个椭圆球体和一个圆柱体组成，由于椭圆部分径线曲率平滑连续，封头中的应力分布不均匀。对于2=b a 得标准形封头，封头与直边的连接处的不连续应力较小，可不予考虑。椭圆形封头的结构特性比较好。釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径i D 和高度H 。釜体的几何尺寸首先要满足化工工艺的要求。对于带搅拌器的反应釜来说，容积V 为主要决定参数。 2.4.1 确定筒体的内径

由于搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往需随釜体直径的增加而增大。因此，在同样的容积下筒体的直径太大是不适宜的。对于发酵类物料的反应釜，为使通入的空气能与发酵液充分接触，需要有一定的液位高度，筒体的高度不宜太矮。因此，要选择适宜的长泾比（i D H ）。根据釜体长径比对搅拌功率、传热的影响以及物料特性对筒体长径比的要求，又由实践经验，针对一般反应釜，液—液相物料，i D H 取值在之间，并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置，因此，取i D H =。由<<搅拌设备设计>>可知： i D =3 ) (41i D H V πηο （2-1）有：操作容积=全容积?= 式中：V ——操作容积，3m ；H ——筒体高度，m ；i D ——筒体内径；1η——装料系数，取值为。则： i D =33 .28.04 .64???π =m 将i D 值圆整到标准直径，取筒体内径i D =1600mm 。 2.4.2确定筒体的高度由《搅拌设备设计》可知： )(44 D 1 2 2i h i h V V D V V H -=-=ηππο （2-2）式中：h V ——下封头所包含的容积，在《材料与零部件》中查得，h V = 。）（0.6178 .0.6.4 6.142-?=πH =m 把1H 的值圆整到H =3700mm ，则： 3.21600 3700 == i D H 夹套的结构和尺寸设计常用的夹套结构形式有以下几种：（1）仅圆筒部分有夹套，用于需加热面积不大的场合；（2）圆筒一部分和下封头包有夹套，是最常用的典型结构；（3）在

夹套式反应器温度串级控制课程设计

课程设计任务书

中北大学课程设计说明书学院：机械与动力工程学院专业：过程装备与控制工程题目：夹套式反应器温度串级控制系统设计指导教师：吕海峰职称: 副教授

中北大学课程设计说明书目录 1、概述 (1) 1.1化学反应器基本介绍 (1) 1.2夹套式反应器控制要求 (2) 2、被控对象特性研究 (3) 2.1建立动态数学模型 (3) 2.2被控变量与控制变量的选择 (6) 2.3夹套式反应器扰动变量 (6) 3、控制系统方案确定 (7) 3.1主回路的设计 (8) 3.2副回路的设计 (8) 4、过程检测仪表的选型 (9) 4.1测温检测元件及变送器 (9) 4.2主、副控制器正、反作用的选择 (12) 4.3控制系统方框图 (13) 5、系统仿真，分析系统性能 (13) 5.1各个环节传函及参数确定 (13) 5.2控制系统的仿真及参数整定 (14) 5.3 系统性能分析 (17) 6、课程设计总结 (18) 7、参考文献 (19)

1 概述 1.1化学反应器的基本介绍反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四个方面分类：一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器[1]。绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反应过程的热效应大时，必须对反应器进行换热，其换热方式有夹套式、蛇管式、列管式等。如今用的最广泛的是夹套传热方式，且采用最普通的夹套结构居多。随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化。也大大促进了夹套反应器的反展。夹套式反应器是一类重要的化工生产设备，由于化学反应过程伴有许多化学和物理现象以及能量、物料平衡和物料、动量、热量和物质传递等过程，因此夹套反应器操作一般都比

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