机械搅拌式反应釜设计说明书-罗韦荣

学科过程设备设计说明书题目机械搅拌式反应釜设计说明书姓名罗韦荣学号xxxxxxxxxx 电话 xxxxxxxxxxxxxxx院系机械与汽车工程学院专业过程装备与控制工程xxxx班指导教师xxxxx xxxxxx xxxxxx机械搅拌式反应釜设计说明书摘要：夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。

本课程设计题目是夹套反应釜，该设备是由筒体、夹套、搅拌轴、减速器和电动机等组成。

本设计详细的论证了筒体直径、筒体厚度、筒体的高度设计，材料的选择以及强度、稳定性校核。

本设计还涉及到夹套的选择，夹套厚度的计算；从多个角度分成十章分别对釜体厚度、釜体封头以及电机的选择，机架的设计，以及对应的凸缘、联轴器的选择方面做了详细的介绍。

本设计中还对法兰、管法兰的选取做了详尽的介绍。

本设计选用的是皮带传动，设计中对皮带的选择做了详尽的介绍。

设计中参数选取恰到好处，不仅满足了设备的设计要求，而且使设备的操作弹性变大，运行质量得到了保证。

关键词：夹套反应釜；搅拌轴；夹套；封头；皮带轮；联轴器；法兰压力容器；设计Abstract:Jacketed reactor tank and jacketed two parts, mainly consists of cylinder head and more for the medium and low pressure vessel;Stirring device ofstirrer and stirring shaft, its form is usually by the process and decide;Set ofdrive device, transmission device is mainly include motor, reducer, couplingand the shaft, etc;Shaft sealing device for dynamic seal, generally USESmechanical seals or packing seal;Them with the pedestal, manhole, processtook over, such as the attachments form a complete set of reactionkettle.This course design topic is jacketed reaction kettle, the device iscomposed of barrel, jacket, and stirring shaft, gear reducer and motor,etc.This design detailed demonstrates the cylinder diameter, cylinderthickness, the height of the cylinder design, material selection, strength andstability checkingThis design involves the choice of the jacket, the jacket thicknesscalculation;Divided into ten chapters, respectively from multiple angles ofthe kettle body thickness, kettle body, head, and the choice of motor, thedesign of the frame, as well as the corresponding flange, the selection ofcoupling is introduced in detail.This design also detail the selection offlange, pipe flange is introduced.In the design of this design is selection ofbelt transmission, the selection of belt made detailed introduction.Selectingproper design parameters, not only meets the design requirements of theequipment, and make the equipment is large elasticity of operation, runningquality guarantee.Keywords: Jacketed reactor;Stirring shaft;Jacket;Head;The pulley;Coupling;Pressure vessel flange;design目录0 绪论 (4)第一章夹套反应釜设计的有关内容 (5)第二章罐体几何尺寸计算 (6)2.1 确定筒体内径 (8)2.2 确定筒体尺寸 (8)2.3 确定筒体高度 (8)2.4 夹套的几何尺寸计算 (8)2.5 夹套反应釜的强度计算 (9)2.5.1 强度计算的原则及依据 (9)2.5.2 内筒及夹套的受力分析 (9)2.5.3 计算夹套筒体、封头厚度 (10)2.5.4 计算内筒筒体厚度 (10)2.5.5 确定内筒封头厚度 (9)2.5.6 带折边锥形封头壁厚的设计 (11)第三章反应釜釜体及夹套的压力试验 (12)3.1 釜体的水压试验 (12)3.1.1 水压试验压力的确定 (12)3.1.2 水压试验的强度校核 (12)3.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求 (12)3.2 夹套的水压试验 (12)3.2.1 水压试验压力的确定 (12)3.2.2 水压试验的强度校核 (12)3.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求 (13)第四章反应釜的搅拌装置 (13)4.1 推进式搅拌器的选取和安装 (13)4.2 搅拌轴设计 (14)4.3 搅拌轴强度校核 (14)4.4 搅拌抽临界转速校核计算 (15)4.5 联轴器的型式及尺寸的设计 (16)第五章反应釜的传动装置与轴封装置 (16)5.1 电动机的选用 (16)5.2 减速器的选用和设计 (16)5.3 带传动减速机的设计 (18)5.4 机架的设计与选用 (18)5.5 反应釜的轴封装置设计 (20)第六章反应釜其他附件 (20)6.1 设备法兰 (20)6.2 支座 (20)6.3 手孔和人孔 (20)6.4 设备接口 (22)6.4.1 接管与管法兰 (22)6.4.2 补强圈 (22)6.4.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (22)6.4.4 固体物料进口的设计 (23)6.5 视镜 (23)第七章焊缝结构的设计 (23)7.1 釜体上的主要焊缝结构 (23)7.2 夹套上的焊缝结构的设计 (24)鸣谢 (25)参考文献 (25)0绪论反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。

1 反应釜的设计参数及要求2 夹套反应釜设计2.1反应釜的罐体和夹套的设计2.1.1罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或 平台上。

根据反应釜的设计参数及要求可知， 罐体采用立式圆筒形结构，上、下封头 均采用标准椭圆形封头。

下封头与筒体焊接，上封头与筒体采用法兰连接。

夹套 采用焊接式整体结构形式。

2.1.2筒体的几何尺寸计算查资料选取该反应釜筒体的长径比i=H/ D 1=1.2,则筒体的内径为将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径 D 1=1100m m 。

此时，由计算得每一米高的筒体容积为V 1m = P D L ? 1 0.950m 3，表面积4F 1m = pD 1 = 3.454m 2，查表得，DN= =1100mm 时的标准椭圆封头曲面高度 h 1 = 275mm ，直边高度= 40mm ，封头容积V 封 = 0.1980m ，表面积 F 封 = 1. 39 810。

筒体高度为筒体高度圆整为H 1 = 1200mmH 1 =V- V 封V1mLL78101m 0. 9 50D 1 @=1.084m于是i = D=1100 = 1.09，复核结果基本符合原定范围 2.1.3夹套几何尺寸计算罐体直径D 1 = 1100mm,则夹套内径为D 2 = D 1 + 100= 1200mm ，符合压力容 器公称直径系列。

取反应釜装填系数为h = 0.80，则 估算夹套高度为选取夹套高度 H 2=950mm ，贝U H 0 = H 1- H 2 = 1200- 950= 250mm ，这样满足筒体法兰螺栓的装拆要求。

夹套的传热面积为2 2F = F 1m H 2 + F 封 = 3.14? 0.950 1.3980= 4.38m 3m2.1.4按内压计算厚度罐体和夹套材料选用Q235-A,,设计温度t 1= 100 C （罐体内）,t 2 = 150 C （夹套内），设计压力p 1= 0.2Mp a （罐体内），P 2= 0.3Mp a （夹套内）。

搅拌反应釜计算设计说明书工燈大普课程设计设计题目搅拌式反应釜设计学生姓名学号专业班级过程装备与控制工程指导教师“过程装备课程设计”任务书设计者姓名：班级：学号：指导老师：日期：1•设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜2•设计参数和技术特性指标3•设计要求（1）进行罐体和夹套设计计算；（ 2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5） 设计凸缘及选择轴封形式；（ 6）绘制配料反应釜的总装配图；（7）绘制皮带轮和传动轴的零件图1罐体和夹套的设计1.1确定筒体内径表4-2几种搅拌釜的长径比i 值设计参数及要求容器内夹套内工作压力， MPa设计压力， MPa工作温度，C设计温度，Cv 100v 150介质 有机溶剂蒸汽全容积，m 3操作容积，m 3传热面积，m 2 > 3 腐蚀情况 微弱 推存材料 Q345R 搅拌器型式 推进式 搅拌轴转速 250 r/min 轴功率3 kW接管表符 号 公称尺 寸DN 连接面 形式 用途 A 25 PL/RF 蒸汽入口 B 65PL/RF 加料口 C 1,2 100视镜 D 25 PL/RF 温度计管口 E 25 PL/RF 压缩空气入口F40 PL/RF 放料口 G25PL/RF冷凝水出口当反应釜容积V小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和传动装置，一般i取小值，此次设计取i= 1.1 o 一般由工艺条件给定容积V、筒体内径D i按式4-1估算：得D=1084mm.式中V——工艺条件给定的容积，m3;i长径比，i也（按照物料类型选取，见表4-2）D i由附表4-1能够圆整D i = 1100，一米高的容积乂米=0.95m31.2确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3，它的内径与筒体内径相同，釜体椭圆封头的容积由附表4-2 V M = 0.198m3，（直边高度取50mm ）。

Micro-reactor 系歹U磁偶机械搅拌反应釜、简介Micro-reactor 是由岩征仪器公司联合华东理工大学、复旦大学等科研机构研发生产的智能微型反应釜，研发人员均具有硕士以上学历。

此款反应釜主要针对实验室做科研小试、微量分析、定量合成等试验。

具有多项专利技术，体积小巧精致易操作。

二、应用领域Micro-reactor 系歹U反应釜已被广泛应用丁化工、化学、制药、高分子、冶金、环保等化工过程领域。

如催化加氢、聚合反应、湿法冶金、酯化反应、香料合成、超临界反应等。

三、外形介绍I-防爆般压力捷3.罟侦式磁损樨拌器4、进H1冷水LI5、JlUj埔冲皆管6.祸I金俳悠器接头7,报井器快垃接买乳出气园冲样回10.址5H.挪慝保ittHHfe12* &航罐is. mft/itA退in堆14.搅抨/周氐建LED址芾屏四、Micro-reactor 系歹U优势特点•美观大方的外形：机箱外形采用模具一体化成型，表面静电喷塑不仅美观大方而且防腐蚀防静电同时也为我们安全实验做了第一道防线；•优质的进口配件：原装德国进口wika径向压力表、美国omega k型温度传感器、哈氏合金防爆膜等优质进口配件为我们安全实验做了第二道防线；•专业磁偶驱动器：由岩征仪器公司自主研发的磁偶驱动器将高性能的磁力材料与先进的磁耦合技术设计相结合，具有高扭矩（110Ncm--748Ncm ）、长寿命、高温高压下密封性好的优势适用丁各种高粘度的合成反应；•专利型加热模块：嵌入式不锈钢加热模块是目前国内首家应用丁微反的加热方式，加热效率是普通铝加热、加热炉加热、电热套加热的 1.5--2倍，寿命比普通模块高至3倍而且坚固美观不变形更不有残渣脱落，为反应釜的加热效率和使用寿命保驾护航；•齐全的材质选择：标准配置优质T316SS不锈钢（316）,另有Alloy400 （蒙乃尔合金400 ）、Alloy600 （合金600 ）、Alloy C276（哈氏合金C276 ）、Alloy B-3 （哈氏合金B-3）、Titanium （钛）等优质金届可选；•精准智能控制器：由岩征仪器公制器是专门针对Micro-reactor系列使用的，主要特点有：1、控温精准：精度可到小数点后1位有效数字；2、支持自整定功能：可以根据不同的使用温度进行温度自整定；3、定时功能：可以根据不同的使用条件进行1-9999分钟之间定时控制；4、正反转：可以控制搅拌电机正向和反向交替旋转搅拌；5、数显功能：转速、温度、时间均可数显。

1.绪论搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。

在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。

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，或使气体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是比较弱的，对于几千毫帕.秒以上的高黏度液体是难以适用的。

但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌是很便利的。

在工业生产中，大多数的搅拌操作是机械搅拌。

搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。

从1-1图中可以看出，一台反应釜大致由：釜体部分、传热、搅拌、传动及密封等装置组成。

釜体部分有包容物料反应的空间，由筒体及上下封头组成传热装置是为了送入或带走热量，图中的是夹套传热装置结构。

搅拌装置由搅拌器与搅拌轴组成。

为了给搅拌传动，就需要传动的装置，用电机经V带传动，蜗杆减速机减速后，在经过联轴器带动搅拌器转动。

反应釜上的密封装置有两种类型：静密封是指管法兰，设备法兰等处的密封；动密封是指转轴出口处的机械密封或填料密封等。

反应釜上还根据工艺要求配有各种接管口、人孔、手孔、视镜及支座等部件。

反应釜的机械设计是在工艺要求确定之后进行的。

反应釜的工艺要求通常包括反应釜的容积，最大工作压力，工作温度，工作介质及腐蚀情况，传热面积，搅拌形式，转速及功率，配备哪些接管等几项内容。

这些要求一般以表格及示意图形式反应在工艺人员提出的设备设计要求当中。

搅拌设备在工业中的作用和地位:化工过程可分为传递过程(热量传递、质量传递的物理过程)和化学反应过程。

通常，反应设备都是过程工业的核心设备。

本课题之所以介绍搅拌设备，这是因为搅拌设备是一种典型的在静态容器的基础上加入动态机械的特殊设备。

目录前言 (2)1 反应釜的设计参数及要求 (3)1.2 设计方案的分析和拟定 (4)2 夹套反应釜设计 (4)2.1 反应釜的罐体和夹套的设计 (4)2.1.1 确定筒体的型式 (4)2.1.2 确定罐体几何尺寸 (4)（1）确定筒体直径反映物料为液-固相类型，从表3-1中，H/D i为1～1.3.设备容积要求为1.0m3,考虑到容器的体积不大，可取H/D i=1.3，这样可以使直径不致太小，从工艺上反应状态无泡沫或沸腾情况，黏度也不大，故取装料系数η=0.8。

(4)（5）内筒及夹套的受力分析 (5)（6）计算夹套的厚度 (6)由于筒体既可承受内压，又可能承受外压，因此筒体壁厚应选取两者中最大值，即确定筒体厚度为8mm. (7)2.2 夹套反应釜的强度计算 (7)2.2.1 强度计算(按内压计算强度) (7)3 反应釜的搅拌装置 (10)3.1 选择搅拌器 (10)3.2 搅拌轴的设计 (10)3.3搅拌轴强度校核 (11)3.4 搅拌抽临界转速校核计算 (12)4 V带轮设计计算 (13)5 反应釜其他附件 (14)5.1 设备法兰 (14)5.2 支座 (14)5.3 手孔和人孔 (15)5.4 设备接口 (15)5.4.1 接管与管法兰 (15)5.4.2 补强圈 (15)5.4.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (15)5.4.4 固体物料进口的设计 (15)5.5 视镜 (15)6 设计小结 (16)参考文献 (17)前言反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。

随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。

生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。

不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。

反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。

目录前言 (2)1 反应釜的设计参数及要求 (3)1.2 设计方案的分析和拟定 (4)2 夹套反应釜设计 (4)2.1 反应釜的罐体和夹套的设计 (4)2.1.1 确定筒体的型式 (4)2.1.2 确定罐体几何尺寸 (4)（1）确定筒体直径反映物料为液-固相类型，从表3-1中，H/D i为1～1.3.设备容积要求为1.0m3,考虑到容器的体积不大，可取H/D i=1.3，这样可以使直径不致太小，从工艺上反应状态无泡沫或沸腾情况，黏度也不大，故取装料系数η=0.8。

(4)（5）内筒及夹套的受力分析 (5)（6）计算夹套的厚度 (6)由于筒体既可承受内压，又可能承受外压，因此筒体壁厚应选取两者中最大值，即确定筒体厚度为8mm (7)2.2 夹套反应釜的强度计算 (7)2.2.1 强度计算(按内压计算强度) (7)3 反应釜的搅拌装置 (10)3.1 选择搅拌器 (10)3.2 搅拌轴的设计 (10)3.3搅拌轴强度校核 (11)3.4 搅拌抽临界转速校核计算 (12)4 V带轮设计计算 (13)5 反应釜其他附件 (14)5.1 设备法兰 (14)5.2 支座 (14)5.3 手孔和人孔 (15)5.4 设备接口 (15)5.4.1 接管与管法兰 (15)5.4.2 补强圈 (15)5.4.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (15)5.4.4 固体物料进口的设计 (15)5.5 视镜 (15)6 设计小结 (16)参考文献 (17)前言反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。

随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。

生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。

不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。

反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。

机械搅拌式反应釜设计说明书-罗韦荣学科过程设备设计说明书题目机械搅拌式反应釜设计说明书姓名罗韦荣学号xxxxxxxxxx 电话 xxxxxxxxxxxxxxx院系机械与汽车工程学院专业过程装备与控制工程xxxx班指导教师 xxxxx xxxxxx xxxxxx机械搅拌式反应釜设计说明书摘要：夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。

本课程设计题目是夹套反应釜，该设备是由筒体、夹套、搅拌轴、减速器和电动机等组成。

本设计详细的论证了筒体直径、筒体厚度、筒体的高度设计，材料的选择以及强度、稳定性校核。

本设计还涉及到夹套的选择，夹套厚度的计算；从多个角度分成十章分别对釜体厚度、釜体封头以及电机的选择，机架的设计，以及对应的凸缘、联轴器的选择方面做了详细的介绍。

本设计中还对法兰、管法兰的选取做了详尽的介绍。

本设计选用的是皮带传动，设计中对皮带的选择做了详尽的介绍。

设计中参数选取恰到好处，不仅满足了设备的设计要求，而且使设备的操作弹性变大，运行质量得到了保证。

关键词：夹套反应釜；搅拌轴；夹套；封头；皮带轮；联轴器；法兰压力容器；设计Abstract:Jacketed reactor tank and jacketed two parts, mainly consists of cylinder head and more for the medium and low pressure vessel;Stirring device ofstirrer and stirring shaft, its form is usually by the process and decide;Set ofdrive device, transmission device is mainly include motor, reducer,coupling and the shaft, etc;Shaft sealing device for dynamic seal, generallyUSES mechanical seals or packing seal;Them with the pedestal, manhole,process took over, such as the attachments form a complete set of reactionkettle.This course design topic is jacketed reaction kettle, the device iscomposed of barrel, jacket, and stirring shaft, gear reducer and motor,etc.This design detailed demonstrates the cylinder diameter, cylinderthickness, the height of the cylinder design, material selection, strength andstability checkingThis design involves the choice of the jacket, the jacket thicknesscalculation;Divided into ten chapters, respectively from multiple angles ofthe kettle body thickness, kettle body, head, and the choice of motor, thedesign of the frame, as well as the corresponding flange, the selection ofcoupling is introduced in detail.This design also detail the selection offlange, pipe flange is introduced.In the design of this design is selection ofbelt transmission, the selection of belt made detailed introduction.Selectingproper design parameters, not only meets the design requirements of theequipment, and make the equipment is large elasticity of operation,running quality guarantee.Keywords: Jacketed reactor;Stirring shaft;Jacket;Head;The pulley;Coupling;Pressure vessel flange;design目录0 绪论 (4)第一章夹套反应釜设计的有关内容 (5)第二章罐体几何尺寸计算 (6)2.1 确定筒体内径 (8)2.2 确定筒体尺寸 (8)2.3 确定筒体高度 (8)2.4 夹套的几何尺寸计算 (8)2.5 夹套反应釜的强度计算 (9)2.5.1 强度计算的原则及依据 (9)2.5.2 内筒及夹套的受力分析 (10)2.5.3 计算夹套筒体、封头厚度 (10)2.5.4 计算内筒筒体厚度 (10)2.5.5 确定内筒封头厚度 (9)2.5.6 带折边锥形封头壁厚的设计 (12)第三章反应釜釜体及夹套的压力试验 (13)3.1 釜体的水压试验 (13)3.1.1 水压试验压力的确定 (13)3.1.2 水压试验的强度校核 (13)3.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求 (13)3.2 夹套的水压试验 (13)3.2.1 水压试验压力的确定 (13)3.2.2 水压试验的强度校核 (13)3.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求 (14)第四章反应釜的搅拌装置 (13)4.1 推进式搅拌器的选取和安装 (14)4.2 搅拌轴设计 (15)4.3 搅拌轴强度校核 (16)4.4 搅拌抽临界转速校核计算 (17)4.5 联轴器的型式及尺寸的设计 (17)第五章反应釜的传动装置与轴封装置 (16)5.1 电动机的选用 (16)5.2 减速器的选用和设计 (16)5.3 带传动减速机的设计 (18)5.4 机架的设计与选用 (18)5.5 反应釜的轴封装置设计 (21)第六章反应釜其他附件 (20)6.1 设备法兰 (20)6.2 支座 (20)6.3 手孔和人孔 (20)6.4 设备接口 (24)6.4.1 接管与管法兰 (24)6.4.2 补强圈 (24)6.4.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (24)6.4.4 固体物料进口的设计 (25)6.5 视镜 (25)第七章焊缝结构的设计 (25)7.1 釜体上的主要焊缝结构 (25)7.2 夹套上的焊缝结构的设计 (26)鸣谢 (28)参考文献 (25)0绪论反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。

搅拌反应釜计算设计说明书课程设计设计题目搅拌式反应釜设计学生姓名学号专业班级过程装备与控制工程指导教师“过程装备课程设计”任务书设计者姓名：班级：学号：指导老师：日期：1.设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜2.设计参数和技术特性指标简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa工作温度，℃设计温度，℃＜100 ＜150介质有机溶剂蒸汽全容积，m3操作容积，m3传热面积，m2 ＞3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R搅拌器型式推进式搅拌轴转速250 r/min轴功率 3 kW接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 加料口C1,2 100 视镜D 25 PL/RF 温度计管口E 25 PL/RF 压缩空气入口F 40 PL/RF 放料口G 25 PL/RF 冷凝水出口3.设计要求（1）进行罐体和夹套设计计算；（2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5）设计凸缘及选择轴封形式；（6）绘制配料反应釜的总装配图；（7）绘制皮带轮和传动轴的零件图1罐体和夹套的设计1.1 确定筒体内径表4-2 几种搅拌釜的长径比i值当反应釜容积V 小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和传动装置，一般i 取小值，此次设计取i ＝1.1。

一般由工艺条件给定容积V 、筒体内径1D 按式4-1估算：得D=1084mm.式中 V －－工艺条件给定的容积，3m ； i ――长径比，11H i D =（按照物料类型选取，见表4-2）由附表4-1能够圆整1D ＝1100，一米高的容积1V 米＝0.953m 1.2确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3，它的内径与筒体内径相同，釜体椭圆封头的容积由附表4-2 V 封＝0.1983m ，（直边高度取50mm ）。

1.3确定筒体高度反应釜容积V 按照下封头和筒体两部分之容积之和计算。

搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计2.1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。

2.2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 0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。

2.3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h •二45mm，其内径取与筒体内径相同的尺寸。

. 专业.专注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a^2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。

2.4釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径D i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（H D）。

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，液一液相物料，H D.取值在1.7-2.3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H厂=2.3 o 由<< 搅拌设备设计>> 可知:(2-1 )有：操作容积=全容积0.8=6.4式中：V——操作容积，m3; H筒体高度，m ；D i --------------- 筒体内径；i ——装料系数，取值为0.8则： 4 6.4.二0.8 2.3=1.638 m2.4.2确定筒体的高度将D i值圆整到标准直径，取筒体内径D i=1600 mm由搅拌设备设计》可知:=3.689 m把H ,的值圆整到H =3700 mm ,则:2.5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）在圆筒部分的夹套中间设置支撑或加强环，以提高内筒的稳定性，在夹套 中介质压力较大时，由于这种结构减小了内筒的计算长度，从而减小了筒体的 壁厚；（4）为全包式夹套，与前三种相比，传热面积最大。

搅拌反应釜课程设计课程设计说明书专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：要求与说明一、学生采用本报告完成课程设计总结。

二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。

所附设备安装用计算机绘图画出。

三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。

目录一、设计任务书 (7)二、设计方案简介 (8)三、工艺计算及主要设备计算 (9)（一）、罐体和夹套的结构设计 (9)1.1罐体几何尺寸计算 (9)1.1.1确定筒体内径 (9)1.1.2确定封头尺寸 (10)1.1.3确定筒体高度 (11)1.2夹套几何计算 (12)1.2.1夹套内径 (12)1.2.2夹套高度计算 (12)1.2.3传热面积的计算 (12)1.3夹套反应釜的强度计算 (13)1.3.1强度计算的原则及依据 (13)1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (14)1.3.2.1压力计算 (14)1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (14)1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (16)1.3.4水压试验校核 (18)（二）、搅拌传动系统 (18)2.1进行传动系统方案设计 (18)2.2作带传动设计计算 (19)2.2.1计算设计功率Pc (19)2.2.2选择V形带型号 (19)2.2.3选取小带轮及大带轮 (19)2.2.4验算带速V (19)2.2.5确定中心距 (20) (20)2.2.6 验算小带轮包角12.2.7确定带的根数Z (20)2.2.8确定初拉力Q (21)2.3搅拌器设计 (21)2.4搅拌轴的设计及强度校核 (21)2.5选择轴承 (22)2.6选择联轴器 (22)2.7选择轴封型式 (22)（三）、设计机架结构 (23)（四）、凸缘法兰及安装底盖 (24)4.1凸缘法兰 (24)4.2安装底盖 (24)（五）、支座形式 (25)5.1 支座的选型 (25)5.2支座载荷的校核计算 (27)(六)、容器附件 (28)6.1手孔和人孔 (28)6.2设备接口 (28)6.2.1接管与管法兰 (29)6.3视镜 (30)四、设计结果汇总 (32)五、参考资料 (34)六、后记 (36)七、设计说明书评定 (37)八、答辩过程评定 (37)一、设计任务书设计题目：夹套反应釜的设计设计条件：设计参数及要求设计参数及要求简图容器内夹套内工作压力/MPa 0.18 0.25设计压力/MPa 0.2 0.3工作温度/℃100 130设计温度/℃<120 <150介质染料及有机溶剂水蒸气全容积/m3 2.5操作容积/ m3 2.0传热面积/ m2>3腐蚀情况微弱推荐材料Q345R或Q245R搅拌器型式浆式200搅拌轴转速/(r/min)轴功率/kW 4工艺接管表符号公称尺寸连接面形式A 25 PL/RF 蒸汽入口B 65 PL/RF 进料口C1，2100 - 视镜D 25 PL/RF 温度计管口E 25 PL/RF 压缩空气入口F 40 PL/RF 放料口G 25 PL/RF 冷凝水出口设备安装场合室内二、设计方案简介三、工艺计算及主要设备计算（一）、罐体和夹套的结构设计夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成的。

目录前言 (2)1 反应釜的设计参数及要求 (3)1.1 设计任务书 (3)1.2 设计方案的分析和拟定 (4)2 夹套反应釜设计 (4)2.1 反应釜的罐体和夹套的设计 (4)2.2 夹套反应釜的强度计算 (7)3 反应釜的搅拌装置 (10)3.1 选择搅拌器 (10)3.2 搅拌轴的设计 (10)3.3搅拌轴强度校核 (11)3.4 搅拌抽临界转速校核计算 (12)4 V带轮设计计算 (13)5 反应釜其他附件 (14)5.1 设备法兰 (14)5.2 支座 (14)5.3 手孔和人孔 (15)5.4 设备接口 (15)5.5 视镜 (15)6 设计小结 (16)参考文献 (17)前言反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。

随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。

生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。

不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。

反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。

反应釜可采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造。

搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。

密封装置可采用机械密封、填料密封等密封结构。

加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等结构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。

可根据用户工艺要求进行设计、制造。

反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。