化工课程设计--夹套反应釜课程设计 (2)

化工设备机械基础课程设计题目：1m3夹套反应釜设计学院: 化学与材料工程学院专业: 化学工程班级: 10化工姓名:学号: ***********指导老师:完成日期: 2012年6月1日夹套反应釜设计任务书设计者：班级：10化工学号：10111003101指导老师：日期：一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐。

二、设计参数和技术特性指标见下表三、设计要求1.进行罐体和夹套设计计算；2.选择支座形式并进行计算；3.手孔校核计算；4.选择接管、管法兰、设备法兰；5.进行搅拌传动系统设计；（1）进行传动系统方案设计（指定用V带传动）；（2）作带传动设计计算：定出带型，带轮相关尺寸（指定选用库存电机Y1322-6，转速960r/min,功率5.5kW）；（3）选择轴承；（4）选择联轴器；（5）进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计；6.设计机架结构；7.设计凸缘及安装底盖结构；8.选择轴封形式；9.绘制装配图；10. 绘传动系统部件图。

表1 夹套反应釜设计任务书简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，Mpa设计压力，MPa0.2 0.3工作温度，℃设计温度，℃<100 <150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积，m3 1.0操作容积，m30.8全容积传热面积，m2>3.5腐蚀情况微弱推荐材料Q235-A搅拌器型式推进式搅拌轴转速，r/min200轴功率，kW 4接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a 25 蒸汽入口b 25 加料口c 80 视镜d 65 温度计管口e 25 压缩空气入口f 40 放料口g 25 冷凝水出口h 100 手孔目录1. 夹套反应釜的结构 (5)1.1 夹套反应釜的功能和用途 (5)1.2 夹套反应釜的反应条件 (5)2. 设计标准 (6)3. 设计方案的分析和拟定 (6)4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算 (7)4.1 罐体和夹套的结构设计 (7)4.1.1 罐体几何尺寸计算 (8)4.1.2 夹套几何尺寸计算 (10)4.2 夹套反应釜的强度计算 (12)4.2.1 强度计算(按内压计算强度) (12)4.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) (15)4.2.3水压试验校核 (21)4.3 反应釜的搅拌器 (23)4.3.1 搅拌装置的搅拌器 (23)4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (23)4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 (24)4．4 反应釜的传动装置设计 (26)4.4.1 常用电机及其连接尺寸 (26)4.4.2釜用减速机类型、标准及其选用 (26)4.4.3 V带减速机 (27)4.4.4凸缘法兰 (30)4.4.5安装底盖 (31)4.4.6机架 (31)4.4.7联轴器 (32)4.5 反应釜的轴封装置设计 (33)4.5.1 填料密封 (33)4.5.2 机械密封 (33)4.6反应釜的其他附件设计 (34)4.6.1 支座 (34)4.6.2 手孔和人孔 (35)4.6.3 设备接口 (35)5. 设计小结 (38)6. 参考文献 (39)设计说明书1. 夹套反应釜的结构夹套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。

本科毕业生论文教学院：化学与材料工程学院专业：化学工程与工艺（精细化工方向）学号： 201040820115 学生姓名：李生江指导教师：2012年6月13日大型作业任务书42011～2012 学年第2学期学生姓名：专业班级：化学工程与工艺（精细化工方向）2009（1）指导教师：工作部门：化工教研室一、大型作业题目：夹套反应釜二、大型作业内容（含技术指标）1. 容积：20m3；2. 反应温度：150℃，加热介质：水蒸气；3. 使用地点：黄石某地区。

4. 作业成果：计算书1份，设备图1张（A1图纸手工绘制）。

三、进度安排1．5月28日：分配任务；2．5月28日-6月03日：查询资料、初步设计；3．6月04日-6月08日：设计计算，完成报告。

四、基本要求1．设计方案：根据给定的条件合理选择设备的结构以及合适的材料，立式容器或卧式容器的筒体和封头、钢板卷制焊接结构接头、钢板材料的型号及热处理条件等；2．设计计算：依据材料的性能，对选用设备的壁厚进行计算、稳定性进行校核；3．辅助设备的选型：包括典型辅助设备的主要尺寸计算及型号规格：人孔或手孔设计、法兰的型号规格、接管开孔结构、视镜或液面镜以及容器的支座选型等。

教研室主任签名：2012 年月日目录1 绪论 (1)1.1反应釜的基本特点 (1)1.2反应釜的发展趋势 (2)2反应釜的设计参数及要求 (3)3 夹套反应釜设计 (4)3.1夹套反应釜的总体结构 (4)3.1.1釜体部分 (4)3.1.2传热装置 (4)3.2反应釜的罐体和夹套的设计 (5)3.2.1罐体和夹套的结构设计 (5)3.2.2筒体的几何尺寸计算 (5)3.2.2夹套几何尺寸计算 (5)3.2.3强度计算 (6)3.2.4稳定性校核 (7)3.2.5水压试验校核 (8)3.3反应釜搅拌装置设计 (8)3.3.1搅拌器选择 (8)3.3.2设计搅拌轴 (9)3.4传动装置设计 (10)3.4.1动力设计 (10)3.4.2轴封装置设计 (10)3.4.3联轴器 (11)3.4.4凸缘法兰选择 (11)4 反应釜附件选用 (12)4.1耳式支座选用 (12)4.2接管表 (13)4.3人孔选择 (13)5 参考文献 (14)1 绪论1.1反应釜的基本特点反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。

有搅拌装置的夹套反应釜前言《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。

通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并具有设计钢制的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。

化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。

化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。

在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。

因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的：⑴熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。

⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。

⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。

化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。

除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。

目录1 设计方案的分析和拟定 (6)2. 反应釜釜体的设计 (6)罐体和夹套的结构设计 (6)罐体几何尺寸计算 (7)2.2.1确定筒体内径 (7)2.2.2 确定封头尺寸 (7)2.2.3 确定筒体的厚度Hi (8)夹套几何尺寸计算 (8)夹套反应釜的强度计算 (9)2．强度计算的原则及依据 (9)2.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算 (9)2.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核 (10)2.4.4 夹套厚度计算 (11)2.4.5 水压试验校核计算 (11)3反应釜的搅拌装置 (12)搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (12)搅拌轴设计 (13)4 反应釜的传动装置 (14)常用电机及其连接 (14)釜用减速机类型，标准及其选用 (14)凸缘法兰 (15)安装底盖 (15)机架 (15)联轴器 (16)5 反应釜的轴封装置 (16)6 反应釜的其他附件 (16)支座 (16)人孔 (17)设备接口 (17)7 反应釜的装配图 (17)课程设计任务书设计目的：把所学《化工设备机械基础》及相关知识，在课程设计中综合运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机地结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。

立式带夹套的反应釜设计绪论一、化工设备课程设计的目的和要求 (1)课程设计的目的化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。

在教师指导下，通过课程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决工程实际问题的能力。

当学生完成课程设计后，应达到下列目的： 1)通过课程设计，能够将化工设备课程和有关先修课程所学的知识，在设计中综合地加以运用，使学到的知识得到巩固、加深和提高。

2)初步培养学生独立进行工程设计的工作能力，树立正确的设计思想，掌提化工容器及设备设计的基本方法和程序，为今后从事工程设计打下良好的基础。

3)使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关国家（部颁）标准，以完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的基本训练。

(2)化工设备课程设计的要求通过课程设计应达到以下要求： 1)树立正确的设计思想能够结合生产实际综合地考虑先进、安全、经济、可靠和实用等方面的要求，严肃认真地进行设计。

2)具有积极主动的学习态度在课程设计中遇到的问题，要随时查阅有关教科书或文献，通过积极思考，提出个人见解尽可能自己解决，不要太多地依靠指导老师帮助解决问题。

3)正确处理好几个关系①继承和发展的关系强调独立思考，并不等于设计者凭空假想，不依靠设计资料和继承前人经验，这样是得不出高质量设计的。

对于初学设计的人来说，<a name=baidusnap0></a>学会</B>收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是培养设计能力的重要方面。

因此正确处理好继承和发展条件下的抄、搬、套问题，正是设计能力强的重要表现。

②正确使用标准规范化工设备设计非常强调标准规范。

但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以<a name=baidusnap1></a><B style='color:black;background-color:#A0FFFF'>放弃</B>标准而服从设计要求。

夹套传热式带搅拌的反应釜设计说明书组员：源学号：3099990054勇华学号：3099990055叙学号：3090343125黄承标学号：3090343108专业班级：化学工程与工艺09-1班指导老师：淑华设计时间：2011年12月19日至2011年12月30日有搅拌装置的夹套反应釜前言《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。

通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并具有设计钢制的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。

化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。

化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。

在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。

因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的：⑴熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。

⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。

⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。

化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。

化工设备机械基础（2010级）题目夹套反应釜设计学院化工学院专业化学工程与工艺班级2010级学号学生姓名蔡维庆指导教师郝惠娣完成日期 2012年6月10日目录一、罐体几何尺寸计算-----------------------------------------------31.确定筒体内径------------------------------------------------------------32.确定筒体高度------------------------------------------------------------33.罐体及夹套参------------------------------------------------------------3二、夹套反应釜的强度计算---------------------------------------------------41.压力计算-----------------------------------------------------------------42.罐体及夹套厚度计算-------------------------------------------------------4三、稳定性校核（按外压校核罐体厚度）--------------------------------------5四、水压试验校核-----------------------------------------------------6五、选择接管、管法兰、设备法兰及其他构件------------------------------6六、选择安装底盖结构-----------------------------------------------7七、选择支座形式并进行计算----------------------------------------71.支座的选型及尺寸的初步设计--------------------------------------72.支座载荷的校核计算---------------------------------------------8八、焊缝结构的设计-----------------------------------------------9九、手孔选择与补强校核--------------------------------------------100.9 m 3夹套反应釜设计一、罐体几何尺寸计算1.确定筒体内径工艺条件给定容积V=0.9 m 3、筒体内径估算1D ：1D ≅34Vπi==0.985 m=985mm式中 V ——工艺条件给定容积，m 3； i ——长径比，11H i=D 取值1.2； 将D 1估算值圆整到公称直径1000 mm 2.确定筒体高度由1D =1000 mm 查表参考文献【2】D-1得1m 高的容积V 1m =0.785 m 3；查表D-2得罐体封头容积1V 封=0.1505 m 3；估算罐体筒体高度；11m 1H =V-V /V 封（）=（0.9-0.1980）/0.950=0.955 m=955 mm将1H 估算值圆整到公称直径1000 mm 3.罐体及夹套参数罐体实际容积V=V 1m *1H +1V 封=0.785*1+0.1505=0.936 m 3；由1D =1000 mm 查参考文献【2】表4-3夹套筒体内径2D =1100 mm ； 选取η=0.8；2H 1m 1ηV V /V ≥-封（）=（0.8*0.936-0.1505）/0.785=0.762 m=762mm ； 将2H 估算值圆整到公称直径800 mm=0.8 m查参考文献【2】表D-2罐体封头表面积1F 封=1.1625 2m ； 1m 高筒体内表面积1m F =3.14 2m ； 实际总传热面积:F=1m F *2H +1F 封=3.14*0.8+1.1625=3.675 2m >3 2m ；故满足要求。

化工课程设计--夹套反应釜课程设计化工设备机械基础课程设计题目：1m3夹套反应釜设计学院: 化学与材料工程学院专业: 化学工程班级: 10化工姓名:学号: 10111003101指导老师:完成日期: 2012年6月1日夹套反应釜设计任务书指导老师：日期：一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐。

二、设计参数和技术特性指标见下表三、设计要求进行罐体和夹套设计运算；选择支座形式并进行运算；手孔校核运算；选择接管、管法兰、设备法兰；进行搅拌传动系统设计；（1）进行传动系统方案设计（指定用V带传动）；（2）作带传动设计运算：定出带型，带轮有关尺寸（指定选用库存电机Y1322-6，转速960r/min,功率5.5kW）；（3）选择轴承；（4）选择联轴器；（5）进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计；设计机架结构；设计凸缘及安装底盖结构；选择轴封形式；绘制装配图；绘传动系统部件图。

表1 夹套反应釜设计任务书简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，Mpa设计压力，0.2 0.3MPa工作温度，℃设计温度，<100 <150℃介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积，m3 1.0操作容积，0.8全容积m3目录1. 夹套反应釜的结构51.1 夹套反应釜的功能和用途51.2 夹套反应釜的反应条件52. 设计标准63. 设计方案的分析和拟定64. 各部分结构尺寸的确定和设计运算7 4.1 罐体和夹套的结构设计74.1.1 罐体几何尺寸运算84.1.2 夹套几何尺寸运算104.2 夹套反应釜的强度运算114.2.1 强度运算(按内压运算强度) 114.2.2 稳固性校核(按外压校核厚度) 144.2.3水压试验校核184.3 反应釜的搅拌器194.3.1 搅拌装置的搅拌器194.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计20 4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计204．4 反应釜的传动装置设计224.4.1 常用电机及其连接尺寸224.4.2釜用减速机类型、标准及其选用224.4.3 V带减速机234.4.4凸缘法兰264.4.5安装底盖274.4.6机架274.4.7联轴器284.5 反应釜的轴封装置设计284.5.1 填料密封284.5.2 机械密封294.6反应釜的其他附件设计 304.6.1 支座304.6.2 手孔和人孔304.6.3 设备接口315. 设计小结346. 参考文献35设计讲明书1. 夹套反应釜的结构夹套反应釜要紧由搅拌容器、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。

夹套反应釜课程设计(范例)一、项目背景：实验室工作中，有时会使用夹套反应釜，但是从来没有有针对性的课程上进行讲解和训练。

为了提高大家使用夹套反应釜技术的能力，现决定将夹套反应釜作为课程进行上课学习和培训研讨。

二、课程实施方案：1、主题和目的：以提高大家使用夹套反应釜的技术能力为目的，开展关于夹套反应釜的课程。

2、课程分配：主要着重于夹套反应釜的使用，分为三个部分 --理论知识篇、操作技能篇和技能练习篇。

3、理论知识篇：将介绍夹套反应釜基本构造、用途，常用图形结构，详细介绍夹套反应釜接管、堵头、电焊、密封等工艺工序以及该设备在化学实验中的应用。

4、操作技能篇：将实操夹套反应釜的组装、连接、拆装、清洁等安全操作技能，以及操作规程、操作步骤等实用性技能等讲解。

5、技能练习篇：安排学生进行操作课程设计，让学生自行组装一个夹套反应釜，熟悉操作流程以及操作具体步骤，将操作技能理论和实践结合起来，加深学生对夹套反应釜操作的理解。

三、开发人员：本课程由实验室技术支持人员、操作技术负责人、专家共同完成，并由实验室技术支持人员负责相关课程题材的组织和配置。

四、课程实施：针对大家的实际水平，结合实验室负责人的指导，专家根据实际情况的调整，安排课程的具体实施及考核内容，安排学生按照一定的时间表进行相关课程的学习。

五、考核办法：针对不同水平的学生，安排不同的考核方式。

对操作技能篇，安排考核策略以及考试题，考核学生对夹套反应釜基本操作技能的认识程度；而技能练习篇需要就所学知识实际组装一个夹套反应釜，并进行安全操作仿真测试，检验学生的技能水平。

六、成果：通过本课程的学习，熟悉夹套反应釜的基本构造、用途，掌握相关操作技能，熟悉夹套反应釜的常见维修和更换，熟悉夹套反应釜在实验室的应用及使用等，以期为大家提高使用夹套反应釜的技术能力。

有搅拌装置的夹套反应釜《反应工程与反应器》是一门应工程，是以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科，研究内容主要包括以下几个方面：①研究化学反应规律，建立反应动力学模型亦即对所研究的化学反应，以简化的或近似的数学表达式来表述反应速率和选择率与温度和浓度等的关系。

②研究反应器的传递规律,建立反应器传递模型亦即对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究，并力求以数学式予以表达。

③研究反应器内传递过程对反应结果的影响对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程，在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下，将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解，就可以预测反应结果和反应器操作性能。

通过这学期的学习，我了解了反应工程的发展，逐渐清晰了对反应工程的认识，掌握了基本的知识。

下面是我对学期所学的总结—有搅拌装置的夹套反应釜，用此篇课程设计来总结我学期的所学。

本次设计的反应釜是反应工程中的一种反应器，是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。

从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。

目录课程设计任务书 (1)1．设计方案的分析和拟定 (2)2．反应釜釜体的设计 (2)2.1罐体和夹套的结构设计 (3)2.2 罐体几何尺寸计算 (3)2.2.1确定筒体内径 (3)2.2.2 确定封头尺寸 (4)2.2.3 确定筒体的厚度H i (5)2.3 夹套几何尺寸计算 (5)2.4 夹套反应釜的强度计算 (6)2．4.1 强度计算的原则及依据 (6)2.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算 (6)2.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核 (7)2.4.4 夹套厚度计算 (8)2.4.5 水压试验校核计算 (9)3．反应釜的搅拌装置 (9)3.1 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (10)3.2 搅拌轴设计 (10)4．反应釜的传动装置 (12)4.1 常用电机及其连接 (12)4.2 釜用减速机类型，标准及其选用 (12)4.3 凸缘法兰 (13)4.4 安装底盖 (13)4.5 机架 (13)4.6 联轴器 (13)5．反应釜的轴封装置 (14)6．反应釜的其他附件 (14)6.1 支座 (14)6.2人孔 (15)6.3 设备接口 (15)7．反应釜的装配图 (15)参考文献 (16)课程设计任务书设计目的：把所学《化工设备机械基础》及相关知识，在课程设计中综合运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机地结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。

目录1. 总体结构设计 (1)1.1罐体和夹套的设计 (1)1.2 罐体几何尺寸计算 (1)1.2.1确定筒体内径 (1)1.2.3 确定筒体的高度H (2)1.3夹套集合尺寸计算 (2)1.4夹套反应釜的强度计算 (3)1.4.1 按内压对圆筒和封头进行强度计算 (3)1.4.2 按外压对筒体和封头进行强度校核 (4)1.4.3夹套厚度计算 (8)1.4.4水压试验校核计算 (9)2.反应釜的搅拌装置 (10)2.1搅拌器的安装方式及其轴连接设计 (10)2.2搅拌轴的设计 (11)3. 反应釜的传动装置设计 (12)3.1常用电机及其连接尺寸 (12)3.2 釜用减速机类型，标准及其选用 (13)3.3 凸缘法兰 (13)3.4 底盖 (15)3.5 机架 (15)3.6 联轴器 (15)4. 反应釜的轴封装置 (15)5.其他的附件设计 (16)5.1 支座 (16)5.1.1 支座实际承受载荷计算 (17)5.2 设备接管及管法兰 (17)5.2.1设备接管及其补强 (18)5.2.2 管法兰选型 (19)5.2.3 人孔及其补强 (19)5.2.3 接管位置设计 (20)6. 焊接结构设计 (21)6.1 釜体上主要焊缝结构设计 (21)6.2夹套上的焊缝在结构上的设计 (22)7.设计总结 (23)附录 (25)参考文献 (31)1. 总体结构设计1.1罐体和夹套的设计罐体采用立式圆筒形容器，有筒体和封头组成，通过支座安装在基础平台上。

封头采用标准椭圆形封头，由于筒体内径Di>1200mm ，因此下封头与筒体采用焊接连接，而为了拆卸和清洗方便，上封头采用法兰与筒体连接。

夹套类型与罐体一致。

1.2 罐体几何尺寸计算1.2.1确定筒体内径先忽略封头提及，按式3i4iV D π=估算筒体内径Di计算得miVD 471.12544331=⨯⨯==ππ式中V —— 工艺条件给定的容积 I —— 筒体高径比 i=H/Di 将Di 圆整到公称直径DN ，则Di=1500mm1.2.2 确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，它的内径与筒体内径相同，标准椭圆封头尺寸见【1】表3-3，即DN=Di=1500mm 查表得：曲边高度 直边高度h=25mm 容积 =0.4860 m ²m m 400h i =d V1.2.3 确定筒体的高度H反应釜容积V 通常按下封头和筒体两部分容积之和计算 筒体高度Hi 按式 计算得式中——容器封头容积 圆整后的Hi=2600mm高径比i 核算 在取值范围内，合格 按筒高圆整后修正实际容积222i 38.1956.24860.06.255.0m m V H V V d im >=+⨯⨯=+⨯=π属于第I 类压力容器1.3夹套集合尺寸计算夹套直径 装料系数夹套筒体高度按式计算得即夹套筒体的最小高度为1.7064m 选取圆整夹套筒体高度=2400mm查【4】，以内径为工程直径的椭圆封头的形式和尺寸，选()i4D V V H d i ⨯-=πd V 733.15.16.2i ===i D H7.0=ϕ2H 2H 1F ()m H i 56.25.14860.0542=⨯-=πmmD D i 16001002=+=422i d D V V H πϕ-≥m7064.175.04860.0-0.57.0422i 2=⨯⨯=-≥ππϕD V V H d取的罐体封头的表面积=1.398 m ²一米高的筒体的表面积 故，可以算得，实际总传热面积 传热面积校核合格综上所述，筒体和夹套尺寸为下表1-1所示表 1-1 筒体和夹套尺寸1.4夹套反应釜的强度计算1.4.1 按内压对圆筒和封头进行强度计算 （1）筒体强度计算已知，Tc=80℃ Pc=0.35MPa计算厚度负偏差=0.8mm 腐蚀裕量=2mm 名义厚度（2）封头强度计算 封头的计算厚度mm C C n 00.621=∆+++=δδ22304.111mD F i =⨯⨯=π2212210304.11mF H F F >=+⨯=[]0.85 a 147t ==ϕσMP []mm P D P ctic 104.22=-=ϕσδ1C 2C []mm PD P ctic 104.25.02=-=ϕσδ同理，名义厚度 1.4.2 按外压对筒体和封头进行强度校核 （1）假设罐体的名义厚度 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则筒体的有效厚度 筒体外径 筒体长度 系数系数 查【1】附录七图 曲线和曲线得系数A=0.0001 得系数B=25MPa许用外压力[P]按式 计算得[p]=0.07MPa>0.35MPa假设罐体的名义厚度=8mm钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则筒体的有效厚度 筒体外径 n1δmmn 61=δmmC 22=mmC 8.01=3784151211==eoD δ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=O eO D L D f A ,δmm C C n e 2.32111=--=δδ()A fB =mmD D n i o 1512211=+=δ[]eO D Bp 11δ=mm h H L i 2734400312600312=⨯+=+=81.1151227341=÷=oD LmmC 22=mm C C n 00.621=∆+++=δδmmC 8.01=mm C C n e 2.52111=--=δδmmD D n i o 1516211=+=δ筒体长度 系数系数 查【1】附录七图 曲线和曲线得系数A=0.00045 得系数B=65MPa许用外压力[P]按式 计算得[p]=0.343MPa>0.35MPa假设罐体的名义厚度=10mm钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则筒体的有效厚度 筒体外径 筒体长度 系数系数 查【1】附录七图 曲线和曲线得系数A=0.0012n1δ5.1896151611==eoD δ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=O eO D L D f A ,δ()A fB =mmC 22=mmC 8.01=7620152011==eoD δ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=O eO D L D f A ,δ[]eO D Bp 11δ=mm h H L i 2734400312600312=⨯+=+=8.1151627341=÷=oD Lmm C C n e 2.72111=--=δδ()A fB =mmD D n i o 1520211=+=δmm h H L i 2734400312600312=⨯+=+=799.1152027341=÷=oD L得系数B=120MPa许用外压力[P]按式 所以，确定筒体的名义厚度（2）假设封头的名义厚度 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则封头的有效厚度 封头外径 标准椭圆封头当量球壳外半径=0.9 计算得 系数A 按式计算得查【1】附录七图 曲线，得系数B=43MPa 许用外压力[p]按式计算得假设封头的名义厚度 ： 8mmmmn 62=δ()'11'125.0eO R A δ=()000294.02.31512125.0125.0'11'===eO R A δo R 2()A f B =oD 2mmR o 8.136015129.02=⨯=mmC 22=mmC 8.01=mm C C n e 2.32122=--=δδmmD D n i o 1512222=+=δ[]eO D B p 11δ=[]MPaMPa D B p eO 35.0101.02.38.13604311〈===δmm n 101=δ[]eO D Bp 11δ=钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则封头的有效厚度 封头外径 标准椭圆封头当量球壳外半径=0.9 计算得 系数A 按式计算得查【1】附录七图 曲线，得系数B=67MPa 许用外压力[p]按式计算得假设封头的名义厚度 ： 10mm钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 则封头的有效厚度 封头外径 标准椭圆封头当量球壳外半径=0.9 计算得()'11'125.0eO R A δ=()000476.02.51516125.0125.0'11'===eO R A δo R 2()A f B =oD 2mmR o 4.136415169.02=⨯=()'11'125.0eO R A δ=mmC 22=mm C 8.01=mm C C n e 2.52122=--=δδmmD D n i o 1516222=+=δ[]eO D B p 11δ=[]MPaMPa D B p eO 35.025.02.54.13646711〈===o R 2oD 2mmR o 136815209.02=⨯=mmC 22=mmC 8.01=mm C C n e 2.72122=--=δδmmD D n i o 1520222=+=δ系数A 按式计算得查【1】附录七图 曲线，得系数B=96MPa 许用外压力[p]按式计算得所以，确定封头的名义厚度1.4.3夹套厚度计算（1）夹套筒体部分厚度计算已知,Pc 2=0.35MPa Tc 2=160℃ 计算厚度按式 计算得负偏差C 1=0.8mm 腐蚀裕量C 2=2mm名义厚度 有效厚度 （2）夹套封头厚度计算mm C C n 00.6212'=∆+++=δδmme 2.3'=δ[]0.85a 131t==ϕσMP []cti c P D P 2222-=ϕσδ[]mm P D P ctic 361.22222=-=ϕσδ[]mm P D P ctic 361.22223=-=ϕσδ()000658.02.71520125.0125.0'11'===eO R A δ()A f B =[]eO D B p 11δ=[]MPaMPa D B p eO 35.0505.02.713684311〉===δmm n 102=δ同理，名义厚度 1.4.4水压试验校核计算夹套反应釜应对罐体和夹套分别进行水压试验，并校核圆筒应力 （1）罐体水压试验 由于 所以P T 1=1.25P=1.25Pc=1.25×0.25=0.3125MPa所以罐体水压试验强度足够 （2）夹套水压试验夹套水压实验时，内筒需充压0.036MPa 。

Hefei University《化工机械设计基础》课程设计题目： 2.5m3夹套式反应釜机械设计系别：化工系班级：姓名：学号：教师:日期： 2017.1.11目录1概述 (1)1.1反应釜的基础知识和应用背景 (1)1.2反应釜机械设计的意义和内容 (1)1.3 设计主要思路 (2)2 反应釜机械设计 (3)2.1工艺说明 (3)2.2设备选材 (3)2.3结构设计 (4)2.3.1确定筒体自内径 (4)2.3.2确定封头尺寸 (4)2.3.3确定筒体高度 (4)2.4夹套几何计算 (5)2.4.1夹套内径 (5)2.4.2夹套高度计算 (5)2.4.3传热面积的计算 (6)2.5筒体强度设计计算 (6)2.5.1强度计算的原则及依据 (6)2.5.2压力计算 (7)2.5.3罐体及夹套厚度计算 (7)2.5.4轴的强度和刚度计算 (10)2.6反应釜的配件类型 (12)2.6.1电动机的选型 (12)2.6.2支座选型 (12)2.6.3联轴器型式的确定 (12)2.6.4机架的选取 (13)2.6.5人孔的选取 (13)2.7标准规范选用说明 (15)3总结 (16)参考文献 (17)心得体会 (18)1概述1.1反应釜的基础知识和应用背景（1）基础知识：反应釜是在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的物料混匀，促进其反应的设备。

通常伴随有热效应，由换热装置输入或移出热量。

釜体上的夹套是用于加热和冷却的装置。

釜体内筒通常为一圆柱形壳体，它提供反应所需空间；搅拌装置包括搅拌器、搅拌轴等，是实现搅拌的工作部件；传动装置包括电机、减速器、联轴器及机架等附件，它提供搅拌的动力；传热装置的作用是满足反应所需温度条件；轴封装置是保证工作时形成密封条件，防止介质向外泄漏的部件。

内筒一般为钢制圆筒。

封头大多选用标准椭圆形封头，为满足工艺要求釜体上安装有多种接管，如物料进出口管、检测装置接管等。

常用的传热装置有夹套结构的壁外传热和釜内装设换热管传热两种形式，应用最多的是夹套传热。

大学化学化工学院本科学生化工设备机械基础课程设计实验课程化工设备机械基础课程设计实验项目夹套反应釜设计专业班级学号指导教师及职称开课学期2013 至2014 学年第一学期时间2014 年 1 月 6 日~ 1 月17 日夹套反应釜设计任务书设计者: 班级：学号：指导老师：日期：2014年01月10号一、设计容设计一台夹套传热式的反应釜1、进行罐体和夹套设计计算。

2、选择支座形式并进行计算。

3、选择接管、管法兰、设备法兰、手孔、视镜等容器附件。

4、绘总装配图参考图见插页附图前言《化工设备机械基础》是针对化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化学设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。

通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并且具有设计钢制典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。

化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。

化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

化工设备课程设计师培养学生设计能力的重要事件教学环节。

在教师指导下，通过课程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。

因此，当学生首次完成该课程设计后应达到以下几个目的：(1)熟练掌握查血文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。

(2)在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证该过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

广州大学化学化工学院本科学生化工设备机械基础课程设计实验课程化工设备机械基础课程设计实验项目夹套反应釜设计专业班级学号姓名指导教师及职称开课学期 2013 至 2014 学年第一学期时间 2014 年 1 月 6 日~ 1 月 17 日夹套反应釜设计任务书设计者姓名: 班级：学号：指导老师姓名：日期：2014年01月10号一、设计内容设计一台夹套传热式的反应釜二、设计参数和技术特性指标三、设计要求1、进行罐体和夹套设计计算。

2、选择支座形式并进行计算。

3、选择接管、管法兰、设备法兰、手孔、视镜等容器附件。

4、绘总装配图参考图见插页附图前言《化工设备机械基础》是针对化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化学设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。

通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并且具有设计钢制典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。

化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。

化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

化工设备课程设计师培养学生设计能力的重要事件教学环节。

在教师指导下，通过课程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。

因此，当学生首次完成该课程设计后应达到以下几个目的：(1)熟练掌握查血文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。

(2)在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证该过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。