反应釜釜体的设计目录1概述 (2)2工艺设计 (2)釜体容积 (2)最大工作压力 (2)p= (2)根据要求操作压力W设计压力p＝（～）W p，取p＝W p=×=； (2)工作温度 (3)工作介质 (3)3机械设计 (3)釜体DN、PN的确定 (3)3.1.1釜体DN的确定 (3)3.1.2釜体PN的确定 (3)釜体壁厚的确定 (3)3.2.1筒体壁厚的设计 (3)釜体封头的设计 (3)3.3.1封头的选型 (3)3.3.2封头的壁厚的设计 (3)3.3.3封头的直边尺寸、体积及重量的确定 (4)筒体长度H的设计 (4)3.4.1筒体长度H的设计 (4)3.4.2釜体长径比L/D i的复核 (4)外压筒体壁厚的设计 (4)3.5.1设计外压的确定 (4)3.5.2试差法设计筒体的壁厚 (4)3.5.3图算法设计筒体的壁厚 (5)外压封头壁厚的设计 (5)3.6.1设计外压的确定 (5)3.6.2封头壁厚的计算 (5)4总结 (6)参考文献 (6)1概述反应釜釜体的作用是为物料反应提供合适的空间。
釜体中的筒体基本上是圆筒，封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖，以椭圆形封头应用最广。
根据工艺需要，釜体上装有各种接管，以满足进料、出料、排气等要求。
为对物料加热或取走反应热，常设置外夹套或内盘管。
上封头焊有凸缘法兰，用于釜体与机架的连接。
操作过程中为了对反应进行控制，必须测量反应物的问的、压力、成分及其他参数，容器上还设置有温度、压力等传感器。
支座选用时应考虑釜体的大小和安装位置，小型的反应器一般用悬挂式支座，大型的用裙式支座或支承式支座。
釜体结构简图 (CAD)2工艺设计釜体容积对于反应釜，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和。
根据釜体容积容积V的性质，选定H/Di的值，若忽略釜体低封头容积，可以认为3/44i i iiHV D H D H DDππ⎛⎫===⎪⎝⎭根据规定可知：iD=1200mm，又因为一般反应釜的/iH D=1~1.3,,由此可得出331.36~1.7644i iiHV D H D mDππ⎛⎫===⎪⎝⎭最大工作压力根据要求操作压力Wp=设计压力p＝（～）Wp，取p＝Wp=×=；液体静压()221.1 1.2/10L p kg m s cm ••⨯≈MPa 0132.0≈； /L p p =0.0132.0.024 2.4%0.55==＜5％，可以忽略L p ； 计算压力c L p p p =+ = p =MPa ；因此釜体最大工作压力为工作温度根据要求：工作温度t=100℃工作介质釜体体内的工作介质选为聚乙烯3机械设计釜体DN 、PN 的确定3.1.1釜体DN 的确定根据规定D i =1200mm由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1200=3.1.2釜体PN 的确定因操作压力W p ＝MPa ，故PN ＝MPa釜体壁厚的确定3.2.1 筒体壁厚的设计 由公式22[]c i d t cp D S C p σ=+Φ- 得： 1.10.51200 1.0 3.41()2137 1.0 1.10.5d S mm ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯ 考虑1C ，则n S '=d S +1C =mm ，圆整4n S mm =刚度校核：不锈钢的mm S 3min ≥考虑筒体的加工壁厚不小于5mm ，故筒体的壁厚取mm S n 5=釜体封头的设计3.3.1 封头的选型由文献[]1316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。
3.3.2 封头的壁厚的设计由公式 22[]0.5c i d t cp D S C p σ=+Φ- 根据工艺参数：p ＝W p =MPa ； c L p p p =+ =p = ；Φ＝（双面对接焊，100%无损探伤）；1C ＝mm （GB6654-96）； 2C ＝mm 得： 1.10.51200 1.0 3.41()2137 1.00.5 1.10.5d S mm ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯⨯ 考虑10.25C mm = ，圆整得4n S mm =根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致mm S n 5=3.3.3封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据mm DN 1200=，由文献[1]318页表16- 5知：直边高度=25mm 体积=3m深度2h =325mm 内表面积A=2m质 量m=63.5kg 筒体长度H 的设计3.4.1筒体长度H 的设计T F V V V =+，T F V V V =-，24i F D H V V π=- 24F i V V H D π-==24(1.20.2545)3.14 1.2⨯-⨯=0. 836m 圆整得H =840 mm3.4.2釜体长径比L/D i 的复核 2/(2)/i i H D H h D =+⨯= (8402325) 1.241200+⨯=；/ 1.24i H D =在1.0~1.3之间，满足要求。
外压筒体壁厚的设计3.5.1设计外压的确定由设计条件可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压p =MPa 。
3.5.2试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚n S ＝5mm ，则：e S =n S C -= = mm ，2o i n D D S =+=1210mm ，由 1.17Lcr D =得：Lcr =×121075.31210= mm筒体的计算长度 L ′=213H h ++1h =840+（325-25）/3+25 = 965（mm ）∵ L ′=965mm ＜Lcr ＝mm ，∴该筒体为短圆筒。
圆筒的临界压力为：2cr p=520.3299=== （MPa ） 由[]cr p p m=、m =3得：[]p =3 =（MPa ） 因为p ＝0. 1MPa < []p = MPa ， 所以假设n S ＝5mm 满足稳定性要求。
故筒体的壁厚n S ＝5mm 。
3.5.3 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚n S ＝5mm ，则e S =n S C -= = mm ，2o i n D D S =+=1210mm ，67.32275.3/1210/0==e S D 。
筒体的计算长度： L ′ = 213H h ++1h =840+300/3+25 = 965（mm ）/965/1210o L D '==在文献[2]中图5- 5的/o L D 坐标上找到的值，由该点做水平线与对应的/322.67o e D S =线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：A ≈。
由文献[2]中选取图5-12，在水平坐标中找到A =×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B 的值为：B ≈37MPa 、E =×105MPa 。
根据[]p =/o e B D S 得： []p =371210/3.75=（MPa ）． 因为p ＝MPa < []p ＝MPa ，所以假设n S ＝5mm 合理，取封头的壁厚n S ＝5mm 。
外压封头壁厚的设计3.6.1 设计外压的确定封头的设计外压与筒体相同，即设计外压p =MPa 。
3.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚n S =5mm ，则: e S =n S –C = = （mm ），对于标准椭球形封头K =，i iR KD=＝×1200=1080（mm），/eRi S =1080/ = 288计算系数：A=288125.0/125.0=eiSR= ×10-4由文献[1]中图15- 7中选取，在水平坐标中找到A=×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B的值为值为：B ≈53MPa、E=×105MPa根据[]p=/i eBR S得：[]p =57288=（MPa）．因为p＝MPa < []p＝MPa，所以假设n S＝5mm偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致，故取nS＝5mm。
由在文献[1]318中表16-5 釜体封头的结构如图1-1，封头质量：（kg）图1-1 釜体封头的结构与尺寸4总结本文对反应釜的釜体进行了详细的设计，包括釜体的概述、工艺设计以及机械设计。
通过这次的设计，我了解了关于反应釜方面的很多知识。
而且通过这次设计，使我们知道耐心和细心的重要性，耐心的对待每一个步骤，每一个计算，细心地考虑到设计所需要的每一个步骤，每一个计算！这样设计的成果才会更加完美！.参考文献汤善甫、朱思明编，《化工设备基础（第二版）》上海：华东理工大学出版社 2004.张展主编，《机械设计通用手册》北京：机械工业出版社。