化工设备机械设计姓名:班级:学号:目录反应釜设计的有关内容 (3)第一章反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN的确定 (4)1.2 釜体筒体壁厚的设计 (4)1.3 釜体封头的设计 (4)1.4筒体长度H的设计 (5)1.5外压筒体壁厚的设计 (6)1.6外压封头壁厚的设计 (7)第二章反应釜夹套的设计2.1夹套DN的确定、PN的确定 (8)2.2夹套筒体壁厚的设计 (8)2.3夹套封头的设计 (8)第三章反应釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验 (10)第四章反应釜附件的选型及尺寸设计4.1釜体法兰联接结构的设计 (11)4.2工艺接管的设计 (12)4.3管法兰尺寸的设计 (13)4.4垫片尺寸及材质 (14)4.5固体物料进口的设计 (14)4.6 视镜的选型 (15)4.7 支座的选型及设计 (16)第五章搅拌装置的选型与尺寸设计5.1 搅拌轴直径的初步计算 (18)5.2 搅拌轴临界转速校核计算 (18)5.3联轴器的型式及尺寸的设计 (18)5.4搅拌桨尺寸的设计 (19)5.5搅拌轴的结构及尺寸的设计 (19)第六章传动装置的选型与设计6.1电动机的选型 (22)6.2减速机的选型 (22)6.3机架的设计 (23)6.4底座的设计 (23)6.5反应釜的轴封装置设计 (23)第七章焊缝结构的设计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)第八章固体物料进口的开孔及补强计算8.1封头开人孔后被削弱的金属面积A的计算 (27)A的计算 (27)8.2有效补强区内起补强作用金属面积18.3判断是否需要补强的依据 (28)第九章反应釜的装配图及部件图反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.23m；搅m、操作体积为0.963拌装置配制的电机功率为1.2KW、搅拌轴的转速为150/minr、搅拌桨的形式为桨式；加热的方式为高温蒸汽加热；装置上设有8个工艺接管、1个视镜、1个固体物料进口、1个人孔、1个蒸汽入口、1个冷凝水出口、1个温度计插口、1个排空接管、1个物料出口。
反应釜设计的内容主要有：（1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计；（2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计；（3）设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰；（4）人孔的选型及补强计算；（5）支座选型及验算；（6）视镜的选型；（7）焊缝的结构与尺寸设计；（8）电机、减速器的选型；（9）搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计；（10）选择联轴器；（11）设计机架结构及尺寸；（12）设计底盖结构及尺寸；（13）选择轴封形式；（14）绘总装配图。
第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN 的确定1.1.1 釜体DN 的确定将釜体视为筒体=Di 1000 mm1.1.2釜体PN 的确定因操作压力W p ＝0.2MPa ，故：PN ＝0.2MPa1.2 釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力p ： p ＝（1.05～1.1）W p ，取p ＝1.1W p =1.1×0.5=0.55MPa ； 液体静压L p ： L p ≈)/(102.11.12cm kgf ⨯MPa 0132.0≈；%6.6%1002.00132.0=⨯=pp L〉5％ ； 计算压力c p ： c L p p p =+ = 0.2132MPa ； 设计温度t ： 120℃ ；焊缝系数Φ： Φ＝1.0（双面对接焊，100%无损探伤）；许用应力[]t σ：根据材料Q235-B 、设计温度120℃，由文献知[]t σ＝113MPa ；钢板负偏差1C ：1C ＝0.25mm （GB6654-96） 腐蚀裕量2C ：2C ＝1.0mm （双面腐蚀）。
1.2.2 筒体壁厚的设计 由公式22[]c id t cp D S C p σ=+Φ- 得：3944.02132.01113210002132.0<=-⨯⨯⨯=S d根据规定，则3min =SC S S 1min 006.2994.03>=-=- 则42min =∆++=C S S n mm 此厚度需检验，待定1.3 釜体封头的设计1.3.1 封头的选型釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。
1.3.2 设计参数的确定p ＝0.2132MPa ； Φ＝1.0（整板冲压）；1C ＝0.25mm （GB6654-96）； 2C ＝1.0mm 。
1.3.3 封头的壁厚的设计 由公式 22[]0.5c id t cp D S C p σ=+Φ-得：3943.10.12132.05.01113210002132.0<=+⨯-⨯⨯⨯=S d根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致mm S n 4= 此厚度需检验，待定1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据mm DN 1000=，由文献[1]196页表8- 27知： 直边高度1h ： 25mm 体积F V ： 0.1513m 深度2h ： 25042==D h i mm内表面积A ： 1.1632m质 量m: 54 kg1.4 筒体长度H 的设计1.4.1筒体长度H 的设计由设计条件已知 H=1000 mm 1.4.2釜体长径比/i L D 的复核()()15.1100031252502100031212=⨯+⨯+=⨯+⨯+=D h h H D L ii在1.0~1.3之间，满足要求。
1.5 外压筒体壁厚的设计1.5.1设计外压的确定由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压p =0.2MPa 。
1.5.2试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚n S ＝6mm ，则：e S =n S C -=6-1.25 = 4.75mm ，2o i n D D S =+=1012mm ，由 1.17Lcr D =Lcr =1.17×101275.41012= 17282.6mm筒体的计算长度 L ′=213H h ++1h=1000+250/3+25 = 1108（mm ）∵ L ′=1108mm ＜Lcr ＝17182.6mm ，∴该筒体为短圆筒。
圆筒的临界压力为：2cr p ==75.410121012110875.3101.259.225⨯⨯⨯⨯= 0.75（MPa ）由[]crp p m=、m =3得：[]p =0.75/3 =0.25（MPa ） 因为p ＝0. 2MPa < []p = 0.25MPa ， 所以假设n S ＝6mm 满足稳定性要求。
故筒体的壁厚n S ＝6mm 。
1.5.3 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚n S ＝6mm ，则：e S =n S C -=6-1.25 = 4.75mm ，2o i n D D S =+ =1012mm ，1.21375.4/1012/0==e S D 。
筒体的计算长度： L ′ = 213H h ++1h=1000+250/3+25 = 1108（mm ）=D L 0/1108/1012=1.10在文献[2]中图5- 5的/o L D 坐标上找到0.7975的值，由该点做水平线与对应的1.213/0=e S D 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 ≈0.00014。
由文献[2]中选取图5-12，在水平坐标中找到A =1.4×10-4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 ≈52MPa 、E =2.1×105MPa 。
根据[]p =/o e B D S 得： []p =244.01.21352=（MPa ）． 因为p ＝0.2MPa < []p ＝0.244MPa ，所以假设n S ＝6mm 合理，取筒体的壁厚n S ＝6mm 。
根据以上计算验证最后筒体壁厚：n S ＝6mm1.6 外压封头壁厚的设计1.6.1 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 =0.2MPa 。
1.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚n S =6mm ，则: e S =n S –C = 5-1.25 = 4.75（mm ），对于标准椭球形封头K =0.9，i i R KD =＝0.9×1000=900（mm ），/e Ri S =900/4.75 =189.5 计算系数：A =5.189125.0/125.0=e i S R = 6.6×10-4由文献[1]中图15- 7中选取，在水平坐标中找到A =6.6×10-4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 ≈100MPa 、E =2.1×105MPa根据[]p =/i e B R S 得： []p =5.189100=0.53（MPa ）． 因为p ＝0.2MPa < []p ＝0.53MPa ，所以假设n S ＝6mm 偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致，故取n S ＝6mm 。
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：63.5（kg ）第二章 反应釜夹套的设计2.1 夹套的DN 、PN 的确定 2.1.1夹套DN 的确定设计要求已给出1300=D j mm2.1.2 夹套PN 的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN ＝0.2MPa 2.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计0124.027.18.9100.13=⨯⨯⨯==gh p ρ液 Mpa %5%2.6%1002.00124.0/>=⨯=p p 液 则2124.00124.02.0=+=+=p p p c 液 Mpa S=[]S p D p ct ic min 15.12124.01113213002124.02<=-⨯⨯⨯=-ϕσmmC S S C S S n 425.085.115.132min 1min =∆++==>=-=-筒体壁厚：4 mm2.2.2 夹套筒体长度j H 的初步设计由设计图可以得出j H =1000-150+250+25+300/2=1275 mm 圆整后 j H =1280 mm 2.3 夹套封头的设计10002752.3.1 封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（j D ＝1300mm ）。
代号EHA ，标准JB/T4746—2002。
夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角30α=。
2.3.2 椭球形封头壁厚的设计因为W p 为常压＜0.2MPa ，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。