化工设备机械基础之夹套反应釜的设计doc 17页.docx
- 文档编号:10336515
- 上传时间:2023-05-25
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:236.97KB
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计doc 17页.docx
《化工设备机械基础之夹套反应釜的设计doc 17页.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工设备机械基础之夹套反应釜的设计doc 17页.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计doc17页
化工设备机械基础之夹套反应釜的设计(doc17页)
部门:
xxx
时间:
xxx
制作人:
xxx
整理范文,仅供参考,勿作商业用途
⏹
更多企业学院:
《中小企业管理全能版》
183套讲座+89700份资料
《总经理、高层管理》
49套讲座+16388份资料
《中层管理学院》
46套讲座+6020份资料
《国学智慧、易经》
46套讲座
《人力资源学院》
56套讲座+27123份资料
《各阶段员工培训学院》
77套讲座+324份资料
《员工管理企业学院》
67套讲座+8720份资料
《工厂生产管理学院》
52套讲座+13920份资料
《财务管理学院》
53套讲座+17945份资料
《销售经理学院》
56套讲座+14350份资料
《销售人员培训学院》
72套讲座+4879份资料
化工设备机械基础
课程设计说明书
题目:
夹套反应釜的设计
院(系):
资源与环境工程学院
班级:
姓名:
学号:
20号
指导教师:
钟乃良
设计成绩:
设计日期:
2011年1月3日至2011年1月7日
摘要
《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。
(3)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。
(4)用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图标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。
第一章夹套反应釜技术要求·························3
第二章夹套反应釜的总体结构和设计的内容···········3
第三章筒体和夹套的设计···························4
3.1.筒体几何尺寸计算····························4
3.2夹套尺寸计算·································4
3.3夹套反应釜的强度计算···························5
3.4反应釜的搅拌装置·······························8
3.5反应釜的传动装置·······························9
3.6反应釜的轴封装置······························12
3.7反应釜的其他附件······························12
第四章设计小结····································13
第五章参考文献····································14
第一章夹套反应釜技术要求
1.本设备按照GB150—1998《钢制压力容器》进行制造、实验和验收,并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监督规程》的监督。
2.焊接采用电弧焊。
3.焊接接头型式及尺寸处图中注明外,按GB985—88规定;角焊缝的腰高按薄板的厚度;法兰焊接按相应的法兰的标准中的规定。
4.筒体、封头及其相连接的对接焊接接头应进行X射线探伤检查,检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%,且不小于250mm,Ⅲ级为合格。
5.设备制造完毕后,设备内以------Mpa(表压)进行水压试验,合格后焊接夹套,夹套以------Mpa(表压)进行水压试验。
6.设备上凸缘与安装底座的连接表面,应在组焊后加工。
7.设备组装后,在搅拌轴上端轴封处测定轴的径向摆动量不得大于------mm,搅拌轴轴向窜动量不得大于------mm。
8.设备组装后,低于临界转速时,先运转十五分钟后,以水代料,并使设备内达到工作压力;超过临界转速时,直接以水代料,严禁空远转,并使设备内达到工作压力,进行试运转,时间不少于三十分钟。
在运转过程中,不得有不正常的噪音和振动灯不良现象。
10.管口及支座方位按本图(或管口及支座方位见管口方位图)
第二章夹套反应釜的总体结构和设计的内容
主要是由搅拌容器、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。
搅拌装置分罐体和夹套两部分,主要由封头和筒体组成;搅拌装置主要由搅拌器和搅拌轴组成,其形式通常由工艺设计而定;传动装置是为带动搅拌装置设置的,只要由电机、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;他们与支座、人孔、工艺接管等附加一起,构成完整的夹套的反应釜。
反应釜的机械设计是在工艺设计之后进行的,设计依据是工艺提出的要求和条件。
工艺条件一般包括:
全容积、最大工作压力、工作温度、介质腐蚀性、传热面积、搅拌形式、转速和功率、工艺接管尺寸方位等。
第三章筒体和夹套的设计
3.1.筒体几何尺寸计算
3.1.1确定筒体的内径
一般工艺条件给定全容积V、筒体内径D1.
全容积V=1.2m3
因为在任务书中介质无机溶剂,属液—液相物料,选1~1.3在设计中暂定取.3
初算筒体内径
圆整筒体内径D1=1000mm
3.1.2确定筒体高度H1
反应釜溶剂一般按下封头和筒体部分容积之和计算。
一米高的容积按附表4—1选取,得V1m=0.785m3
釜体封头容积按附表4—2选取,得V1封=0.1505m3
圆整高度为1400mm。
当筒体高度确定以后,应按圆整后的筒体高度修正实际容积,则
V=V1m*H1+V封
=0.785*1.4+0.1505
=1.2495m3
3.2夹套尺寸计算
夹套筒体内径D2根据表4—3选取,,
装料系数夹套筒体高度
(0.8×1.2-V1封)/0.785=1.031m
圆整夹套筒体高度H2=1100mm
罐体封头表面积按附表4—2查得,F1封=1.1625m2
一米高筒体内表面积按附表4—1查得,F1m=3.14m2则,实际总传热面积:
F=F1封+F筒
=F1封+H2*F1m
=1.1625+1.100*3.14
=4.4>3.1
所以校核正确.
2-1
设备材料
Q235-A
据工艺条件腐蚀情况确定
2-2
设计压力(罐体内)
0.3
由工艺条件给定
2-3
设计压力(夹套内)
0.4
由工艺条件给定
2-4
设计温度(罐体内)t1,℃
<180
由工艺条件给定
2-5
设计温度(夹套内)t2,℃
<245
由工艺条件给定
2-6
液柱静压力
忽略
按参考文献1第八章计算
2-7
计算压力
0.
计算
2-8
液柱静压力
0
忽略
3.3夹套反应釜的强度计算
2-9
计算压力
0.4
计算
2-10
罐体及夹套焊接接头系数
0.85
按参考文献1表9-6选取
2-11
设计温度下材料许用应力
113
按参考文献1表9-4或表9-5选取
2-12
罐体筒体计算厚度
1.564
按参考文献1第九章计算
2-13
夹套筒体计算厚度
2.295
按参考文献1第九章计算
2-14
罐体封皮计算厚度
1.564
按参考文献1第十间计算
2-15
夹套筒体计算厚度
2.295
按参考文献1第十间计算
2-16
钢板厚度负偏差
0.6
按参考文献1表9-10~9-11选取
2-17
腐蚀裕量
2.0
按参考文献1第九章计算
2-18
厚度附加量
2.6
按参考文献1第九章计算
2-19
罐体筒体设计厚度
3.56
按参考文献1第九章计算
2-20
夹套筒体设计厚度
4.295
按参考文献1第九章计算
2-21
罐体封头设计厚度
3.56
按参考文献1第十章计算
2-22
夹套筒体设计厚度
4.295
按参考文献1第十章计算
2-23
罐体筒体名义厚度
6
圆整选取
2-24
夹套筒体名义厚度
6
圆整选取
2-25
罐体封头名义厚度
6
圆整选取
2-26
夹套封头名义厚度
6
圆整选取
3.3.2稳定性校核
3-1
罐体筒体名义厚度
8
假设
3-2
厚度附加量
2.8
按参考文献1表9-10~9-11选取
3-3
罐体筒体有效厚度
5.2
按参考文献1第十一章计算
3-4
罐体筒体有外径
1016
按参考文献1第十一章计算
3-5
筒体计算长度
1125
按参考文献1第十一章计算
3-6
系数
1.107
按参考文献1第十一章计算
3-7
系数
195.38
按参考文献1第十一章计算
3-8
系数A
0.00049
查参考文献1图11-5
3-9
系数B
65
查参考文献1图11-8
3-10
许用外压力
0.332<0.4
按参考文献1第十一章计算失稳,重设名义厚度
3-11
罐体筒体名义厚度
10
假设
3-12
厚度附加量
2.8
按参考文献1表9-10~9-11选取
3-13
罐体筒体有效厚度
7.2
按参考文献1第十一章计算
3-14
罐体筒体有外径
1020
按参考文献1第十一章计算
3-15
筒体计算长度
1125
按参考文献1第十一章计算
3-16
系数
1.1
按参考文献1第十一章计算
3-17
系数
141.67
按参考文献1第十一章计算
3-18
系数A
0.0008
查参考文献1图11-5
3-19
系数B
95
查参考文献1图11-8
3-20
许用外压力
0.677>0.4
按参考文献1第十一章计算稳定
3-21
罐体筒体名义厚度
10
确定
3-22
罐体封头名义厚度δ1n′,mm
10
假设
3-23
厚度附加量
2.8
按参考文献1表9-10~9-11选取
3-24
罐体封头有效厚度δ1e′=δ1n′-C,mm
7.2
按参考文献1第十一章计算
3-25
罐体封头外径D10'=D1'+2δ1n′
1020
按参考文献1第十一章计算
3-26
标准椭圆封头当量球壳外半径R10'=0.9D10'
918
按参考文献1第十一章计算
3-27
系数A=0.125/(R0'/δ1e′)
0.00071
按参考文献1第十一章计算
3-28
系数B
90
按参考文献1第十一章计算
3-29
许用外压力[p]
0.497>0.3
查参考文献1图11-5
3-30
罐体封头名义厚度δ1n′,mm
95
查参考文献1图11-8
3.4反应釜的搅拌装置
搅拌装置由搅拌器、轴及其支撑组成。
搅拌器主要有:
桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式。
它的选型通常是工艺设计的任务。
3.4.1搅拌器的选型
推进式搅拌器。
3.4.2搅拌轴设计
搅拌轴的机械设计内容同一般传动轴主要是结构设计和强度校核,对于转速大于200转每分钟的要进行临界转速的校核。
详情见表格。
步骤
项目及代数
参数及结果
备注
1
轴功率P,kW
4
由工艺条件确定
2
轴转数n,r/min
200
由工艺条件确定
3
轴材料
45
常用
4
轴所传递的扭矩
191
按参考文献1第17章计算
5
材料许用扭转剪应
35
按参考文献1第17章表17-3
6
系数
112
按参考文献1第17章17-3
7
轴端直径
30.4
按参考文献1第17章计算
8
开一个键槽,轴径扩大5%,mm
31.9
按参考文献1第17章计算
9
圆整轴端直径d,mm
40
圆整选取
由于我的转速是200转每分钟,所以不必进行临界转速的校核。
3.5反应釜的传动装置
反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。
传动装置通常设置在釜顶封头上部。
反应釜传动装置设计内容一般包括:
电机、减速机的选型;选择连轴器;选用和设计底座等。
3.5.1电机的选型
本次设计中给定了电机形式,Y123M2-6,转速为900转每分钟。
3.5.2减速机的选型
V带轮的设计计算内容和步骤
步骤
设计项目
单位
公式及数据
备注
1
传动的额定功率P
kW
5.5(8极电机Y132S-8)
已知电机功率
2
小皮带轮转速
r/min
900
已知电机转速
3
大皮带轮转速
r/min
200
已知搅拌机转速
4
工况系数KA
1.3
由参考文献1表13-3选取
5
设计功率Pd
kW
计算
6
选V带型号
根据和选取B型带
根据参考文献1图13-11选取
7
速比
4.5
计算
8
小皮带轮计算直径
mm
125
按参考文献1表13-2初选
9
验算带速
m/s
5.89
10
小皮带轮计算直径
mm
140
按参考文献1表13-4选取
11
验算带速
m/s
6.59
12
滑动率
0.02
选取
13
大皮带轮计算直径
mm
=560
计算后按参考文献1表13-4圆整
14
初定中心距
mm
=1000
可根据结构要求定
15
带的基准长度
mm
≈3122.8
=3150
计算后按参考文献1表13-1圆整
16
确定中心距
确定安装V带时所需最小中心距和最大中心距
mm
=1013.6
17
小皮带轮包角
(°)
=155
18
单根V带额定功率P1
kW
1.67
由参考文献1表13-7选取
19
时,单根V带额定功率增量
kW
0.30
由参考文献1表13-8选取
20
包角修正系数Ka
0.93
由参考文献1表13-5选取
21
带长修正系数KL
1.07
由参考文献1表13-6选取
22
V带根数
z=4.08,取z=5
计算后圆整
3.5.3凸缘法兰
凸缘法兰一般是焊接与搅拌容器封头上,用于连接搅拌传动装置,亦可兼作安装、维修、检查用孔。
3.5.4安装底盖
安装底盖采用安装底盖根据凸缘法兰的选型进行标准件的选取,尺寸见设备图。
3.5.5机架的选取
机架是安放减速器用的,它与减速机底座尺寸应匹配。
V带减速机自带机架,选用其他类型标准釜用减速机按标准选配机架。
本次设计中选择单支点机架。
3.5.6连轴器的选择
电机或减速机输出轴与传动轴之间及传动轴与搅拌轴之间的连接,都是通过连轴器连接的。
我选择的是TK-65弹性块式连轴器。
尺寸可通过查表得到,或见设备图。
3、6反应釜的轴封装置
基于设计中的各种原因,我选择的是机械密封。
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。
3.7反应釜的其他附件
3.7.1支座
夹套反应釜多为立式安装,最常用的支座为耳式支座。
标准耳式支座(JB/T4725—92)分为A型和B型两种。
当设备需要保温或直接支撑在留班上时选B型。
我选择的就是B型耳式支座。
尺寸见设备图。
3.7.2手孔和人孔
手孔和人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。
本次设计只设置了一个手孔,直径为120mm,开于封头上。
3.7.3设备接口
化工容器及设备,往往由于工艺操作等原因,在封头和筒体上需要开一些各种用途的孔。
在本次设计中开有蒸汽入孔,加料孔,温度计接口,压缩空气入口,防料口,冷凝水出口。
尺寸在任务书中有标注。
3.7.4视镜
视镜主要用来观察设备内部反应情况,也可以作为料面指示镜,一般成对出现,当视镜需要斜装或设备直径较小是,采用带颈视镜。
具体见图纸。
第四章结语
在为期一周的设计里(1月3号开始到1月7号结束),在此设计过程当中首先要感谢老师,在这次课程设计中给予我们的指导,由于是初次做化工设备机械设备课程设计,所以,在设计整个过程中难免遇到这样那样的难题不知该如何处理,幸好有老师耐心教诲,给予我们及时必要的指导,在此向老师表达最诚挚的感谢!
课程设计不同于书本理论知识学习,有些问题是实际实践过程中无法用理论推导的,因此不免过程中有很多困难,但通过与同学的交流和探讨,查阅文献资料,查阅互联网以及在钟老师的指导帮助下,问题得到很好的解决。
这让我深深意识到自己知识体系的漏洞,但同时也深刻体会到同学间的团结互助的精神。
本次设计主要分为四个阶段:
准备阶段;设计阶段,化工设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。
根据设备的工艺条件,围绕着设备内,外附件的选型进行机械结构设计,围绕着确定的厚度大小进行强度,刚度和稳定性的设计和校核计算。
然后绘制装配图,边算、边选、边画、边改,来完成;设计计算说明书阶段,就是图纸的理论依据,是设计计算的整体和总结,是审核设计的技术文件之一;课程设计答辩阶段是最后的步骤,课程设计的图样及说明书全完成后,须经指导老师审阅,得到认可后,方能参加答辩。
参考文献
1赵军张有忱段成红编.化工设备机械基础.北京:
化学工业出版社
2詹长福.化工设备机械基础课程设计指导书.北京.机械工业出版社
3刁玉伟王立业.化工设备机械基础.第二版.大连:
大连理工大学出版社
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工设备机械基础之夹套反应釜的设计doc 17页 化工设备 机械 基础 反应 设计 doc 17
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)