毕设论文--应反釜.doc
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1、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1.0;搅拌轴的转速为200,轴的功率为4kw;搅拌桨的形式为推进式;装置上设有5个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、1个温度计管口。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;(
2、12)设计底盖结构及尺寸;(13)选择轴封形式;(14)绘总装配图及搅拌轴零件图等。第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体 、的确定1.1.1 釜体的确定将釜体视为筒体,取L/D=1.1由V=(/4),L=1.1则,圆整由314页表16-1查得釜体的1.1.2釜体PN的确定由设计说明书知釜体的设计压力0.21.2 釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力p1:p10.2MPa;液柱静压力 p1H=10(-6)1.0103101.1=0.011MPa 计算压力p1c: p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa;设计温度t1: 100 ;焊缝系数: 0.85许用应力:根据
3、材料Q235-B、设计温度100,由参考文献知113;钢板负偏差:0.6(GB6654-96);腐蚀裕量:3.0。1.2.2 筒体壁厚的设计由公式 得:+0.6+3.0=4.7mm圆整 刚度校核:碳素钢的考虑筒体的加工壁厚不小于5mm,故筒体的壁厚取1.3 釜体封头的设计1.3.1 封头的选型 釜体的下封头选标准椭球型,代号EHA、标准JB/T47462002。1.3.2 设计参数的确定 设计压力p1:p10.2MPa;液柱静压力 p1H=10(-6)1.0103101.1=0.011MPa 计算压力p1c: p1c=p1+p1H=0.2+0.011=0.211MPa;设计温度t1: 100
4、;焊缝系数: 0.85许用应力:根据材料Q235-B、设计温度100,由参考文献知113;钢板负偏差:0.6(GB6654-96);腐蚀裕量:3.0。1.3.3 封头的壁厚的设计 由公式得 = 4.7圆整得1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据,由参考文献附表4-2知:直边高度h2: 25容 积V: 0.1505曲边高度h1: 250内表面积A: 1.1625 质 量m: 53.78kg1.4 筒体长度1的设计1.4.1筒体长度H的设计筒体高度H1=(V-V封)/V1m=(1-0.1505)/0.785=1.082m圆整H1至1100mm 1.4.2釜体长径比的复核L /Di=H1/D
5、i =1100 / 1000 = 1.1 在11.3的范围内,故所求长径比满足要求。1.5 外压筒体壁厚的设计1.5.1设计外压的确定 由设计条任务书可知,夹套内介质的压力为0.3MPa,取设计外压=0.3。 1.5.2 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚8,则: =8-3.8 = 4.2, =1016,。 在参考文献图4-5中的坐标上找到1.012的值,由该点做水平线与对应的线相交,沿此点再做竖直线与横坐标相交,交点的对应值为:0.OOO4。再由参考文献图4-6中选取,在水平坐标中找到=2.810-4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,得到系数的值为:
6、155MPa、=2.00105。 根据=得: =0.64()因为0.3 0.64,所以假设8合理,取筒体的壁厚8。1.6 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=0.1。1.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚=8,则: =8-3.8 = 4.2,对于标准椭球形封头=0.9,0.91000=900(), =900/4.2= 241.29计算系数:= 5.1810-4在参考文献图4-5中选取,在水平坐标中找到=5.1810-4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,得到系数的值为值为:78、=2.00105根据=得:
7、 =0.322()因为0.3 0.322,所以假设8合理,考虑到与筒体的焊接,符合封头的壁厚与筒体一致,故取8。由JB/T 473795知釜体封头的结构如下图,封头质量:72.05()下表为釜体封头的尺寸:第二章 反应釜夹套的设计2.1 夹套的、的确定2.1.1夹套的确定 由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知:1000+100=1100() 故取=1100mm2.1.2 夹套的确定由设备设计条件单知,夹套内介质的工作压力为0.3,取0.32.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计由公式 得:+0.6+3.0=4.8mm圆整 刚度校核:碳素钢的考虑夹套筒体与釜体筒体壁厚一致,
8、故筒体的壁厚取 2.2.2 夹套筒体长度的初步设计 H筒=0.827m=827mm 圆整后 H筒=900mm2.3 夹套封头的设计 2.3.1 封头的选型夹套的下封头选标准椭球型,内径与筒体相同(1400)。代号EHA,标准JB/T47462002。夹套的上封头选带折边锥形封头,且半锥角。 2.3.2 椭球形封头壁厚的设计因为为常压0.3,所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 11003800,取2/1000且不小于3 另加, min3+3=6(),圆整=8。对于碳钢制造的封头壁厚取=8。 2.3.3椭球形封头结构尺寸的确定夹套封头的尺寸见下表:直边高度深 度容 积质 量252750.19
9、8086.49封头的下部结构如下图:由设备设计条件单知:下料口的40,封头下部结构的主要结构尺寸116。2.3.4带折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊,小端与釜体筒体角焊,因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致,即8。2.3.5 封头结构的设计公称直径DN/mm总深度H/mm内表面积A/m2容积V/m311004002.55680.8602.3.6 带折边锥形封头壁厚的设计 由于封头过渡部分与锥体部分受力情况不同,分两部分计算 过渡部分: K=0.68 f=0.554 ,选型为CHA。 锥体部分: 考虑到与夹套筒体的焊接,故圆整2.4 传热面积的校核 =1000mm釜体下封头的
10、内表面积 = 1.1625=1000mm筒体(1高)的内表面积= 3.142夹套包围筒体的表面积= = 3.140.9=2.826(2)+=1.1625 + 2.826=3.9885 釜内进行的反应是吸热反应,则需进行传热面积的校核,即:将+ = 5.6429 2与工艺需要的传热面积进行比较。+=3.98853,满足要求。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3.1.1水压试验压力的确定 水压试验的压力:,查.0 。 3.1.2液压试验的强度校核 由 得: 0.9 =0.92350.85=179.8()由29.88 0.9 =179.8 故液压强度足够3.1.3压力表的量程、水
11、温及水中浓度的要求 压力表的最大量程:P表=2=20.25=0.5 或1.5PT P表4PT 即0.375MPa P表1 水温15 水中浓度253.1.4水压试验的操作过程操作过程:在保持釜体表面干燥的条件下,首先用水将釜体内的空气排空,再将水的压力缓慢升至0.25,保压不低于30,然后将压力缓慢降至0.2,保压足够长时间,检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格,缓慢降压将釜体内的水排净,用压缩空气吹干釜体。若质量不合格,修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。3.2夹套的液压试验3.2.1液压试验压力的确定 液压试验的压力:,查=1.0 =1.250.31
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