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发布日期:2020-09-24
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  首页,傲世皇朝注册,首页 招商QQ:655428化工设备说明书源博世界注册化工设备说明书_能源/化工_工程科技_专业资料。化工设备说明书 化工设备机械基础 课程设计讲明书 题 目: 院 (系): 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 夹套反应釜的设计 资源与环境工程学院 20 号 钟乃良 设计成绩: 设计日期

  化工设备说明书 化工设备机械基础 课程设计讲明书 题 目: 院 (系): 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 夹套反应釜的设计 资源与环境工程学院 20 号 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,是通过学习使同学把握差不多的设计理论同时具有设 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 实际咨询题复杂性,学习初次尝试化工机械设计。化工设计不同于平常的 作业,在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的咨询题、自己做出决策, 按照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 计运算,并要对自己的选择做出论证和核算,通过反复的比较分析,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差不多理论并结 合生产实际的知识,综合地分析和解决生产实际咨询题的能力。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)熟练把握查血文献资料、收集有关数据、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爱护的 有效措施。 (3)准确而迅速的进行过程运算及要紧设备的工艺设计运算及选型。 (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 运算结果。 化工设备机械基础课程设计是一项专门繁琐的设计工作,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咨询题。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和谐。 目 录 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. 筒体几何尺寸运算····························4 3.2 夹套尺寸运算·································4 3.3 夹套反应釜的强度运算···························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 GB 150—1998《钢制压力容器》进行制造、实验和验收, 并同意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.焊接采纳电弧焊。 3.焊接接头型式及尺寸处图中注明外,按 GB 985—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,直截了当以水代料,严禁空远 转,并使设备内达到工作压力,进行试运转,时刻许多于三十分钟。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) 夹套反应釜的总体结构和设计的内容 要紧是由搅拌容器、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,要紧由封头和筒体组成;搅拌装置要 紧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,一样采纳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。工艺条件一样包括: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. 筒体几何尺寸运算 3.1.1 确定筒体的内径 一样工艺条件给定全容积 V、筒体内径 D1. 全容积 V=1.2 m3 因为在任务书中介质无机溶剂,属液—液相物料, i 选 1~1.3 在设计 中暂定取 i 1.3 D初1算筒3体内4V径 4×1.2 1.055 i 3.141.3 圆整筒体内径 D1= 1000mm 3.1.2 确定筒体高度 H1 反应釜溶剂一样按下封头和筒体部分容积之和运算。 一米高的容积按附表 4—1 选取,得 V1m =0.785m3 釜H体1 封 头(容V-积V按1 封附)表/V4—1m2=选1取.2,-得0.1V51 0封5=0.=15015.m3337 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 =1.2495 m3 3.2 夹套尺寸运算 D D 夹套筒体内径 D2 按照表 4—3 选取, 700mm D2 1800mm , 2 1 装H料系2 数(+1V00.08夹=V套1封 筒10体)0高/度V1m (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=3.14 m2 则,实际总传 热面积: F= F1 封+F 筒 = F1 封+H2* F1m =1.1625+1.100*3.14 =4.43.1 因此校核正确. 2-1 设备材料 Q235-A 据工艺条件腐蚀情形确定 2-2 设计压力(罐体内) 1, MPa 0.3 由工艺条件给定 2-3 设计压力(夹套内) 2 , MPa 2-4 设计温度(罐体内)t1,℃ 2-5 设计温度(夹套内) t2,℃ 0.4 180 245 由工艺条件给定 由工艺条件给定 由工艺条件给定 2-6 液柱静压力 p1H 10 6 gh, MPa 忽略 按参考文献 1 第八章运算 2-7 运算压力 p1c p1 p1H , MPa 0. 运算 2-8 液柱静压力 p2c p2 0 忽略 2-9 运算压力 1c 2 0.4 运算 3.3 夹套反应釜的强度运算 2-10 罐体及夹套焊接接头系数 2-11 设计温度下材料许用应力[ ]t , MPa 罐体筒体运算厚度 2-12 1 p1c D1 2[ ]t p1c , mm 夹套筒体运算厚度 2-13 2 p2c D2 2[ ]t p2c , mm 罐体封皮运算厚度 2-14 1 2[ p1c D1 ]t 0.5 p1c , mm 夹套筒体运算厚度 2-15 2 2[ p2c D2 ]t 0.5 p2c , mm 2-16 钢板厚度负偏差 C1, mm 2-17 腐蚀裕量 C2 , mm 2-18 厚度附加量 C=C1+C2 2-19 罐体筒体设计厚度1c 1 C2 , mm 2-20 夹套筒体设计厚度2c 2 C2 , mm 2-21 罐体封头设计厚度1c 1 C2 , mm 2-22 夹套筒体设计厚度2c 2 C2 , mm 2-23 罐体筒体名义厚度1n , mm 2-24 夹套筒体名义厚度2n , mm 2-25 罐体封头名义厚度1n , mm 2-26 夹套封头名义厚度 2n 0.85 按参考文献 1 表 9-6 选取 按参考文献 1 表 9-4 或表 9-5 113 选取 1.564 按参考文献 1 第九章运算 2.295 按参考文献 1 第九章运算 1.564 按参考文献 1 第十间运算 2.295 按参考文献 1 第十间运算 0.6 2.0 2.6 3.56 4.295 3.56 4.295 6 6 6 6 按参考文献 1 表 9-10~9-11 选 取 按参考文献 1 第九章运算 按参考文献 1 第九章运算 按参考文献 1 第九章运算 按参考文献 1 第九章运算 按参考文献 1 第十章运算 按参考文献 1 第十章运算 圆整选取 圆整选取 圆整选取 圆整选取 3.3.2 稳固性校核 3-1 罐体筒体名义厚度1n , mm 8 假设 3-2 厚度附加量 C C1 C2 3-3 罐体筒体有效厚度1e 1n C, mm 3-4 罐体筒体有外径 D1O D1 21n , mm 3-5 筒体运算长度 L H2 1/ 3h1 h2, mm 3-6 系数 L / D1O 3-7 系数 D1O / 1e 3-8 系数 A 2.8 5.2 1016 1125 按参考文献 1 表 9-10~9-11 选 取 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 1.107 195.38 0.00049 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 查参考文献 1 图 11-5 3-9 系数 B 3-10 许用外压力 [ p] B D1O / 1e , MPa 3-11 罐体筒体名义厚度1n , mm 3-12 厚度附加量 C C1 C2 3-13 罐体筒体有效厚度1e 1n C, mm 3-14 罐体筒体有外径 D1O D1 21n , mm 3-15 筒体运算长度 L H2 1/ 3h1 h2 , mm 3-16 系数 L / D1O 3-17 系数 D1O / 1e 3-18 系数 A 3-19 系数 B 65 0.3320.4 10 2.8 7.2 1020 1125 1.1 141.67 0.0008 95 查参考文献 1 图 11-8 按参考文献 1 第十一章运算 失稳,重设名义厚度 n 假设 按参考文献 1 表 9-10~9-11 选取 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 按参考文献 1 第十一章运算 查参考文献 1 图 11-5 查参考文献 1 图 11-8 3-20 许用外压力 [ p] B D1O / 1e , MPa 0.6770.4 按参考文献 1 第十一章运算 稳固 3-21 罐体筒体名义厚度1n , mm 10 3-22 罐体封头名义厚度δ1n′,mm 10 确定 假设 3-23 厚度附加量 C C1 C2 3-24 罐体封头有效厚度δ1e′=δ1n′-C,mm 2.8 按参考文献 1 表 9-10~9-11 选取 7.2 按参考文献 1 第十一章运算 3-25 罐体封头外径 D10'= D1'+2δ1n′ 1020 按参考文献 1 第十一章运算 3-26 标准椭圆封头当量球壳外半径 R10'=0.9 D10' 918 按参考文献 1 第十一章运算 3-27 系数 A=0.125/(R0'/δ1e′) 0.00071 按参考文献 1 第十一章运算 3-28 系数 B 90 按参考文献 1 第十一章运算 3-29 许用外压力[p] 0.4970.3 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。搅拌器要紧有: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样传动轴要紧是结构设计和强度校核,关 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 2 轴转数 n,r/min 3 轴材料 轴所传递的扭矩 4 T=9.55106 P , N, mm n 5 材料许用扭转剪应 , MPa 6 系数 A0 4 由工艺条件确定 200 由工艺条件确定 45 常用 191 按参考文献 1 第 17 章运算 按参考文献 1 第 17 章表 35 17-3 112 按参考文献 1 第 17 章 17-3 7 轴端直径 d A0 3 p , mm n 8 开一个键槽,轴径扩大 5%,mm 9 圆整轴端直径 d,mm 30.4 按参考文献 1 第 17 章运算 31.9 按参考文献 1 第 17 章运算 40 圆整选取 由于我的转速是 200 转每分钟,因此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样包括: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 此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 带轮的设计运算内容和步骤 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 n1 r/min 3 大皮带轮转速 n2 r/min 4 工况系数 KA 900 已知电机转速 200 已知搅拌机转速 由参考文献 1 表 13-3 选 1.3 取 pd KA gP 1.3 5.5 7.15 5 设计功率 Pd kW 运算 6 选 V 带型号 7 速比 i 小皮带轮运算直径 8 mm d1 9 验算带速 m/s 小皮带轮运算直径 10 mm d1 11 验算带速 m/s 12 滑动率 大皮带轮运算直径 13 mm d2 14 初定中心距 a0 mm 15 带的基准长度 Ld 0 mm 按照 pd 和 n1 选取 B 型带 按照参考文献 1 图 13-11 选取 4.5 运算 按参考文献 1 表 13-2 初 125 选 5.89 max 25 ~ 30m / s min 5m / s 按参考文献 1 表 13-4 选 140 取 6.59 max 25 ~ 30m / s min 5m / s 0.02 选取 d2 =560 a0 =1000 Ld 0 ≈3122.8 Ld 0 =3150 运算后按参考文献 1 表 13-4 圆整 可按照结构要求定 运算后按参考文献 1 表 13-1 圆整 确定中心距 a 确定安装 V 带时所 16 mm 需最小中心距 amin 和最大中心距 amax 17 小皮带轮包角 a1 (°) 单根 V 带额定功率 18 kW P1 i 1时,单根 V 带 19 kW 额定功率增量 P1 20 包角修正系数 Ka a =1013.6 a1 =155 1.67 0.30 0.93 21 带长修正系数 KL 22 V 带根数 z 1.07 z Pd (P1 P1)Ka KL z=4.08 , 取 z=5 amin a 0.015Ld 956 amax a 0.03Ld 1103 a1 120 由参考文献 1 表 13-7 选 取 由参考文献 1 表 13-8 选 取 由参考文献 1 表 13-5 选 取 由参考文献 1 表 13-6 选 取 运算后圆整 3.5.3 凸缘法兰 凸缘法兰一样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、修理、检查用孔。 3.5.4 安装底盖 安装底盖采纳安装底盖按照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。 此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,差 不多上通过连轴器连接的。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 基于设计中的各种缘故,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截了当支撑 在留班上时选 B 型。我选择的确实是 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。 此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缘故,在封头和筒体上需要开 一些各种用途的孔。在此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 视镜要紧用来观看设备内部反应情形,也能够作为料面指示镜,一样 成对显现,当视镜需要斜装或设备直径较小是,采纳带颈视镜。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 号终止),在此设计过程 当中第一要感谢老师,在这次课程设计中给予我们的指导,由因此初次做 化工设备机械设备课程设计,因此,在设计整个过程中难免遇到如此那样 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,有些咨询题是实际实践过程中无 法用理论推导的,因此不免过程中有专门多困难,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关心下,咨询题得 到专门好的解决。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。 此次设计要紧分为四个时期:预备时期;设计时期,化工设备的机械 设计是在设备的工艺设计后进行的。按照设备的工艺条件,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 和稳固性的设计和校核运算。然后绘制装配图,边算、边选、边画、边改, 来完成;设计运算讲明书时期,确实是图纸的理论依据,是设计运算的整 体和总结,是审核设计的技术文件之一;课程设计答辩时期是最后的步骤, 课程设计的图样及讲明书全完成后,须经指导老师批阅,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



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