化工機械課程設計--有攪拌裝置的夾套反應釜

1、<p>　　學 院: 化學與化工程學院 </p><p>　　?！　I(yè): 化學工程與工藝 </p><p>　　姓 名: xxxxxxx</p><p>　　有攪拌裝置的夾套反應釜</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　

2、《化工設備機械基礎》是化學工程、制藥工程類專業(yè)以及其他相近的非機械類專業(yè)，對化工設備的機械知識和設計能力的要求而編寫的。通過此課程的學習，使同學掌握基本的設計理論并具有設計鋼制的、典型的中、低、常壓化工容器的設計和必要的機械基礎知識。</p><p>　　化工設備機械基礎課程設計是《化工設備機械基礎》課程教學中綜合性和實踐性較強的教學環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，是學生體察工程實際問題復雜性，學習初次嘗試化工機械設

3、計。化工設計不同于平時的作業(yè)，在設計中需要同學獨立自主的解決所遇到的問題、自己做出決策，根據(jù)老師給定的設計要求自己選擇方案、查取數(shù)據(jù)、進行過程和設備的設計計算，并要對自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過反復的比較分析，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設計。</p><p>　　化工設備課程設計是培養(yǎng)學生設計能力的重要實踐教學環(huán)節(jié)。在教師指導下，通過裸程設計，培養(yǎng)學生獨立地運用所學到的基本理論并結(jié)合生產(chǎn)實際的知識，綜合地分析

4、和解決生產(chǎn)實際問題的能力。因此，當學生首次完成該課程設計后，應達到一下幾個目的： </p><p>　?、?熟練掌握查閱文獻資料、收集相關數(shù)據(jù)、正確選擇公式，當缺乏必要的數(shù)據(jù)時，尚需要自己通過實驗測定或到生產(chǎn)現(xiàn)場進行實際查定。</p><p>　?、?在兼顧技術先進性、可行性、經(jīng)濟合理的前提下，綜合分析設計任務要求，確定化工工藝流程，進行設備選型，并提出保證過程正常、安全可行所需的檢測和計

5、量參數(shù)，同時還要考慮改善勞動條件和環(huán)境保護的有效措施。</p><p>　?、?準確而迅速的進行過程計算及主要設備的工藝設計計算及選型。</p><p>　　化工設備機械基礎課程設計是一項很繁瑣的設計工作，而且在設計中除了要考慮經(jīng)濟因素外，環(huán)保也是一項不得不考慮的問題。除此之外，還要考慮諸多的政策、法規(guī)，因此在課程設計中要有耐心，注意多專業(yè)、多學科的綜合和相互協(xié)調(diào)。</p>

6、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.設計任務書3</b></p><p>　　2.設計方案的分析和擬定4</p><p>　　3.夾套反應釜的設計4</p><p>　　3.1釜體的尺寸4</p><p><b>　　

7、3.1.1容積5</b></p><p>　　3.1.2 確定筒體的直徑和高度5</p><p>　　3.2夾套幾何尺寸計算6</p><p>　　3.3外壓圓筒與封頭設計7</p><p>　　4. 釜體法蘭選擇11</p><p>　　5.攪拌器的設計12</p><p&

8、gt;　　5.1攪拌軸的設計13</p><p>　　5.2攪拌軸強度校核13</p><p>　　6.1選用減速器14</p><p>　　6.3選用凸緣法蘭15</p><p>　　6.4選用機架15</p><p>　　6.5選用安裝底蓋16</p><p>　　6.6聯(lián)軸器的

9、設計17</p><p>　　6.7選用傳動軸17</p><p>　　6.8.反應釜的軸封裝置18</p><p>　　7.反應釜的其他附件19</p><p>　　7.1 支座的選擇19</p><p>　　7.1.1支座載荷的計算19</p><p>　　7.1.2 支座載荷

10、的校核計算20</p><p>　　7.2設備接口22</p><p>　　7.2.1 進料管和出料管鋼管的外徑和壁厚22</p><p>　　7.2.2 加熱蒸汽進出管鋼管的外徑和壁厚22</p><p>　　7.2.3溫度計接口23</p><p>　　7.2.4安全閥接口24</p>

11、<p><b>　　7.3人孔24</b></p><p>　　7.3.1選用人孔法蘭25</p><p>　　7.3.2人孔,凸緣法蘭開孔補強計算25</p><p><b>　　7.4視鏡27</b></p><p><b>　　8.參考文獻28</b>

12、</p><p><b>　　9.總結(jié)：29</b></p><p><b>　　10.附表31</b></p><p><b>　　1.設計任務書</b></p><p>　　設計內(nèi)容：設計一臺夾套傳熱式帶有攪拌裝置的反應釜。</p><p>　　

13、2.設計方案的分析和擬定</p><p>　　根據(jù)任務書中的要求，一個夾套反應釜主要有攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管等一些附件構(gòu)成。而攪拌容器又可以分為罐體和夾套兩部分。攪拌裝置分為攪拌器和攪拌軸，根據(jù)任務說明書的要求本次設計攪拌器為推進式攪拌器；考慮到填料軸封的實用性和應用的廣泛性，所以軸封采用填料軸封。</p><p>　　在閱讀了設計任務書后,按以下內(nèi)容

14、和步驟進行夾套反應釜的機械設計。</p><p>　　（1）總體結(jié)構(gòu)設計,包括進行罐體和夾套設計計算。根據(jù)工藝的要求，并考慮到制造安裝和維護檢修的方便來確定各部分結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　?。?）攪拌器傳動系統(tǒng)的設計。</p><p>　　①根據(jù)工藝參數(shù)確定各部幾何尺寸；</p><p>　　②考慮壓力、溫度、腐蝕因素，選擇釜體和夾套材料

15、；</p><p>　　③對罐體、夾套進行強度和穩(wěn)定性計算、校核；</p><p>　?。?）傳動系統(tǒng)設計，包括選擇電機、確定傳動類型、選擇聯(lián)軸器等。</p><p>　?。?）決定并選擇軸封類型及有關零部件。</p><p>　?。?）繪圖，包括總圖、部件圖。</p><p>　?。?）編制技術要求，提出制造、裝配、

16、檢驗和試車等方面的要求。</p><p>　　3.夾套反應釜的設計 </p><p><b>　　3.1釜體的尺寸</b></p><p>　　釜體的尺寸主要是確定它的容積.長徑比和壁厚。</p><p><b>　　3.1.1容積</b></p><p>　　釜體的操作容

17、積V,釜體的全容積V ,裝料系數(shù) 。</p><p>　　取裝料系數(shù)為0.8。</p><p><b>　　得 </b></p><p>　　3.1.2 確定筒體的直徑和高度</p><p><b>　　長徑比: </b></p><p><b>　　估計圓筒內(nèi)徑

18、為：</b></p><p>　　將計算結(jié)果圓整至公稱直徑標準系列，選取筒體直徑。 </p><p>　　由上表得，DN=1200mm時的標準橢圓封頭曲面高度，直邊mm，封頭容積，表面積。</p><p><b>　　筒體高度為</b></p><p><b>　　筒體高度圓整為。</b&g

19、t;</p><p>　　于是，復核結(jié)果基本符合原定范圍。</p><p><b>　　修正實際容積</b></p><p><b>　　故選用合理。</b></p><p>　　3.2夾套幾何尺寸計算</p><p><b>　　(1)夾套直徑</b>

20、</p><p>　　罐體內(nèi)徑，則夾套內(nèi)徑為，符合壓力容器公稱直徑系列。</p><p>　　取反應釜裝料系數(shù)為，則估計夾套高度為：</p><p>　　圓整得夾套的高度為1400mm</p><p>　　則，這樣滿足筒體法蘭螺栓的裝拆要求。</p><p>　　(2) 計算夾套厚度：</p><p

21、>　　從安全考慮，夾套上所有焊縫均取焊縫系數(shù)，單面腐蝕余量，許用應力</p><p><b>　　夾套厚度：</b></p><p>　　圓整得夾套厚度為14mm</p><p>　　(3）夾套的傳熱面積</p><p>　　由表8-24可得一米高的內(nèi)表面積</p><p>　　查表8-27

22、可得封頭內(nèi)表面積，</p><p><b>　　夾套的傳熱面積為</b></p><p>　　由于夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸汽，故不需使用導流板。</p><p>　　3.3外壓圓筒與封頭設計</p><p>　　被夾套包圍的筒體按外壓設計，且受雙面腐蝕，故選偏差,雙面腐蝕余量：</p><p><b

23、>　　初選筒體壁厚，且取</b></p><p><b>　　筒體有效壁厚</b></p><p>　　內(nèi)筒受外壓作用的計算長度L為被夾套包圍的筒體部分加凸型封頭高1/3</p><p><b>　　圓整得：</b></p><p><b>　　其中：</b>

24、;</p><p><b>　　夾套高度</b></p><p>　　標準橢圓封頭的直邊高度</p><p>　　標準橢圓封頭的曲面高度</p><p><b>　　由圖9-7得，</b></p><p><b>　　圖9-10得，</b></p&

25、gt;<p>　　由于過大于設計壓力2.5MPa,應調(diào)小厚度</p><p><b>　　取</b></p><p>　　內(nèi)筒受外壓作用的計算長度L為被夾套包圍的筒體部分加凸型封頭高1/3</p><p>　　查化工機械設備設計基礎第233頁，由圖9-7得系數(shù)：</p><p><b>　　由圖

26、表9-10查得</b></p><p><b>　　筒體的許用外壓為：</b></p><p>　　因為>P,且接近，故取</p><p>　　選取筒體下封頭壁厚，且取，</p><p>　　筒體下封頭的有效厚度</p><p>　　查《化工設備機械基礎》（第六版）的表5-3&l

27、t;/p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　　計算系數(shù)A：</b></p><p>　　由圖表9-10查的B=128MPa</p><p><b>　　計算許用外壓力</b></p><p>　　取筒體下封頭壁厚符合外壓穩(wěn)定和內(nèi)壓

28、強度要求。</p><p>　　綜上所述，為了便于制造取上封頭不厚，筒體，頂蓋，反應器頂蓋的選擇按筒體封頭標準選擇，既仍為標準橢圓封頭，筒體，下封頭，頂蓋壁厚相同，都取。</p><p>　　3.4壓力試驗及其強度校核</p><p>　　容器制成以后，必須做壓力試驗，其目的在于考察容器的密封性，以確保設 備的安全進行。</p&g

29、t;<p>　　壓力試驗的種類，要求和試驗壓力值應在圖樣上標明。壓力試驗一般常用液壓試驗，對于不適合做液壓試驗的容器。例如容器內(nèi)部不允許有微量殘留液體，或由于結(jié)構(gòu)原因不能充滿液體的容器，可采用氣壓試驗。本設計采用液壓試驗。</p><p><b>　　外壓容器的試壓</b></p><p><b>　　液壓試驗</b></p&

30、gt;<p><b>　　應滿足條件：</b></p><p>　　取200℃下的屈服壓力為325MPa。250℃下的屈服壓力為325MPa</p><p><b>　　可見</b></p><p>　　所以水壓試驗強度足夠。</p><p><b>　　式中：=試驗壓力&l

31、t;/b></p><p><b>　　=設計壓力</b></p><p>　　=容器元件材料在設計溫度下的許用應力</p><p>　　=圓筒材料在試驗溫度下的屈服點</p><p><b>　　夾套壓力校核</b></p><p><b>　　取</

32、b></p><p>　　式中：=容器元件材料在試驗溫度下的許用應力</p><p><b>　　可見：</b></p><p><b>　　所以，水壓強度足夠</b></p><p><b>　　4. 釜體法蘭選擇</b></p><p>　　根

33、據(jù)筒內(nèi)操作壓力P=0.2MPa，溫度t=200℃,筒體直徑。 </p><p><b>　　由于</b></p><p>　　所以，應選用甲型平焊法蘭由表10-2得</p><p>　　PN=0.25MPa的甲型法蘭和乙型法蘭的尺寸和質(zhì)量</p><p>　　選用平焊法蘭，得法蘭尺寸：</p><

34、p>　　螺栓數(shù)量：36 螺紋：M20 質(zhì)量：85.3Kg</p><p><b>　　5.攪拌器的設計</b></p><p>　　攪拌裝置由攪拌器、軸及支撐組成，攪拌器的形式很多根據(jù)任務說明書要求，本設計選用漿式攪拌器。其槳葉為兩葉軸轉(zhuǎn)速為85r/min，采用單層漿安裝。攪拌器與軸的連接常用螺栓對夾，</p><p>　　攪拌器

35、主要尺寸；查表18-47得</p><p>　　取Dj=0.6×1200=720㎜</p><p>　　取b=0.15×720=108㎜ </p><p>　　槳葉數(shù)Zj=2 螺栓d0: M12 數(shù)量：4</p><p>　　螺釘d1： M12 數(shù)量： 1</p>&

36、lt;p>　　質(zhì)量： m=10.42㎏</p><p><b>　　5.1攪拌軸的設計</b></p><p>　　由工藝條件要求，本釜選用槳式攪拌軸材料為45鋼，由下表</p><p>　　計算系數(shù)A=118--107，則攪軸的直徑為：</p><p>　　根據(jù)軸上安裝零件及其它結(jié)構(gòu)上的要求算計所得的軸徑還需要增

37、大5%—15%，通常還得增加2—4mm的腐蝕裕度。都按最大要求計算： 37.81.15+4=47.47mm</p><p>　　最后把確定的直徑圓整到攪拌軸的標準系列查表取d=50mm。</p><p>　　5.2攪拌軸強度校核</p><p>　　選用軸功率P=2.8kw,軸轉(zhuǎn)速n=85r/min,</p><p>　　軸扭轉(zhuǎn)的強

38、度條件是： </p><p>　　對45剛 [τ]k=35Mpa</p><p>　　對實心軸 =πd3/16=mm3</p><p>　　則： 故 d=50mm 強度足夠</p><p>　　6.反應釜的傳動裝置</p><p>　　反應釜的攪拌器是由傳動裝置帶動，反應釜的傳動裝置包括電機、減速器、聯(lián)軸器、機

39、架、底座和凸緣法蘭，傳動裝置通常設置在釜頂封頭的上部。本設計內(nèi)容包括：減速機，電機的選用，選用和設計機架和底座等。</p><p><b>　　6.1選用減速器</b></p><p>　　減速器的作用是傳遞運動和改變速率，以滿足工藝條件要求，攪拌轉(zhuǎn)速為85r/min，功率P=2.8Kw，減速比為，圓整得減速比為i=17。</p><p>　　

40、即可確定選用機型為減速比i=17的擺線針齒行星減速器，其標定符號為BLD4-3-17。</p><p><b>　　6.2電動機的選用</b></p><p>　　電動機功率主要根據(jù)所需的功率及傳動裝置的傳動效率來確定，此外，還應考慮攪拌軸通過軸封裝置應摩擦而損耗的功率。設備選用主要考慮到它的系列，功率，轉(zhuǎn)速以及安裝形式和防爆要求等幾項內(nèi)容。 </p>

41、<p>　　本設計P=2.8Kw， </p><p>　　本設計選用Y系列三相異步電動機，電動機的功率為 </p><p>　　式中：p-工藝要求攪拌功率，單位為Kw ：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　因為電動機的功率為85% 電動機效率：P=</p>

42、<p>　　圓整 P=4Kw</p><p><b>　　電機校核：4</b></p><p>　　所以，選用電機符合。 </p><p><b>　　6.3選用凸緣法蘭</b></p><p>　　凸緣法蘭焊接在釜體封頭上，整個傳動裝置就裝在它的上邊，它還可兼做釜體

43、維修的檢查孔使用。查表18-28</p><p>　　選用凸緣法蘭的尺寸：</p><p>　　材料選用16MnR 其標記為HG21564-95.法蘭R250-16MnR</p><p>　　查《化工機械基礎》P271選用墊片、螺紋、螺母材料。</p><p>　　本設計采用GB/73985 石棉橡膠板、適用范圍</p>&l

44、t;p><b>　　6.4選用機架</b></p><p>　　機架是用來支撐加速機和傳動軸的。軸承軸也歸屬于機架，機架機型有4種，本設計選用A型單支點機架 查 表 18-35 機架的外形和尺寸及所配置的軸承型號：</p><p>　　機架公稱直徑DN=250mm</p><p>　　傳動軸軸徑d=50mm</p><

45、;p><b>　　H=750mm</b></p><p><b>　　H1=268mm</b></p><p><b>　　D1=290mm</b></p><p><b>　　D2=350mm</b></p><p><b>　　D4=4

46、25mm</b></p><p><b>　　D5=455mm</b></p><p>　　軸型型號：46212</p><p>　　機架質(zhì)量： m=93Kg</p><p>　　支點軸承間距： L=620mm</p><p><b>　　6.5選用安裝底蓋</b>

47、;</p><p>　　安裝底蓋的作用主要是安裝機架和密封箱體，在對傳動系統(tǒng)維修時還可以臨時擱置傳動軸，設計選用了RS型安裝底蓋，加上P464 表 18-29。</p><p>　　安裝底蓋的公稱直徑和凸緣法蘭方法一樣，形式選取時應注意與凸緣的密封面搭配一致。</p><p><b>　　選用安裝尺寸：</b></p><p

48、>　　公稱直徑DN=250mm</p><p><b>　　外徑D=395mm</b></p><p>　　螺柱中心圓直徑K=350mm</p><p>　　填料密封箱底部尺寸選用：</p><p>　　傳動軸直徑d=50mm</p><p>　　箱底外徑D2=240mm</p>

49、<p>　　螺柱中心圓直徑K2=210mm</p><p>　　安裝底蓋采用螺柱等緊固件，上與機架連接，下與凸緣法蘭連接，是整個攪拌傳動裝置與容器連接的主要連接件。</p><p>　　安裝底蓋的常用形式為RS和LRS型，其他結(jié)構(gòu)（整體或襯里）、密封面形式（突面或凹面）以及傳動軸的安裝形式（上裝或下裝），按HG21565-95選取。</p><p>　

50、　安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。形式選取時應注意與凸緣法蘭的密封面配合（突面配突面，凹面配凹面）。</p><p><b>　　6.6聯(lián)軸器的設計</b></p><p>　　查閱標準《攪拌裝置—聯(lián)軸器》選用立式夾殼式聯(lián)軸器，公稱直徑為50mm,最大扭矩 ，驗算聯(lián)軸器的扭矩，查表選用工況系數(shù)K=1.5，聯(lián)軸器的計算扭矩為：符合要求。</p><

51、p>　　電機或減速器輸出軸與傳動軸之間及傳動軸與攪拌軸之間的連接，都是通過聯(lián)軸器連接的。常用的聯(lián)軸器有彈性塊式聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器和緊箍夾殼聯(lián)軸器。本設計采用剛性凸緣聯(lián)軸器（C型）查表18-38，主要選用尺寸為：</p><p>　　C型凸緣聯(lián)軸器d2=50mm D=155mm L1=70mm L2=81mm L=169mm</p><p>　　許用扭矩：515N·

52、;m</p><p>　　扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)座：1960r/min</p><p><b>　　質(zhì)量：14Kg</b></p><p><b>　　6.7選用傳動軸</b></p><p>　　軸式傳遞運動和動力的重要零件，工作是即受彎曲，又承受扭矩的軸承力轉(zhuǎn)軸。傳動軸的形式由機架形式，傳動軸安裝形式和釜內(nèi)聯(lián)軸

53、器形式確定。</p><p>　　本設計采用傳動軸安裝形式為：ASC既單點上裝凸緣。查《化工設備機械基礎》董大勤版P471表18-37得：</p><p>　　選用傳動軸軸徑d=50mm。 上端軸徑d1=40mm C型下軸徑d2=45mm 伸入釜體產(chǎn)度L=350mm </p><p>　　傳動軸材料選用：40Cr</p><p>　　

54、6.8.反應釜的軸封裝置</p><p>　　軸封是攪拌設備的一個重要組成部分。其任務是保證攪拌設備內(nèi)處于一定的正壓和真空狀態(tài)以及防止反應物料逸出和雜質(zhì)的滲入。鑒于攪拌設備以立式容器中心頂插式攪拌為主，很少滿釜操作，軸封的對象主要為氣體；而且攪拌色設備由于反應工況復雜，軸的偏擺振動大，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差等特點，故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設備上。</p><p>　　反應釜攪拌軸處的密封，屬

55、于動密封，常用的有填料密封和機械密封兩種形式。填料密封結(jié)構(gòu)簡單、易于制造，在攪拌設備上廣泛應用，一般用于常壓、低壓、低轉(zhuǎn)速及允許定期維護的攪拌設備；機械密封是一種功耗小、泄露率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封，主要用于腐蝕、易燃、易爆、劇毒及帶有固體顆粒的介質(zhì)中工作的高壓和真空設備。</p><p>　　根據(jù)已知工況，選用填料密封。查文獻資料選取密封填料。其主要尺寸為：</p><p&g

56、t;<b>　　軸徑；；</b></p><p><b>　　填料規(guī)格；</b></p><p><b>　　法蘭螺栓孔；</b></p><p>　　填料箱質(zhì)量7.5kg。</p><p>　　7.反應釜的其他附件</p><p><b>　

57、　7.1 支座的選擇</b></p><p>　　由于設備外部設置有26mm的保溫層，所以選耳式B型支座，支座數(shù)量為4個。</p><p>　　根據(jù)表13-6以及總重量的估計，設計中選取B型耳式支座B3，允許</p><p>　　載荷為30KN , 高度H=200mm，尺寸如下</p><p>　　7.1.1支座載荷的計算<

58、/p><p><b>　　（1）筒體質(zhì)量：</b></p><p>　　筒體公稱直徑DN=1200mm，筒體厚度， 筒體每米質(zhì)量為828kg，</p><p><b>　　筒體總質(zhì)量：</b></p><p>　?。?）筒體封頭質(zhì)量：</p><p>　　內(nèi)壓封頭 ：公稱直徑

59、DN=1200mm，封頭的厚度的封頭的質(zhì)量為364kg。</p><p>　　外壓封頭：DN=1200，=2.81mm的質(zhì)量為364Kg</p><p>　?。?）夾套筒體質(zhì)量：</p><p>　　（4）夾套封頭質(zhì)量：</p><p>　　公稱直徑DN=1300mm， =241Kg</p><p>　?。?）物料質(zhì)量

60、：氯乙烯的密度為 0.91× 則質(zhì)量</p><p>　　=910×1.8=1638Kg</p><p>　　(6) 附件質(zhì)量： 人孔約289Kg</p><p><b>　　電機質(zhì)量47Kg</b></p><p>　　攪拌軸質(zhì)量10.42Kg</p><p>　　釜體法蘭

61、質(zhì)量85.3Kg</p><p><b>　　機架質(zhì)量93Kg</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器質(zhì)量14Kg</b></p><p>　　其他附件質(zhì)量50Kg</p><p>　　附件總質(zhì)量 Kg</p><p>　　反應釜的總質(zhì)量：m=1490+728+635

62、.6+241+1638+588.72=5321.32Kg</p><p>　　總的負荷量 Q=mg=5321.32×9.8=52148.936N</p><p><b>　　最大載荷為：==</b></p><p>　　7.1.2 支座載荷的校核計算</p><p>　　耳式支座實際承受的載荷按下式近似計算

63、：</p><p><b>　　式子中：</b></p><p><b>　　=設備總質(zhì)量</b></p><p>　　g=重力加速度 取</p><p><b>　　=偏心載荷</b></p><p>　　=不均勻系數(shù)，安裝三個以上支座時 k=0.

64、83</p><p><b>　　=支座數(shù)量</b></p><p>　　=水平作用點至支座底板之間的距離 mm</p><p><b>　　=偏心距 mm</b></p><p>　　=水平力 本設計P=0</p><p><b>　　螺栓分布圓直徑</

65、b></p><p><b>　　針對本實驗</b></p><p><b>　　因為</b></p><p>　　所以選用耳式支座滿足要求。</p><p>　　7.2設備接口 </p><p>　　7.2.1 進料管和出料管鋼管的外徑和壁厚</p>

66、;<p>　　查表8 由鋼管壁厚28mm，查得鋼管外徑108mm，再查表10-19，由鋼管外徑108mm查得板式平焊法蘭蓋的尺寸與質(zhì)量</p><p>　　公稱直徑DN=100mm</p><p><b>　　連接尺寸：</b></p><p>　　法蘭外徑D=210mm</p><p>　　螺孔中心圓直徑

67、K=170mm</p><p>　　螺孔直徑L=18mm</p><p><b>　　螺孔數(shù)量n=4</b></p><p><b>　　螺紋Th=M16</b></p><p><b>　　板式平焊法蘭：</b></p><p>　　法蘭內(nèi)徑=110m

68、m</p><p><b>　　坡口寬度b=0</b></p><p>　　法蘭厚度C=18mm</p><p>　　法蘭質(zhì)量m=3.41kg</p><p><b>　　法蘭蓋：</b></p><p><b>　　厚度C=18mm</b></p

69、><p>　　質(zhì)量m=4.75kg</p><p>　　7.2.2 加熱蒸汽進出管鋼管的外徑和壁厚</p><p>　　由鋼管壁厚14mm，查得鋼管外徑60mm，由表10-22，查得公稱直徑DN=50mm</p><p><b>　　連接尺寸：</b></p><p>　　法蘭外徑D=165mm&l

70、t;/p><p>　　螺孔中心圓直徑K=125mm</p><p>　　螺孔直徑L=18mm</p><p><b>　　螺孔數(shù)量n=4</b></p><p><b>　　螺紋Th=M16</b></p><p><b>　　板式平焊法蘭：</b><

71、/p><p><b>　　法蘭內(nèi)徑=59mm</b></p><p><b>　　坡口寬度b=5mm</b></p><p>　　法蘭厚度C=20mm</p><p>　　法蘭質(zhì)量m=2.77kg</p><p><b>　　法蘭蓋：</b></p&g

72、t;<p><b>　　厚度C=20mm</b></p><p>　　質(zhì)量m=3.20kg</p><p><b>　　接管伸出長度:</b></p><p>　　所以，進料口、出料口、蒸汽進出口的接管伸出長度均為150mm，法蘭墊片選GB/T3985石棉橡膠板。</p><p>　　

73、7.2.3溫度計接口</p><p>　　采用無縫鋼管，深入釜體內(nèi)一定長度配用突面帶頸平焊法蘭：HG20594，法蘭S050~4.0RF20鋼。</p><p>　　7.2.4安全閥接口</p><p>　　采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平，配用突面帶頸，平焊法蘭：HG20594，法蘭S065RFOC，18Ni107i</p><p>　　

74、本設計設備直徑不是很大，所以選普通視鏡中的帶頸視鏡</p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　公稱直徑</b></p><p><b>　　帶頸視鏡尺寸：</b></p><p>　　公稱壓力0.98MPa</p><

75、;p><b>　　D=160mm</b></p><p><b>　　=130mm</b></p><p><b>　　=24mm</b></p><p><b>　　=24mm</b></p><p><b>　　7.3人孔</b&

76、gt;</p><p>　　人孔的設置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設備內(nèi)部的裝置。</p><p>　　設備的直徑大于900mm，應開設人孔。人孔的形狀有圓形和長圓形兩種。圓形人孔制造方便。應用較為廣泛。人孔的大小及位置應以人進出設備方便為原則，對于反應釜，還要考慮攪拌器的尺寸，一便攪拌軸及攪拌器能通過人孔放入罐體內(nèi)。其主要尺寸見附表11-2 ，</p><p>　

77、　密封面型式：凸 面（RF型） 公稱壓力：0.6Mpa 公稱直徑 ：DN=400mm總質(zhì)量：84Kg 螺柱或螺栓：16個， 規(guī)格：M20</p><p>　　7.3.1選用人孔法蘭</p><p>　　由人孔公稱直徑DN=400mm和內(nèi)壓0.2MPa，選用板式平焊法蘭和法蘭尺寸與質(zhì)量。</p><p>　　公稱直徑;DN=400mm 鋼管外徑：A=

78、426mm</p><p>　　連接尺寸：法蘭外徑D：540mm ，螺孔中心圓直徑K=495mm，螺孔直徑L=22mm， 螺孔數(shù)量n=16，螺紋Th=M20</p><p>　　板式平焊法：法蘭內(nèi)徑=430mm，坡口寬度b=0，法蘭厚度C=28mm，法蘭質(zhì)量m=17.1Kg </p><p>　　法蘭蓋：厚度C=24mm， 質(zhì)量m=42Kg</p>&

79、lt;p>　　7.3.2人孔,凸緣法蘭開孔補強計算</p><p>　　人孔開口在釜體上部，按內(nèi)壓要求進行補強計算</p><p>　　對于內(nèi)壓圓筒，要求補強面積：</p><p>　　式中 A-----開孔削弱所需補強面積</p><p>　　D------開孔直徑</p><p>　　Fr------強度削

80、弱系數(shù)</p><p>　　本設計采用A型補強管。 DN=400 外徑×壁厚: </p><p>　　補強管內(nèi)伸最小長度： 63mm</p><p>　　理論重量： 9.8Kg/100mm</p><p>　　對于橢圓型封頭，當開孔位于以橢圓形封頭為中心80%</p><p>　　在封頭內(nèi)直徑的

81、范圍時，K1=0.9為標準橢圓形封頭。 </p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　計算有效補強范圍</b></p><p><b>　　有效補強寬度</b></p><p>　　B=2d=2×426=852</p>&

82、lt;p>　　取二者中較大值，即B=852</p><p><b>　　補強有效高度</b></p><p>　　h1=接管實際外伸高度=150mm</p><p><b>　　取兩者中較小值</b></p><p>　　即h1=56.52mm</p><p><

83、b>　　內(nèi)側(cè)有效高度</b></p><p>　　h2=接管實際外伸高度=63mm</p><p><b>　　取兩者中較小值</b></p><p>　　即 h2=56.52mm</p><p>　　（3)計算補強范圍內(nèi)多余的補強面積Ae</p><p>　　有效補強內(nèi)殼體有

84、效厚度減去計算厚度之外的多余面積A1</p><p><b>　　計算： </b></p><p>　　=（852-426）×（25-0.735）-2×7.5×（25-0.735）（1-1）</p><p>　　=10336.89m2</p><p>　　有效補強區(qū)內(nèi)接管有效厚度減去計算厚度

85、之外的多雨面積A2</p><p><b>　　多余面積為</b></p><p>　　A=2×56.52×（7.5-0.27）×1+2×56.52×（7.5-2）×17.28</p><p>　　=817.28+621.72</p><p>　　=1439mm

86、2 </p><p>　　有效補強區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積A3,</p><p><b>　　A3=0</b></p><p><b>　　判斷是否需要補強</b></p><p>　　Ae = A1+A2+A3</p><p>　　=10336.89+1439+0</

87、p><p>　　=11775.89mm2 </p><p>　　Ae =11775.89mm2>313.11mm2=A</p><p>　　比較結(jié)果得： 開出孔后不需要補強。 </p><p><b>　　7.4視鏡</b></p><p>　　視鏡是用來觀察設備內(nèi)部情況的。視鏡的公稱直徑最

88、多有五種公稱直徑，取決于視鏡的公稱壓力。視鏡的使用溫度為0~200度，溫度上限是由玻璃材質(zhì)決定的。視鏡尺寸如下表11-9</p><p>　　根據(jù)表11-9選用的視鏡：公稱直徑DN80，工程壓力10的碳素鋼HGJ 501-86-9</p><p><b>　　8.參考文獻</b></p><p>　　賈紹義，柴誠敬. 化工原理課程設計[M].

89、天津：天津大學出版社,2003</p><p>　　蔡紀寧，張秋翔.化工設備機械基礎課程設計指導書[M]. 北京：化學工業(yè)社,2000</p><p>　　JBT4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》</p><p>　　HG-T 3796.5-2005《圓盤渦輪式攪拌器》</p><p>　　GB150-89《鋼制壓力容器》[S]<

90、/p><p>　　HG/T20569—94《機械攪拌設備》[S]</p><p>　　潘國昌，郭慶豐. 化工設備設計 . 北京：清華大學出版社，1996</p><p>　　茅曉東，李建偉編著.典型化工設備機械設計指導[M].上海：華東理工大學出版社，1995</p><p>　　湯善甫，朱思明主編.化工設備機械基礎[M].上海：華東理工大學出版

91、社，2004</p><p>　　譚蔚主編.化工設備設計基礎[M].天津：天津大學出版社,2000</p><p>　　王凱，馮連芳著.混合設備設計.機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　成大先主編.機械設計手冊第四版第4卷[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005</p><p>　　陳面恒，叢德滋，方圖南，齊鳴齋編.化工原理[M].北

92、京：化學工業(yè)出版社,2000</p><p>　　董大勤.化工設備機械基礎[M].北京：化學工業(yè)出版社,2002</p><p><b>　　9.總結(jié)：</b></p><p>　　經(jīng)過兩周的《化工機械設備》課程設計，經(jīng)過我們自己的動手實踐，讓我們對這一門課有了更深的了解，感謝張老師和韓老師給我們這次設計的機會，謝謝老師的指導。課程設計不同于書

93、本理論知識的學習，有些問題是實際實踐過程中的，無法用理論推導得到，因此不免過程中有很多困難，但通過與同學的交流和探討，查閱文獻資料，查閱互聯(lián)網(wǎng)以及在徐老師的指導幫助下，問題都得到很好的解決。這讓我深深意識到自己知識體系的漏洞，自己知識體系的不足，但同時也深刻體會到同學間的團結(jié)互助的精神。</p><p>　　通過此次課程設計，使我查閱文獻的能力和對數(shù)據(jù)的選擇判斷能力得到了很好的鍛煉，同時我也意識到自己應該把所學到

94、的知識應用到設計中來。同時在設計中同學之間的相互幫助，相互交流，認識的進一步加深，對設計中遇到的問題進行討論，使彼此的設計更加完善，對設計的認識更加深刻。在此再次感謝我各位親愛的同學們。同時還要感謝安全系里的老師給我們提供教室，以及學校圖書館向我們提供工具書和參考書，在此特別予以感謝。</p><p>　　由于首次做設計，過程中難免疏忽與錯誤，感謝有關老師同學能及時給予指出。</p><p&g

95、t;<b>　　10.附表</b></p><p><b>　　圖9-7</b></p><p><b>　　圖9-10</b></p><p><b>　　表10-2</b></p><p><b>　　表18-47</b><

96、/p><p><b>　　表18-27</b></p><p><b>　　表18-35</b></p><p><b>　　表18-38</b></p><p><b>　　表13-6</b></p><p><b>　　表