1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄1 緒論11.1 設(shè)計背景及目的11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1 國內(nèi)11.2.2 國外21.3 設(shè)計方法21.4 設(shè)計的理論依據(jù)31.5 設(shè)計計算思路32反應(yīng)釜釜體結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算42.1 反應(yīng)釜罐體和夾套的設(shè)計計算42.1.1 幾何尺寸的設(shè)計計算42.1.2 反應(yīng)釜的強(qiáng)度計算62.1.3 反應(yīng)釜的穩(wěn)定校核102.1.4 反應(yīng)釜的液壓試驗(yàn)校核132.2 選擇反應(yīng)釜支座型式并進(jìn)行強(qiáng)度校核計算152.2.1 反應(yīng)釜支座型式的選擇152.2.2 校核支座反力對器壁作用的外力矩162.3 選擇反應(yīng)釜的人孔、視鏡形式并進(jìn)行校核計算172.3.1 人孔、視鏡形式的選擇17

2、2.3.2 人孔、視鏡的開口補(bǔ)強(qiáng)校核182.4 選擇接管、管法蘭192.4.1 蒸汽入口、加料口、壓縮空氣入口、冷凝水出口管法蘭和接口形式的選擇192.4.2 溫度計、壓力表管法蘭和接口形式的選擇202.4.3 放料口管法蘭和接口形式的選擇202.4.4 反應(yīng)釜法蘭形式及其非金屬軟墊片的選擇203反應(yīng)釜攪拌裝置的設(shè)計計算213.1 反應(yīng)釜攪拌器形式的設(shè)計213.2 反應(yīng)釜攪拌器尺寸的確定233.3 反應(yīng)釜攪拌器攪拌功率的計算233.4 反應(yīng)釜攪拌軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核243.4.1 工藝條件243.4.2 計算攪拌軸的扭矩243.4.3 計算攪拌軸的最小直徑253.4.4 攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計253.

3、4.5 攪拌器其他部分尺寸的確定264 反應(yīng)釜攪拌設(shè)備傳動裝置的設(shè)計與選型284.1 電動機(jī)型號的選擇284.2 減速機(jī)型號的選擇284.3 機(jī)架結(jié)構(gòu)的選型314.4 傳動軸結(jié)構(gòu)的選型314.5 機(jī)架內(nèi)傳動軸聯(lián)軸器選型314.6 軸封裝置的選型314.7 反應(yīng)釜凸緣法蘭及安裝底蓋的選型325 反應(yīng)釜的優(yōu)缺點(diǎn)分析及待改進(jìn)方面分析335.1 優(yōu)點(diǎn)分析335.2 缺點(diǎn)分析335.3 待改進(jìn)方面分析34結(jié)論與總結(jié)36謝辭37參考文獻(xiàn)38附錄39專心-專注-專業(yè)1 緒論1.1 設(shè)計背景及目的在大部分有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，由于反應(yīng)物本身的理化特性，使得許多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行工業(yè)化，進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過程中都存在著反應(yīng)時

4、間長，反應(yīng)效率低的缺陷。甚至有些反應(yīng)物或產(chǎn)物都是對人類有毒有害物質(zhì)。同時也由于許多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行反應(yīng)時所要求的苛刻的外部條件，如：高溫、高壓、緩慢加入、攪拌、保溫、散熱等等各種條件，使得許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)不僅存在著生產(chǎn)效率低、周期長、浪費(fèi)嚴(yán)重、污染環(huán)境的不利結(jié)果，而且工人在操作的過程中也存在著種種不安全的危險隱患，如：爆炸、泄露中毒等。因此一種高效、方便、安全、無污染的化學(xué)反應(yīng)設(shè)備的出現(xiàn)就現(xiàn)得尤為重要，它將會使化工工業(yè)的有效利用率及安全系數(shù)大大提高，不僅會對化工企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，更會給社會和人類提供各多和諧、舒適的生活和工作環(huán)境。在本次畢業(yè)設(shè)計中，我所設(shè)計的自吸式內(nèi)循環(huán)氣液壓力反應(yīng)釜正是針

5、對上述要求而進(jìn)行設(shè)計的。自吸式內(nèi)循環(huán)氣液壓力反應(yīng)釜主要是針對那些氣相和液相反應(yīng)物之間進(jìn)行緩慢并需要一定的壓力的反應(yīng)的設(shè)備，其核心在于反應(yīng)釜攪拌器的特殊功用。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)自吸的化工反應(yīng)設(shè)備都是在攪拌器上做文章。目前，能實(shí)現(xiàn)自吸的攪拌器形式有多種：如沈陽化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院的羅鵬、陳富新、張俊芳共同提出一種新型的能將釜底液體連續(xù)噴灑在容器內(nèi)壁形成液膜以提高傳熱速率的自吸式攪拌裝置。他們從流體動力學(xué)的基本方程出發(fā),推導(dǎo)出攪拌裝置的設(shè)計計算方法，用水為介質(zhì)在直徑200 mm,高300 mm的外表面電熱套加熱的圓柱形敞口容器中分別在自吸式攪拌裝置和普通螺旋槳葉輪攪拌下

6、進(jìn)行了對比蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,采用自吸式攪拌裝置可減少蒸發(fā)時間47%以上。原正公司專利攪拌器，適合氣體的自吸與再分散，可用于催化加氫、氧化、深層曝氣等氣液傳質(zhì)反應(yīng)。一般與SP302攪拌器組合使用。其特點(diǎn)為：自吸能力強(qiáng)、可成倍提高氣液反應(yīng)速率、低剪切、高速運(yùn)行、中等能耗；上海醫(yī)藥工業(yè)研究院的何志敏、李可求研發(fā)的三棱形空心渦輪攪拌器，在容器中它將反應(yīng)料液以一定速度混合時，促使液流激烈湍動，使攪拌器葉輪周圍的動能增加而位能減少，從而使葉輪周圍高動能的液體壓力低于葉輪中心低動能的液體壓力，形成空位狀態(tài)，通過與攪拌器空心渦輪聯(lián)接的導(dǎo)管吸入外界氣體，由空心渦輪的背側(cè)開口不斷排出，在渦輪葉片的末端附近以最大

7、的周邊速度被液流粉碎，分散成為細(xì)小氣泡，并與料液充分混合，徑向流動至器壁附近，再經(jīng)擋板折流，涌向液面，在反應(yīng)器內(nèi)形成均勻的氣液混合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氣液接觸，達(dá)到反應(yīng)要求。自吸式氣液反應(yīng)器的應(yīng)用已有多年經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)20余家工廠的應(yīng)用結(jié)果顯示，該設(shè)備具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的性能，在化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)過程中已經(jīng)發(fā)揮較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，還可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用于污水處理、濕法冶金等其它領(lǐng)域，使之發(fā)揮更大的作用。另外，自吸式反應(yīng)器還用在酵母生產(chǎn)設(shè)備上。匯科公司通過多年的積累，自吸式氣液混合強(qiáng)化器技術(shù)就是典型的自吸式氣液酵母生產(chǎn)裝置，其主要裝置就是自吸式氣液混合強(qiáng)化器。自吸式氣液混合強(qiáng)化器主要部件為三棱形空心渦輪攪拌器

8、。它在容器中旋轉(zhuǎn)時,促使液流激烈湍動,使攪拌器葉輪周圍的動能增加而位能減少,形成一定程度真空,通過與攪拌器空心渦輪聯(lián)接的導(dǎo)管吸入外界氣體,實(shí)現(xiàn)氣液接觸和混合傳質(zhì)。1.2.2 國外國外關(guān)于自吸式氣液反應(yīng)器的研究比我國的起步早，科技含量高，生產(chǎn)技術(shù)成熟。我國與國外目前的差距就在于生產(chǎn)技術(shù)與方法比較落后，不能實(shí)現(xiàn)自動化，而且在生產(chǎn)材料上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國、日本等制造業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家。因此我國在研發(fā)新技術(shù)的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步不斷研究新的加工方法和材料，使其使用性能和生產(chǎn)工藝更趨完善和先進(jìn)。1.3 設(shè)計方法本設(shè)計的設(shè)計的方法為：查閱有關(guān)化工設(shè)備方面的書籍，研究一般帶攪拌器反應(yīng)釜的設(shè)計思路與方法。將反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)設(shè)

9、計出來，然后再根據(jù)反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)尺寸對攪拌器進(jìn)行設(shè)計。同時結(jié)合國內(nèi)外自吸式攪拌器的設(shè)計成果，研究一個性能更好的新型自吸式攪拌器。最后根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)尺寸確定所需要的配套設(shè)備。并分析其優(yōu)越之處和缺陷的地方。進(jìn)一步提出改進(jìn)方案。1.4 設(shè)計的理論依據(jù)自吸式內(nèi)循環(huán)壓力反應(yīng)釜的理論依據(jù)為：利用液體在高速旋轉(zhuǎn)下的離心力，使中部形成真空狀態(tài)，在反應(yīng)釜內(nèi)，利用氣體的壓力將氣體壓入真空區(qū)，從而達(dá)到自動吸收氣體的目的，其具體的過程如下：自吸式內(nèi)循環(huán)壓力反應(yīng)釜為氣液兩相反應(yīng)，在自吸式攪拌器的高速旋轉(zhuǎn)下，反應(yīng)液料被高速甩出攪拌器中部的葉輪，使其中部形成真空區(qū)，由于反應(yīng)釜內(nèi)有壓力，故在液面上的氣體在壓力的作用下，通過導(dǎo)氣

10、筒進(jìn)入到葉輪的低壓區(qū)，并隨液體一起被甩出葉輪，同時在葉輪的外圈有導(dǎo)輪，導(dǎo)輪上有葉片，當(dāng)液體被甩出葉輪后，就會把富含氣體的液體高速撞到導(dǎo)輪上的葉片上，在導(dǎo)輪葉片上以最大的周邊速度被液流粉碎，分散成為細(xì)小氣泡，并與料液充分混合，達(dá)到高效的反應(yīng)效率，然后，液體又通過進(jìn)液孔進(jìn)入攪拌器的空腔內(nèi)與通過導(dǎo)氣筒進(jìn)入空腔的氣體再次重復(fù)上述過程，直到反應(yīng)完成結(jié)束。同時沒有反應(yīng)的氣體又會通過自身的性質(zhì)浮上液面，并再次繼續(xù)參與反應(yīng)，這便實(shí)現(xiàn)了自吸式內(nèi)循環(huán)的目的。1.5 設(shè)計計算思路本設(shè)計的設(shè)計計算思路是首先根據(jù)設(shè)計條件對反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算，其次根據(jù)反應(yīng)釜的幾何結(jié)構(gòu)尺寸對攪拌裝置進(jìn)行設(shè)計，然后后根據(jù)前面的設(shè)計結(jié)果

11、，對反應(yīng)釜的傳動部分進(jìn)行設(shè)計與選型，最后對反應(yīng)釜的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析并提出改進(jìn)方案。設(shè)計的內(nèi)容和過程為：1、反應(yīng)釜釜體結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算；2、反應(yīng)釜攪拌裝置的設(shè)計計算；3、反應(yīng)釜攪拌設(shè)備轉(zhuǎn)動裝置的設(shè)計與選型；4、反應(yīng)釜的優(yōu)缺點(diǎn)分析及改進(jìn)方面分析。2反應(yīng)釜釜體結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算本節(jié)內(nèi)容將主要設(shè)計反應(yīng)釜的釜體結(jié)構(gòu)。反應(yīng)釜釜體結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算是反應(yīng)釜其他部分結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的前提，在本部分設(shè)計中將包括反應(yīng)釜罐體和夾套結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算、反應(yīng)釜支座型式的選擇，人孔、視鏡型式的選擇及開口補(bǔ)強(qiáng)計算。最后還將對反應(yīng)釜上各種管法蘭及接管進(jìn)行選型。2.1 反應(yīng)釜罐體和夾套的設(shè)計計算2.1.1 幾何尺寸的設(shè)計計算 1、工藝條件全容積V

12、=2.5 m3；傳熱面積F=6.52、罐體結(jié)構(gòu)形式的選擇夾套式反應(yīng)釜是由罐體和夾套兩大部分組成。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過程提供了一定的空間。夾套傳熱是一種應(yīng)用最普遍的外部傳熱方式。圖2-1 夾套反應(yīng)釜罐體和夾套型式罐體一般是立式圓筒形容器，有頂蓋、筒體和罐體組成（圖2-1），通過支座安裝在基座或平臺上。由于設(shè)計的反應(yīng)釜要承受一定的壓力，故其頂蓋和罐體都選為橢圓形封頭形式。1 3、初算筒體內(nèi)徑由表2-1，假設(shè)反應(yīng)釜筒體的長徑比=1.1則筒體內(nèi)徑由公式1 ： m (2-1)可知： =1.425m表2-1 幾種攪拌器的長徑比值1種類設(shè)備內(nèi)物料類型一般攪拌器液-固相或液-液

13、相物料11.3氣-液相物料12發(fā)酵罐類1.72.54、圓整筒體內(nèi)徑由估算內(nèi)徑查表將估算值圓整到公稱直徑系列為：=1400mm5、確定一米高筒體的容積 根據(jù)查表1 選得=1.539 m3 6、確定反應(yīng)釜封頭容積 根據(jù)查表1選得=0.3977 m37、確定反應(yīng)釜的高度H1反應(yīng)釜容積V通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計算。則筒體高度H1按下式計算，并進(jìn)行圓整。 m (2-2)則代入數(shù)據(jù)得: 1.366 m8、圓整反應(yīng)釜的高度根據(jù)的估算值圓整得：=1400 mm由=1并結(jié)合表2-1可知假設(shè)符合氣液相物料的反應(yīng)釜攪拌設(shè)計。9、計算反應(yīng)釜的實(shí)際容積V當(dāng)筒體高度確定后，應(yīng)按下式用圓整后的筒體高度修正實(shí)際容積

14、。 m3 (2-3)則代入數(shù)據(jù)得：V=1.5391.40.3977=2.552 m310、確定反應(yīng)釜夾套筒體內(nèi)徑 夾套的內(nèi)徑由筒體內(nèi)徑根據(jù)表2-2確定。則可知：=1400+100=1500 mm夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑與夾套筒相同。表2-2 夾套直徑 mm15006007001800200030005010020011、確定反應(yīng)釜裝料系數(shù)通常取=0.60.85。如果物料在反應(yīng)過程中要起泡沫或呈沸騰狀態(tài)，應(yīng)取低值，=0.60.7；如果物料反應(yīng)平穩(wěn)或物料黏度較大時，應(yīng)取大值，=0.80.85。1結(jié)合本設(shè)計的實(shí)際情況，因?yàn)榇朔磻?yīng)釜為氣液反應(yīng)容器，且在高溫和高壓條件下反應(yīng)，容易起泡沫或沸騰狀態(tài)

15、，故選取=0.7。12、計算反應(yīng)釜夾套筒體高度夾套筒體高度應(yīng)按下式進(jìn)行計算：1 m (2-4)則代入數(shù)據(jù)得： 0.902 m13、圓整反應(yīng)釜夾套筒體高度由于0.902m，故將圓整為=1000 m14、確定反應(yīng)釜罐體封頭表面積根據(jù)查表1得，選取=2.2346 15、確定一米高筒體內(nèi)表面積根據(jù)查表1得，選取=4.40 16、計算實(shí)際總傳熱面積F反應(yīng)釜的實(shí)際總傳熱面積由下式進(jìn)行計算： （2-5）則代入數(shù)據(jù)得： F=4.4012.2346=6.6346 因?yàn)镕=6.63466.5，故符合工藝需求。2.1.2 反應(yīng)釜的強(qiáng)度計算 1、工藝條件設(shè)備材料選取：罐體材料為0Cr18Ni12Mo2Ti；夾套材料為

16、Q235-B罐體內(nèi)設(shè)計壓力=0.6MPa，設(shè)計溫度t1100；夾套內(nèi)設(shè)計壓力=0.7MPa，設(shè)計溫度t2150；2、計算筒體內(nèi)液柱靜壓力筒體內(nèi)液柱靜壓力由下式進(jìn)行計算：=10-6gh MPa (2-6) 則代入數(shù)據(jù)得：=10-6103101.4=0.014 MPa3、計算筒體的計算壓力 筒體的計算壓力由下式進(jìn)行計算： = MPa (2-7)則代入數(shù)據(jù)得：P1c=0.60.014=0.614MPa4、確定夾套的計算壓力P2c 由于夾套內(nèi)的液柱靜壓力為P2H=0，故夾套的計算壓力P2c為：P2c=P2=0.7MPa5、確定罐體及夾套焊接接頭系數(shù)2 容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭基本上都采用

17、雙面焊的全焊透的焊接接頭3，所以根據(jù)表2-3可選罐體及夾套焊接接頭系數(shù)=0.85(局部無損探傷)焊縫結(jié)構(gòu)為：雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對接焊縫6、確定設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力 由表查得：在設(shè)計溫度下罐體材料的許用應(yīng)力=137MPa 在設(shè)計溫度下夾套材料的許用應(yīng)力=113MPa7、計算罐體筒體的理論計算厚度 罐體筒體的理論計算厚度用下式進(jìn)行計算： mm 3 (2-8)則代入數(shù)據(jù)得：=3.700 mm8、計算夾套筒體的理論計算厚度夾套筒體的理論計算厚度用下式進(jìn)行計算： mm3 (2-9)則代入數(shù)據(jù)得：=5.486 mm 表2-3 焊接接頭系數(shù) 2焊縫結(jié)構(gòu)焊接接頭系數(shù)全部無損探傷局部無損探傷不作

18、無損探傷雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對接焊縫1.00.85 單面焊的對接焊縫，在焊接過程中沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板0.900.80無法進(jìn)行探傷的單面焊的環(huán)向?qū)雍缚p，無墊板0.69、計算罐體封頭的理論計算厚度罐體封頭的理論計算厚度用下式進(jìn)行計算： mm3 （2-10）則代入數(shù)據(jù)得：=3.696 mm10、計算夾套封頭的理論計算厚度夾套封頭的理論計算厚度用下式進(jìn)行計算： mm3 (2-11)則代入數(shù)據(jù)得：=5.480 mm11、確定鋼板厚度負(fù)偏差負(fù)偏差應(yīng)按名義厚度選取，假設(shè)名義厚度為10 mm，則查表得=0.8 mm 12、確定鋼板的腐蝕裕量 腐蝕裕量由介質(zhì)對材料的均勻腐蝕速率與容器

19、的設(shè)計壽命決定。如下式： mm （2-12）式中 腐蝕速率（mm/a）,查材料腐蝕手冊或由試驗(yàn)確定； 容器的設(shè)計壽命，通常為1015年。本設(shè)計中，取腐蝕裕量為=2 mm13、計算反應(yīng)釜容器的厚度附加量反應(yīng)釜容器的厚度附加量包括鋼板或鋼管厚度的負(fù)偏差和介質(zhì)的腐蝕裕量。故=0.82=2.8 mm14、計算罐體筒體的設(shè)計厚度罐體筒體的設(shè)計厚度即為罐體筒體理論計算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計厚度為=3.7002=5.700 mm15、計算夾套筒體的設(shè)計厚度夾套筒體的設(shè)計厚度即為夾套筒體理論計算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計厚度為 =5.4862=7.486 mm16、計算罐體封頭的設(shè)計厚

20、度罐體封頭的設(shè)計厚度即為罐體封頭理論計算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計厚度為 =3.6962=5.696 mm17、計算夾套封頭的設(shè)計厚度夾套封頭的設(shè)計厚度即為夾套封頭理論計算厚度與腐蝕裕量的和，故罐體筒體的設(shè)計厚度為 =5.4802=7.480 mm18、確定罐體筒體的名義厚度 罐體筒體的名義厚度為罐體筒體的設(shè)計厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度而得到的厚度，故罐體筒體的名義厚度為：=5.7000.8=6.500 mm圓整后罐體筒體的名義厚度為=10 mm19、確定罐體封頭的名義厚度罐體封頭的名義厚度為罐體封頭的設(shè)計厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度而得到的厚度，故

21、罐體封頭的名義厚度為：=7.4860.8=8.286 mm圓整后罐體封頭的名義厚度為=10 mm20、確定夾套筒體的名義厚度夾套筒體的名義厚度為夾套筒體的設(shè)計厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度而得到的厚度，故夾套筒體的名義厚度為：=5.6960.8=6.496 mm圓整后夾套筒體的名義厚度為 =10 mm21、確定夾套封頭的名義厚度夾套封頭的名義厚度為夾套封頭的設(shè)計厚度加上負(fù)偏差后再圓整至鋼板標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度得到的，故夾套封頭的名義厚度為：=7.4800.8=8.280 mm圓整后夾套封頭的名義厚度為= 10 mm2.1.3 反應(yīng)釜的穩(wěn)定校核 由于反應(yīng)釜夾套為內(nèi)壓容器，不存在穩(wěn)定性校

22、核問題，故夾套筒體和封頭的厚度為10mm是滿足要求的。但反應(yīng)釜在停車及操作過程中，會出現(xiàn)夾套及釜體不同時卸壓得情況，使罐體成為外壓容器，且最大外壓差可能為夾套內(nèi)的設(shè)計壓力0.7MPa，故必須按外壓校核對罐體進(jìn)行穩(wěn)定性校核。1、罐體厚度初步確定的幾何尺寸罐體筒體名義厚度=10 mm罐體封頭名義厚度=10 mm經(jīng)查表3得： =0.8 mm 取=2 mm 則：罐體筒體和封頭的厚度附加量=0.82=2.8 mm2、計算罐體筒體的有效厚度罐體筒體的有效厚度為其名義厚度與厚度附加量的差，用下式進(jìn)行計算， mm （2-13）則代入數(shù)據(jù)得： =102.8=7.2 mm3、計算罐體筒體的外徑罐體筒體的外徑為罐體

23、筒體內(nèi)徑與兩倍名義厚度的和，用下式進(jìn)行計算，mm （2-14）則代入數(shù)據(jù)得：=1400210=1420 mm4、計算罐體筒體的長度L由罐體內(nèi)徑查表1得：橢圓封頭的曲邊高度=350 mm；直邊高度=25mm。罐體筒體的長度由下式進(jìn)行計算， mm (2-15)則代入數(shù)據(jù)得：=100035025 1142mm5、確定系數(shù)和由式（2-13）、（2-14）、（2-15）分別計算得： =7.2 mm； =1420mm；=1142mm則代入數(shù)據(jù)得：=0.804；=197.26、確定系數(shù)A和B由系數(shù)和查表3可得：A=0.0006；由系數(shù)A和設(shè)計溫度t1100查表3可得：B=757、計算許用外壓力 許用外壓力用

24、下式進(jìn)行計算， MPa （2-16）則代入數(shù)據(jù)得：=0.38 MPa因?yàn)?.38 MPa0.6 MPa（設(shè)計要求）故罐體筒體名義厚度=10 mm不能滿足設(shè)計要求，要重新假設(shè)。8、重新假設(shè)罐體筒體名義厚度將罐體筒體名義厚度重新假設(shè)為=14 mm經(jīng)查表3得：=0.8 mm 取=2 mm則：罐體筒體的厚度附加量=0.82=2.8 mm9、計算罐體筒體的有效厚度1e罐體筒體的有效厚度為其名義厚度與厚度附加量的差，用式(2-13)進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得： =142.8=11.2 mm10、計算罐體筒體的外徑D1O罐體筒體的外徑為罐體筒體內(nèi)徑與兩倍名義厚度的和，用式（2-14）進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得：=1

25、400214=1428 mm11、計算罐體筒體的長度L由罐體內(nèi)徑查表1得：橢圓封頭的曲邊高度=350 mm；直邊高度=25 mm。罐體筒體的長度由式(1-3-3)進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得：=100035025 1142 mm12、確定系數(shù)和由式（1-3-1）、（1-3-2）、（1-3-3）分別計算得：=11.2 mm； =1428 mm；=1142 mm則代入數(shù)據(jù)得：=0.7997；=127.513、確定系數(shù)A和B由系數(shù)和查表3可得：A=0.00125；由系數(shù)A和設(shè)計溫度t1100查表3可得：B=9414、計算許用外壓力 許用外壓力用式（2-16）進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得：=0.74 MPa因?yàn)?

26、.74 MPa0.6 MPa（設(shè)計要求）故罐體筒體名義厚度=14mm滿足設(shè)計要求，假設(shè)成立。15、計算罐體封頭的有效厚度罐體封頭的有效厚度為其名義厚度與厚度附加量的差，用下式進(jìn)行計算， mm （2-17）則代入數(shù)據(jù)得： =102.8=7.2 mm16、計算罐體封頭的外徑罐體封頭的外徑為罐體封頭內(nèi)徑與兩倍名義厚度的和，用下式進(jìn)行計算， mm （2-18）則代入數(shù)據(jù)得：=1400210=1420 mm17、計算罐體封頭的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑用下式進(jìn)行計算， =0.9 mm （2-19）則代入數(shù)據(jù)得： =0.9=0.91420=1278 mm18、確定系數(shù)A和B系數(shù)A

27、由下式確定： 2 （2-20）則代入數(shù)據(jù)得：系數(shù)B由系數(shù)A和設(shè)計溫度t1100查表3可得：B=7919、計算許用外壓力許用外壓力用下式進(jìn)行計算， MPa （2-21）則代入數(shù)據(jù)得：=0.45 MPa因?yàn)?.45 MPa0.6 MPa（設(shè)計要求）故罐體筒體名義厚度=10 mm不能滿足設(shè)計要求，要重新假設(shè)。20、重新假設(shè)罐體封頭名義厚度將罐體封頭名義厚度重新假設(shè)為=14 mm經(jīng)查表3得： =0.8 mm 取=2 mm 則：罐體封頭的厚度附加量=0.82=2.8 mm21、計算罐體封頭的有效厚度罐體封頭的有效厚度為其名義厚度與厚度附加量的差，用式（2-17）進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得： =142.8=1

28、1.2 mm22、計算罐體封頭的外徑罐體封頭的外徑為罐體封頭內(nèi)徑與兩倍名義厚度的和，用式（2-18）進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得：=1400214=1428 mm23、計算罐體封頭的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑用式(2-19)進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得： =0.9=0.91428=1285.2 mm24、確定系數(shù)A和B系數(shù)A由式（2-20）確定，則代入數(shù)據(jù)得：系數(shù)B由系數(shù)A和設(shè)計溫度t1100查表3可得：B=9025、計算許用外壓力P 許用外壓力用式（2-21）進(jìn)行計算，則代入數(shù)據(jù)得：=0.78 MPa因?yàn)?.78 MPa0.6 MPa（設(shè)計要求）故罐體封頭名義厚度1n=14 m

29、m滿足設(shè)計要求，假設(shè)成立。結(jié)論：由以上穩(wěn)定性校核可知，罐體筒體和封頭的名義厚度均為14 mm。2.1.4 反應(yīng)釜的液壓試驗(yàn)校核 在壓力試驗(yàn)前，應(yīng)對試驗(yàn)壓力下產(chǎn)生的圓筒應(yīng)力進(jìn)行校核，即容器壁內(nèi)所產(chǎn)生的最大應(yīng)力不超過所用材料在試驗(yàn)溫度上屈服極限的90%（液壓試驗(yàn)）。1、計算罐體液壓試驗(yàn)壓力罐體的液壓試驗(yàn)壓力按下式確定， 2 MPa （2-22）由于當(dāng)設(shè)計溫度小于200時，式中=12，可簡化為： 故=1.250.6=0.75 MPa2、計算夾套液壓試驗(yàn)壓力夾套的液壓試驗(yàn)壓力按下式確定， 2 MPa （2-23）同計算罐體液壓試驗(yàn)壓力一樣，式中=1，故=1.250.7=0.875 MPa3、確定罐體和

30、夾套在試驗(yàn)壓力下的最大應(yīng)力由罐體的材料為：0Cr18Ni12Mo2Ti， 查表3得：該材料的屈服點(diǎn)應(yīng)力為：=205 MPa故罐體在試驗(yàn)壓力下的最大應(yīng)力為= 2=0.90.85205=156.825 MPa由夾套的材料為：Q235-B，查表3得：該材料的屈服點(diǎn)應(yīng)力為：=235 MPa故夾套在試驗(yàn)壓力下的最大應(yīng)力= =0.90.85235=179.775 MPa4、計算罐體筒體的應(yīng)力罐體筒體在液壓試驗(yàn)時的應(yīng)力由下式進(jìn)行計算，1 MPa （2-24）則代入數(shù)據(jù)得：=47.25 Mpa因?yàn)?47.25 Mpa =156.825 Mpa，所以設(shè)計符合要求。5、計算夾套筒體的應(yīng)力夾套筒體在液壓試驗(yàn)時的應(yīng)力

31、由下式進(jìn)行計算， 1 MPa （2-25）則代入數(shù)據(jù)得：=91.58 Mpa因?yàn)?91.58 Mpa =179.775 Mpa，所以設(shè)計符合要求。2.2 選擇反應(yīng)釜支座型式并進(jìn)行強(qiáng)度校核計算2.2.1 反應(yīng)釜支座型式的選擇 反應(yīng)釜屬于立式容器，立式容器的支座常見的有耳式支座（又稱懸掛式支座）、支撐式支座和裙式支座三種。小型直立設(shè)備采用前兩種，高大的設(shè)備則廣泛采用裙式支座。夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用的支座為耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（JB/T4725-92）分為A型和B型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支撐在樓板上時選B型，否則選A型。支座實(shí)際承受的載荷Q由下式進(jìn)行計算， 3 KN （2-26）確定各

32、相關(guān)參數(shù)：1、確定的設(shè)備總質(zhì)量m0設(shè)備的總質(zhì)量包括殼體及其附件，內(nèi)部介質(zhì)及保溫層的質(zhì)量，經(jīng)分別計算得：經(jīng)查表5得橢圓封頭的質(zhì)量為250.78 Kg，查表1得罐體筒體的質(zhì)量為4871.4=681.8 Kg，容積為1.5391.4=2.1546 m3，則內(nèi)部介質(zhì)（假定水）的質(zhì)量為2154.6 Kg，為提高穩(wěn)定性和強(qiáng)度，假定夾套的質(zhì)量與罐體筒體的質(zhì)量相等，且封頭的質(zhì)量也相等。同時也假定配件的質(zhì)量為100 Kg，則設(shè)備的總質(zhì)量=681.8（罐體筒體）681.8（夾套筒體）250.783（封頭）2154.6（水）=4270.54 Kg2、確定支座型號及數(shù)量并計算安裝尺寸由反應(yīng)釜的公稱直徑= 1400 m

33、m，質(zhì)量為41.85 KN和反應(yīng)釜為需要保溫的實(shí)際情況經(jīng)查表3可知，選B型標(biāo)準(zhǔn)耳式支座，支座號為4。其標(biāo)記為：JB/T472592，耳座B4，材料為：Q235B。安裝尺寸由下式進(jìn)行計算3， （2-27） 由表3可知=8 mm；=160 mm；=10 mm； =290 mm；=70 mm。由反應(yīng)釜幾何尺寸可知，=1500 mm；=10 mm。則代入數(shù)據(jù)得：= 1969.63、確定式（2-27）的其他參數(shù)3每臺反應(yīng)釜常用4個支座，但作承重計算時，考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞，應(yīng)按兩個支座計算，故n = 2。因?yàn)榉磻?yīng)釜要安裝在室內(nèi)，且在安裝時嚴(yán)格保證沒有偏心，故偏心載荷=0，水平力P只包含水平地

34、震力Pe，沒有水平風(fēng)載荷。水平地震力Pe由下式進(jìn)行計算， 3 （2-28）其中，為地震系數(shù)，根據(jù)地震抗度為8度，故取=0.45則=0.50.454270.59.8=9416.45N9.4 KN，故P=9.4 KN。不均勻系數(shù)當(dāng)安裝三個支座時，=1，安裝三個以上支座時，=0.83；故在本設(shè)計中，=0.833。在本設(shè)計中，取=100 mm。4、計算支座實(shí)際承受的載荷 上面確定的參數(shù)，代入式（2-26）得，=3.53 KNQ=60 KN所以，所設(shè)定的支座型號，其承載力可初步認(rèn)可。2.2.2 校核支座反力對器壁作用的外力矩作用于支座底板上的支撐反力Q對容器器壁產(chǎn)生的外力矩M可按下式計算， KNm3 （

35、2-29）由上面計算得，=3.53 KN；=290 mm；=70 mm。則代入數(shù)據(jù)得：=0.777 KNm經(jīng)查表3得，當(dāng)=7.2 mm，DN=1400 mm，筒體內(nèi)壓P=0.7 Mpa，材料為Q235-B，采用B型耳式支座時，M=4.67 KNm。因?yàn)镸=0.777 KNmM=4.67 KNm，則所以在本設(shè)計中所選用的耳式支座是符合設(shè)計要求的。其標(biāo)記為：JB/T4725-92 耳座B 4。表2-4 B型耳式支座參數(shù)尺寸5 mm支座號支座本體允許載荷Q（KN）適用容積公稱直徑DN高度H底板支座質(zhì)量Kgb1s1B型4601000-2000250200140147015.7筋板墊板地腳螺栓b2b3e

36、d規(guī)格2901601031525084030M242.3 選擇反應(yīng)釜的人孔、視鏡形式并進(jìn)行校核計算人孔的設(shè)置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置，而視鏡是用來觀察設(shè)備內(nèi)部情況的。但是在容器上開孔后，由于器壁金屬的連續(xù)性受到破壞，將產(chǎn)生在容器接管附近的應(yīng)力集中的現(xiàn)象，所以還要進(jìn)行強(qiáng)度補(bǔ)強(qiáng)校核。2.3.1 人孔、視鏡形式的選擇1、人孔形式的選擇由表2-5可知，本設(shè)計的反應(yīng)釜應(yīng)最少應(yīng)開一個人孔，由于該反應(yīng)釜為壓力容器，故應(yīng)選承壓人孔。考慮到腐蝕情況，故應(yīng)采用回轉(zhuǎn)蓋不銹鋼人孔。由標(biāo)準(zhǔn)3規(guī)定，板式平焊不銹鋼人孔只用于PN=0.6Mpa一種壓力級別，其密封面只有突面一種形式，帶頸平焊法蘭不銹鋼人孔適

37、用公稱壓力級別PN=1.0Mpa和PN=1.6Mpa。帶頸對焊法蘭不銹鋼人孔則在PN4.0Mpa時使用。故結(jié)合本反應(yīng)釜的壓力情況（罐內(nèi)壓力為0.6Mpa）和出于安全的考慮，人孔形式采用公稱壓力PN=1.0Mpa、公稱直徑為450mm的帶頸平焊法蘭回轉(zhuǎn)蓋不銹鋼承壓人孔（HG21596-1999）。2、視鏡形式的選擇普通的視鏡有帶頸和不帶頸的兩種3，由視鏡形式的選擇慣例可知，當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時，可采用帶頸視鏡，否則則選取不帶頸的視鏡。結(jié)合本設(shè)計的具體情況，反應(yīng)釜選取不帶頸的視鏡。（HGJ501-86）。由反應(yīng)釜罐體的設(shè)計壓力為0.6Mpa，且罐體材料為不銹鋼，查表得：選取視鏡型號為：視

38、鏡Pg10 Dg100,HGJ501-86-172.3.2 人孔、視鏡的開口補(bǔ)強(qiáng)校核本設(shè)計的校核方法1采用等面積補(bǔ)強(qiáng)效核的方法，對人孔、視鏡的開孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)校核。 1、確定封頭的理論計算厚度罐體封頭的理論計算厚度用下式進(jìn)行計算： mm 則代入數(shù)據(jù)得=3.696 mm由于3當(dāng)開孔在標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭中央80%封頭內(nèi)直徑范圍以內(nèi)時，在開孔處殼體承受應(yīng)力所必需的最小的厚度為0.9則開孔處殼體承受應(yīng)力所必需的最小厚度為=0.9=0.93.696=3.33 mm表2-5 檢查孔最少數(shù)量與最小尺寸3內(nèi)直徑/mm檢查孔最少數(shù)量檢查孔最小尺寸/mm備注人孔手孔300500手孔兩個圓孔75長圓孔75505001000

39、人孔1個當(dāng)容器無法開人孔時：手孔2個圓形400長圓形400250380280圓孔100長圓孔100801000圓孔150長圓孔150100球罐人孔5002、確定人孔、視鏡開孔的有效直徑de及削弱的面積A人孔開孔的有效直徑為=450+22=454 mm視鏡開孔的有效直徑為=100+22=104 mm人孔開孔削弱的面積=4543.33=1511.82 mm2視鏡開孔削弱的面積=1043.33=346.32 mm23、確定開孔所補(bǔ)強(qiáng)的面積As在GB150規(guī)定中3，在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)（削弱的面積）可以用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面面積包括以下三種,分別為：從原設(shè)計壓力考慮，殼體厚度只需要厚度與實(shí)際有效厚度的差所形成

40、的截面面積；多余管接厚度所形成的截面面積；焊縫金屬截面面積。按GB150規(guī)定，需要用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面面積應(yīng)該是：但是3如果將，均作為補(bǔ)強(qiáng)金屬對待時，應(yīng)該考慮這樣做會不會影響壓力容器最大許用壓力降低的問題，因?yàn)槿萜鞯淖畲笤S用壓力之所以大于容器的設(shè)計壓力或計算壓力，依靠的就是“多余”的壁厚。因此應(yīng)不將，作為補(bǔ)強(qiáng)金屬對待，需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面A全部由補(bǔ)強(qiáng)圈提供，即： =由人孔接管公稱直徑=450 mm和視鏡公稱直徑=100 mm 可知，分別查表3可知補(bǔ)強(qiáng)圈的外徑=760 mm，內(nèi)徑 =455 mm， =200 mm，=105 mm。補(bǔ)強(qiáng)圈厚度由下式進(jìn)行計算， 4 （2-30）則，代入數(shù)據(jù)得：=4.

41、96 mm =3.65 mm由以上計算可知，并為了備料方便，補(bǔ)強(qiáng)圈選用規(guī)格3為：補(bǔ)強(qiáng)圈DN4506和DN1006，材料與罐體材料相同。2.4 選擇接管、管法蘭化工設(shè)備由于制造、安裝、運(yùn)輸、檢修及操作工藝等方面的要求，常常是有幾個可拆的部分連在一起而構(gòu)成的。例如許多換熱器、反應(yīng)器和塔器的筒體與封頭之間常做成可拆連接，然后再組合成一個整體。而法蘭連接便是一種能夠較好地滿足上述要求的可拆連接，法蘭連接結(jié)構(gòu)是一個組合件，它由一對法蘭、數(shù)個螺栓、螺母和一個墊片所組成。從使用角度看，法蘭可分為兩大類，即壓力容器法蘭和管法蘭。壓力容器法蘭是指筒體與封頭、筒體與筒體或封頭與管板之間連接的法蘭；管法蘭指管道與管

42、道之間連接的法蘭。這兩類法蘭作用相同，外形也相似，但不能互換。2.4.1 蒸汽入口、加料口、壓縮空氣入口、冷凝水出口管法蘭和接口形式的選擇蒸汽入口、加料口、壓縮空氣入口和冷凝水出口均采用同種法蘭和接管。管法蘭的選用標(biāo)準(zhǔn)為：HG2059220635-97。結(jié)合本設(shè)計的具體情況，查表3得選用管法蘭類型為：公稱通徑為25 mm，公稱壓力為1.0Mpa的板式平焊突面管法蘭。其標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL25-1.0 RF 0Cr18Ni12Mo2Ti接管323.5L，材料為0Cr18Ni12Mo2Ti。2.4.2 溫度計、壓力表管法蘭和接口形式的選擇溫度計、壓力表管法蘭和接口形式相同，管法蘭的選

43、用標(biāo)準(zhǔn)為：HG2059220635-97。根據(jù)設(shè)計的條件查表3選擇其管法蘭和接口形式為:公稱通徑為40 mm，公稱壓力為1.0Mpa的板式平焊突面管法蘭。其標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL40-1.0 RF 0Cr18Ni12Mo2Ti接管453.5L，材料為0Cr18Ni12Mo2Ti。2.4.3 放料口管法蘭和接口形式的選擇管法蘭的選用標(biāo)準(zhǔn)為：HG2059220635-97。根據(jù)設(shè)計反應(yīng)釜的具體情況，查表3選取放料口的管法蘭和接口形式為: 公稱通徑為40 mm，公稱壓力為1.0 Mpa的板式平焊突面管法蘭。其標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL40-1.0 RF 0Cr18Ni12Mo2T

44、i接管453.5L，材料為：0Cr18Ni12Mo2Ti。2.4.4 反應(yīng)釜法蘭形式及其非金屬軟墊片的選擇由于法蘭已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其壓力容器法蘭的選用標(biāo)準(zhǔn)為JB47004707-92。根據(jù)設(shè)計的條件查表2選擇反應(yīng)釜的法蘭形式為：公稱直徑為1400 mm,公稱壓力為1.0 Mpa的乙型平焊法蘭。其標(biāo)記為：法蘭-P 14001.0 JB4702-92材料為：0Cr18Ni12Mo2Ti。非金屬軟墊片德型號為：公稱直徑1400 mm，公稱壓力1.0MPa 其標(biāo)記為：墊片 1400-1.0 JB 4704-92。3反應(yīng)釜攪拌裝置的設(shè)計計算為了使參與反應(yīng)的各種物料混合均勻，接觸良好以有利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，大

45、多數(shù)反應(yīng)釜內(nèi)都有攪拌裝置。以液體為主體的攪拌操作，常常將被攪拌物料分為液-液、氣-液、固-液、氣-液-固等四種情況。在本設(shè)計中，被攪拌物料為氣-液情況，同時還要求設(shè)計的攪拌器能使氣體在反應(yīng)釜內(nèi)實(shí)現(xiàn)自吸和內(nèi)循環(huán)的要求，因此要求設(shè)計的攪拌器既能很好的滿足氣-液反應(yīng)的功能，又能實(shí)現(xiàn)自吸和內(nèi)循環(huán)的功能。本節(jié)內(nèi)容的設(shè)計計算將包括以下內(nèi)容：反應(yīng)釜攪拌器形式的確定；反應(yīng)釜攪拌器尺寸的確定；反應(yīng)釜攪拌器攪拌功率的計算；反應(yīng)釜攪拌軸的設(shè)計及強(qiáng)度校核。3.1 反應(yīng)釜攪拌器形式的設(shè)計攪拌器又稱攪拌漿或葉輪。它的功能是提供工藝過程所需要的能量和適宜的流動狀態(tài)，以達(dá)到攪拌的目的。工藝過程對攪拌的要求可以分為混合、攪動、

46、懸浮、分散四種。由于本設(shè)計的反應(yīng)釜能實(shí)現(xiàn)氣-液反應(yīng)的需要，故對攪拌器的要求為分散，即通過攪拌作用，使氣體、液體或固體分散在液體介質(zhì)中，增大不同物圖3-1 自吸式內(nèi)循環(huán)氣液攪拌器示意圖相間的接觸面積，加快傳熱和傳質(zhì)工程。在達(dá)到分散要求的基礎(chǔ)上，對攪拌器的要求還有能通過攪拌器的高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)氣體在反應(yīng)釜內(nèi)自動吸收，并且未反應(yīng)完的氣體能在反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)流動，直到達(dá)到最大的反應(yīng)效率。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，并結(jié)合氣-液反應(yīng)的普遍特點(diǎn)，選擇經(jīng)過改進(jìn)后的非標(biāo)準(zhǔn)圓盤渦輪式攪拌器。標(biāo)準(zhǔn)圓盤渦輪攪拌器6的漿葉不是直接與軸套焊接，而是焊接在一圓盤上，標(biāo)準(zhǔn)的圓盤渦輪式攪拌器的漿葉有直葉、折葉和后彎式三種形式，漿葉數(shù)有4，6

47、，8葉。其結(jié)構(gòu)尺寸都是規(guī)定好的。采用圓盤渦輪式攪拌器對于氣液相攪拌效果最好，因其圓盤部分可阻擋氣體直接上升，延長氣體在液相中的停留時間。同時，該攪拌器具有較高的溶劑循環(huán)速率和剪切率，從而有利于氣泡的粉碎。另外，在同樣的雷諾數(shù)條件下，圓盤渦輪式攪拌器將比其他形式的攪拌器消耗更多的功率因此僅在氣液相條件下使用該攪拌器，以使得攪拌器功率不至于太大。本設(shè)計中，攪拌器名稱為：自吸式內(nèi)循環(huán)氣液攪拌器，其結(jié)構(gòu)主要包括三個部分（圖3-1），分別是空心圓盤渦輪式葉輪、固定導(dǎo)輪和套在轉(zhuǎn)軸上的吸氣筒。空心圓盤渦輪葉輪與標(biāo)準(zhǔn)圓盤渦輪攪拌器不同的地方在于：空心圓盤渦輪葉輪的圓盤有上下兩片，其直徑為葉輪的直徑，上下兩個圓

48、盤的距離為漿葉的寬度，漿葉形式為直葉，漿葉的數(shù)量設(shè)計為6葉，其他尺寸按標(biāo)準(zhǔn)圓盤渦輪攪拌器的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計。固定導(dǎo)輪由16塊與葉輪圓周切線成45的翼片組成，排列于攪拌器的外圍，翼片上下有固定圈予以固定。其中，導(dǎo)輪與葉輪的間隙為1.5mm6。吸氣筒的直徑大小由攪拌軸的直徑大小和吸氣量確定，吸氣筒的固定方式是：在上端通過用三根細(xì)不銹鋼金屬桿焊接連接在攪拌軸上，隨攪拌軸一起高速旋轉(zhuǎn)，下端吸氣筒到葉輪上部圓盤截至，并將吸氣筒下端與葉輪上部圓盤牢固焊接在一起。攪拌軸與葉輪的連接主要是通過攪拌軸與攪拌器的軸套用鍵連接而實(shí)現(xiàn)的。同時為了保證葉輪不發(fā)生軸向竄動，故在軸套下端采用緊定擋圈和緊定螺釘來進(jìn)行固定。考

49、慮反應(yīng)時介質(zhì)對碳鋼有嚴(yán)重的腐蝕，固攪拌器全部裝置的材料與反應(yīng)釜罐體材料相同，為不銹鋼0Cr18Ni12Mo2Ti。攪拌器上進(jìn)液孔的數(shù)目和直徑大小取決于吸氣筒吸氣面積的大小，進(jìn)液孔在吸氣筒外圓周圍開孔，上下的葉輪圓盤均開有孔，其目的是在反應(yīng)時使液體通過進(jìn)液孔進(jìn)入葉輪內(nèi)部，與進(jìn)入吸氣筒的氣體充分反應(yīng)。攪拌軸上下貫通整個攪拌器，與攪拌器的連接主要是與葉輪下部圓盤的連接，同時對攪拌軸的要求除了高速旋轉(zhuǎn)之外，還有轉(zhuǎn)動要非常平穩(wěn)，因此為了保證攪拌軸的平穩(wěn)性，除了傳動軸部分有軸承支撐外，在下端也可以采用軸承固定，但是考慮到反應(yīng)釜內(nèi)惡劣的環(huán)境不宜軸承潤滑和保證工作壽命，故采用套在軸外的一根金屬管來進(jìn)行徑向穩(wěn)定

50、。其原理為：當(dāng)攪拌軸高速轉(zhuǎn)動時，位于金屬管與攪拌軸之間的介質(zhì)被以高速甩向圓周，同時由于介質(zhì)在金屬管上撞擊反彈又作用于攪拌軸，由于圓周四周都有此種現(xiàn)象，故就好像在攪拌軸下端周圍安裝了軸承一樣，保證了徑向竄動的減少，同時介質(zhì)也充當(dāng)了軸承和潤滑劑兩大功能。導(dǎo)輪的尺寸主要根據(jù)葉輪和反應(yīng)釜內(nèi)徑的尺寸確定，導(dǎo)輪的固定可以通過支架固定在反應(yīng)釜的底部。同時，為了實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜的通用性，導(dǎo)論不是焊接在反應(yīng)釜內(nèi)，而是將導(dǎo)輪固定支架的支腳用雌性很強(qiáng)的材料做成，這樣就可以通過磁性使導(dǎo)輪固定在反應(yīng)釜中，又不會使反應(yīng)釜失去通用性。3.2 反應(yīng)釜攪拌器尺寸的確定已知條件：反應(yīng)釜內(nèi)徑 = 1400 mm則葉輪直徑為=0.33D1

51、3=0.331400=462 mm，圓整為=460 mm。因?yàn)槿~輪直徑、葉片寬度b的關(guān)系為：b=2043葉片寬度b=460420=92 mm；導(dǎo)輪外徑=1.5= 1.5460=690 mm6；攪拌器距離反應(yīng)釜釜底的高度=1.1= 1.1460 = 506 mm，圓整后為510 mm。葉輪與導(dǎo)輪之間的間隙=1.5 mm。同時考慮到攪拌器的強(qiáng)度，設(shè)計圓盤和葉片的厚度為6 mm。3.3 反應(yīng)釜攪拌器攪拌功率的計算攪拌功率是指攪拌器以一定轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌時，對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率。計算攪拌功率的目的，一是用于設(shè)計或校核攪拌器和攪拌軸的強(qiáng)度和剛度，二是用于選擇電機(jī)和減速機(jī)等傳動裝置。實(shí)際上，在攪拌器工作時，所需要消耗的功率應(yīng)分為兩個方面來研究。一方面是維持?jǐn)嚢杵髡蛩傩D(zhuǎn)所需要的功率，可稱為攪拌器的功率，用來克服流體對攪拌器所作用的阻力，從這個方面分析，攪拌器功率與流體的物性參數(shù)、攪拌器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)參及攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況有關(guān)。另一方面是為了達(dá)到攪拌作業(yè)目的所需要消耗的功率，可稱為攪拌作業(yè)功率。這兩種功率并不是各自獨(dú)立的，而是相互重疊的。理論上雖然可將攪拌器功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個方面考慮，但在實(shí)踐中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率，影響攪拌功率因素很多，主要有幾何因素和物理因素兩大類，包括以下四個方面。攪拌器的幾何尺寸與轉(zhuǎn)速；反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)尺寸；攪拌介質(zhì)的