周兴平说明书(5)

兰州理工大学石油化工学院毕业设计(论文)

D1 D2 表10 夹套直径D2 （mm） 500~600 700~1800 2000~3000 D1+50 D1+100 D1+200 由上表得，选择夹套 D2为2400mm。

夹套下封头型式同罐体封头，其直径与夹套筒体相同。夹套高H2由传热面积决定，不能低于料液高。通常由工艺给定装料系数η，或根据已知操作容积和全容积进行计算，即：η=操作容积/全容积。

?V?V封夹套高H2按下式估算： H2?V1m

式中 V封——封头容积，m3； （3.4）V1m——1m高筒体容积，m3/m。 则有

H2=（0.7×7.4569-1.1729）

=1.29m

夹套所包围罐体的表面积（筒体表面积F筒+封头表面积F封）一定要大于工艺要求的传热面积F，即 F封+F筒?F式中 F筒——筒体表面积，F筒=H2×F1m，m2； F封——封头表面积，m2；

F1m——1m高内表面积，m2/m。 实际传热面积：F=8.10+4.59=12.69

所以，设计传热面积大于工艺要求面积，符合设计要求。

表11 罐体几何尺寸表

步骤 项目及代号 参数及结果

1 2

3

4

操作容积V有效，m3

釜体形式 封头形式 长径比i=H1/D1 初算筒体内径 1?D5 6 7 8 9

3备注

6701 圆筒形 椭圆形 1.0

圆整筒体内径D1，

mm 一米高的容积V1m，

m3 釜体封头容积V封，

m3 筒体高度H1，mm

4V?i2044 2200 3.142 1.1792 2400

文献查 文献查

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夹套筒体内径D2，

mm 实际容积V 装料系数η=V操/V 圆整夹套筒体高度H2，mm 罐体封头表面积

F1封，m2 一米高筒体内表面积F1m，m2 实际总传热面积F=F1m×H2+F1封，m2

2400 7.4569 0.7 1290 4.59 6.28

文献查 文献查

16 12.69

5.3反应釜搅拌装置设计

已知加入釜内物料粘度较低，且为均相液—液体系，故选择涡轮式搅拌器。

5.3.1叶轮尺寸的确定

取叶轮直径DT为搅拌釜直径D的1/3。即：DT=1/3D=2200/3，圆整后得DT=734mm

5.3.2叶轮离釜底高度Hi的确定

取叶轮离釜底高度Hi?1.0DT，即,Hi=735mm

5.3.3叶轮叶片宽度W的确定

取叶轮叶片宽度W?1DT，即734/4=183.5mm，圆整后得184mm。 45.3.4叶轮叶片长度l的确定

1取叶轮叶片长度l?DT，即L=734/3=244.7，圆整后得246mm。

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5.3.5液体深度HL的确定

取搅拌器深入液体深度HL?1.0D，即HL=2200mm

5.3.6搅拌器转速的计算

常用涡轮搅拌器叶端速度范围为3~8m/s，高速搅拌速度有利于散热，设搅拌速度为v=6.8m/s,则有：

v叶轮转速= = = ??DT

6.8m/s

∏×667×10-3m/s

=3.26r/s=196r/min

5.3.7搅拌轴临界转速校核计算

由于搅拌轴转速196r/min<200r/min,所以不用进行临界转速校核计算。

5.3.8搅拌轴长的确定

搅拌轴长度近似由釜外长度L1、釜内未浸入液体长度L2、浸入液体长度L3构成，即： L=L1+L2+L3

5.3.9计算L1

L1?H?M

其中，H—机架高，为650mm； M—减速机输出轴长度,为100mm.

故:

L1?650?100?550mm

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5.3.10计算L2

L?HT?H1?Hi

HT——釜体筒体长度，2200mm； H1——封头深度，500mm；

Hi——液体填装高度，1700mm； 故L=2200+500-1700=1000mm

5.3.11计算浸入液体搅拌轴的长度L3

搅拌器的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱高度有关，搅拌将浸入液体内据容器底部的高度： C?700mm

故浸入液体的长度：L3?Hi?H1?C?1700?500?700?1500mm 所以，搅拌轴长度：L?L1?L2?L3?3250mm

5.4挡板参数的确定

5.4.1挡板数目的确定

设挡板数目为4，垂直安装在釜壁上并从釜底延伸到液面上。

5.4.2挡板长度li的确定

li?1.2?1.1?1.32m设挡板长度为料液在筒体内高度的1.1倍，即：

5.4.3挡板宽度Wb的确定

1W?D即Wb=2200/10=220mm 设挡板宽度， b10

5.5釜体厚度计算

5.5.1筒体厚度计算

夹套筒体内承受压力为常压0.101Mpa，即Pc=0.101Mpa。选用Q235-4钢板制造外筒体，许用应力=113Mpa。考虑外筒与内体焊接时只能采用单面手工电弧焊，取焊缝系数φ=0.8。

Pc?Di筒体计算厚度：

??2?[?]t???Pc19

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其中 [?]t为许用应力，Mpa。 计算得 0.? 2200 101

? ?

2 ? 113 ? 0 . 8 ? 0 . 101

? 1. 23

钢材厚度负偏差c1：c1?0.06mm腐蚀余量c2：c2?2mm 所以，筒体厚度为3.29mm

5.5.2封头厚度计算

封头计算厚度：

??计算得:

Pc?Di2?[?]t???0.5Pc

? ?

0 . 101? 2200 2 ? 113 ? 0 . 8 ? 0 . 5 ? 0 . 101

=0.983mm

钢材厚度负偏差c1：c1?0.06mm

腐蚀余量c2： c2?2mm 所以，封头厚度为3.04mm

5.5.3夹套厚度计算

夹套内压与外压数值相等，且等于釜内压，所以夹套厚度与筒体封头厚度相同，为3.29mm。

5.6附件的选择

5.6.1接管选择

冷却水入口，出口采用?76?4无缝钢管。

选择加料管为φ150×6的无缝钢管，共4个管口。 放料口采用?85?4无缝钢管。

温度计接口采用?22?0.5无缝钢管。

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