反应釜釜体设计.docx

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1、反响釜釜体的设计名目1 概述22 工艺设计22.1 釜体容积22.2 最大工作压力21.3 工作温度31.4 工作介质33 机械设计33.1 釜体 DN、PN 确实定33.1.1 釜体 DN 确实定33.1.2 釜体PN 确实定33.2 釜体壁厚确实定33.2.1 筒体壁厚的设计33.3 釜体封头的设计33.3.1 封头的选型33.3.2 封头的壁厚的设计33.3.3 封头的直边尺寸、体积及重量确实定43.4 筒体长度 H 的设计43.4.1 筒体长度 H 的设计43.4.2 釜体长径比 L/D i的复核43.5 外压筒体壁厚的设计43.5.1 设计外压确实定43.5.2 试差法设计筒体的壁厚

2、43.5.3 图算法设计筒体的壁厚53.6 外压封头壁厚的设计53.6.1 设计外压确实定53.6.2 封头壁厚的计算64 总结6参考文献61 概述反响釜釜体的作用是为物料反响供给适宜的空间。釜体中的筒体根本上是圆筒，封头常 承受椭圆形封头、锥形封头和平盖，以椭圆形封头应用最广。依据工艺需要，釜体上装有各 种接收，以满足进料、出料、排气等要求。为对物料加热或取走反响热，常设置外夹套或内盘管。上封头焊有凸缘法兰，用于釜体与机架的连接。操作过程中为了对反响进展掌握，必需测量反响物的问的、压力、成分及其他参数，容器上还设置有温度、压力等传感器。支座选用时应考虑釜体的大小和安装位置，小型的反响器一般用

3、悬挂式支座，大型的用裙式支座 或支承式支座。釜体构造简图 (CAD)2 工艺设计2.1 釜体容积对于反响釜，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和。依据釜体容积容积V 的性质，选定H/Di 的值，假设无视釜体低封头容积，可以认为pp H V = 4D H =4 D 3 = H / DiiDii依据规定可知： Di=1200mm，又由于一般反响釜的H / Di= 1 1.3 ,由此可得出pp H V = 4 D H =4 D 3 = 1.36 1.76m3iiDi2.2 最大工作压力依据要求操作压力 pW=0.5Mpa设计压力 p 1.051.1 pW，取 p 1.1 pW=1.10

4、.5=0.55MPa；1.11.2 ()液体静压 pL10kg m / s2 cm2 0.0132MPa ；p/ p = 0.0132. = 0.024 = 2.4% 5，可以无视 p ；L0.55L计算压力 pc= p + pL= p =0.55 MPa ；因此釜体最大工作压力为 0.55MPa1.3 工作温度依据要求：工作温度t=1001.4 工作介质釜体体内的工作介质选为聚乙烯3 机械设计3.1 釜体 DN、PN 确实定3.1.1 釜体DN 确实定依据规定 D i =1200mm由1314 页表 16-1 查得釜体的 DN = 1200mm3.1.2 釜体PN 确实定因操作压力 p0.5

5、 MPa ，故 PN 0.6 MPaW3.2 釜体壁厚确实定3.2.1 筒体壁厚的设计由公式 S=pi+ C得：Dcd2s t F - p2c1.1 0.5 1200Sd = 2 137 1.0 - 1.1 0.5+ 1.0 = 3.41(mm)考虑C1，则 S = Snd+ C =3.66 mm ，圆整 S1n= 4mm刚度校核：不锈钢的S 3mmmin考虑筒体的加工壁厚不小于 5mm，故筒体的壁厚取S= 5mmn3.3 釜体封头的设计3.3.1 封头的选型由文献1316 页表 16-3 选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T47462023。3.3.2 封头的壁厚的设计由公式

6、S=pi+ CDcd2s t F - 0.5 p2c依据工艺参数： p 1.1 pW=0.55 MPa；pc= p + pL= p = 0.55MPa；F 1.0双面对接焊，100%无损探伤；12C 0.25 mm GB6654-96； C 1.0 mm得： Sd=1.1 0.5 12002 137 1.0 - 0.5 1.1 0.5+ 1.0 = 3.41(mm)考虑C1= 0.25mm ，圆整得Sn= 4mm依据规定，取封头壁厚与筒体壁厚全都S= 5mmn3.3.3 封头的直边尺寸、体积及重量确实定依据 DN = 1200 mm ，由文献1318 页表 16- 5 知： 直边高度=25 m

7、m体积=0.2545 m 3深度h2=325 mm内外表积A=1.6552 m 2质 量m=63.5kg3.4 筒体长度 H 的设计3.4.1 筒体长度H 的设计pV = V +V ，V= V -V ，D 2 H = V -VTFTF4iFV -V4 (1.2 - 0.2545)H = pF =D24i3.14 1.22=0. 836 m圆整得H =840mm3.4.2 釜体长径比L/D i 的复核H / Di= (H + 2 h2) / DiH / Di= (840 + 2325)= 1.24 ；1200= 1.24 在1.0 1.3 之间，满足要求。3.5 外压筒体壁厚的设计3.5.1 设

8、计外压确实定由设计条件可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压 p =0.1 MPa。3.5.2 试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚S 5 mm ，则： S = S - C =5-1.25 = 3.75 mm ，nenD = D12103.75oi+ 2Sn=1210 mm ，DoSe由 Lcr = 1.17Do得： Lcr =1.171210= 25430.11 mm筒体的计算长度 L = H+13h + h21=840+325-25/3+25 = 965 mm L =965 mm Lcr 25430.11 mm ，该筒体为短圆筒。圆筒的临界压力为：LDoDSoep= 2.59ESecr22.

9、59 1.9 105 3.752965 121012103.75= 0.3299= 0.33 MPa 由 p =cr 、m =3 得： p = 0.33/3 =0.11 MPa pm由于 p 0. 1 MPa p = 0.11 MPa ， 所以假设Sn5 mm 满足稳定性要求。故筒体的壁厚Sn5 mm 。3.5.3 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚Sn5 mm ，则 S = Sen- C =5-1.25 = 3.75 mm ， Do= D + 2Sin=1210 mm ， D / S= 1210 / 3.75 = 322.67 。0e1筒体的计算长度： L = H +h + h321=840+

10、300/3+25 = 965 mm L / Do= 965 /1210 =0.7975在文献2中图 5- 5 的 L / Do坐标上找到 0.7975 的值，由该点做水平线与对应的D / Soe= 322.67 线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：A 0.00013。由文献2中选取图 5-12，在水平坐标中找到 A =1.310-4 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 B 的值为： B 37 MPa 、 E =1.93105 MPa 。依据 p =BD / Soe37得： p=0.12 MPa 1210 / 3.75由于 p

11、 0.1 MPa p 0.12 MPa ，所以假设Sn5 mm 。3.6 外压封头壁厚的设计5 mm 合理，取封头的壁厚S n3.6.1 设计外压确实定封头的设计外压与筒体一样，即设计外压 p =0.1 MPa 。3.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚Sn=5 mm ，则: Se= S C = 5-1.25 = 3.75 mm ，对于标准椭球形n封头 K =0.9， Ri= KD 0.91200=1080 mm ， Ri / Sie=1080/3.75 = 2880.125R / S计算系数： A = 0.125288ie= 4.34010-4由文献1中图 15- 7 中选取，在水平坐标中找到

12、 A =4.34010-4 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 B 的值为值为： B 53 MPa 、 E =1.900105 MPa依据 p =BR / Sie57得： p=0.198 MPa 288由于 p 0.1 MPa p 0.198 MPa ，所以假设Sn5 mm 偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体全都，故取Sn5 mm 。由在文献1318 中表 16-5 釜体封头的构造如图 1-1，封头质量：63.5 kg 4 总结图 1-1釜体封头的构造与尺寸本文对反响釜的釜体进展了具体的设计，包括釜体的概述、工艺设计以及机械设计。通过这次的设计，我了解了关于反响釜方面的很多学问。而且通过这次设计，使我们知道急躁和细心的重要性，急躁的对待每一个步骤，每一个计算，细心地考虑到设计所需要的每一个步骤，每一个计算！这样设计的成果才会更加完善！.参考文献汤善甫、朱思明编，化工设备根底其次版上海：华东理工大学出版社 2023.张展主编，机械设计通用手册北京：机械工业出版社 2023.5