反应釜毕业设计(4)

陈刚：2.4m3搅拌反应釜设计

第3章 反应釜夹套的设计

3.1 夹套的DN、PN的确定 3.1.1夹套DN的确定

由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：

Dj?Di?100＝1400+100=1500（mm）

故取DN=1500mm 3.1.2 夹套PN的确定

由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为0.9，取PN＝1.0MPa 3.2 夹套筒体的设计

3.2.1 夹套筒体壁厚的设计

由公式

?n?pcDj2[?]??pct ?C （3-1）

得：

?n?0.9?1500?1.25?4.49?1.25?5.74mm2?189?0.85?0.9

经圆整及考虑标准规格，筒体壁厚取Sn＝8mm。 3.2.2 夹套筒体长度Hj的初步设计

根据筒体DN=1400mm，由文献[2]表16-3可知单位高容积V1=1.54m3

由条件可知，操作容积V0=2.0m3，总容积V=2.4m3故装料系数 V??0?0.83V V0?VF?1.04m故筒体长度的估算值Hj≥

V1圆整后取1.1m 3.3 夹套封头的设计 3.3.1 封头的选型

夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（Dj＝1500mm）。代号EHA，标准 JB/T4746—2002。夹套的上部与筒体的连接选带折边锥形封头，且半锥角??45?。 3.3.2 椭球形封头壁厚的设计

由公式 ?n?pcDj2[?]??0.5pct ?C （3-2）

?n?0.9?1500?1.25?5.71mm2?189?1.0?0.5?0.9

经圆整，并考虑焊接方便取 ?n?8mm。 3.3.3椭球形封头结构尺寸的确定

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安徽工程大学毕业设计（论文）

由文献[2]表16－5可得封头尺寸，见表3-1：

表3-1 封头尺寸

直边高度h1 25mm 总深度h2 400mm 容积Vjf 0.486m3 质 量m 157.4kg 封头的下部结构如图3-1：

图 3-1 夹套下封头的结构

3.3.4带折边锥形封头壁厚的设计

考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与

夹套筒体的壁厚一致，即Sn＝8mm。结构及尺寸如图2-2。

图 3-2 夹套上封头的结构

3.4 传热面积的校核

由文献[2]表16-3可得：

DN=1400mm釜体下封头的内表面积Fh=2.2346m2 DN=1400mm筒体（1m高）的内表面积F1= 4.396m2

夹套包围筒体的表面积FS=F1×Hj =4.396×1.1=4.8356（m2）

Fh+FS=2.2346 + 4.8356=7.0702 (m2)

本设计要求的传热面积为A=7m2，所以经核算夹套的高度符合要求。

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第4章 反应釜釜体及夹套的压力试验

4.1釜体的水压试验

4.1.1水压试验压力的确定

水压试验压力：

pT?1.25p??? （4-1） ???t pT?(p?0.1)MPa （4-2）

取两者较大值作为最终水压试验压力。 由公式（4-1）得pT?1.25?0.7?1?0.875MPa 由公式（4-2）得pT?0.8MPa 所以应取PT=0.875MPa 4.1.2液压试验的强度校核

由?max?pT(Di?Sn?C) 得：

2(Sn?C)?max?0.875?(1400?12?2)?61.7752?(12?2)

0.9 ?s? =0.9×189×0.85=144.58（MPa） 由?max＝61.775MPa < 0.9 ?s?=144.58MPa 故液压强度足够

4.1.3压力表的量程的要求

压力表的最大量程：P =2pT=2×0.875=1.75MPa 表或1.5PT?P ?4PT 即1.3125MPa? P3.5MPa 表表?4.1.4水压试验的操作过程

操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.875MPa，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.7MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。 4.2釜体的气压试验

4.2.1气压试验压力的确定

气压试验的压力：pT?1.15p[?] [?]t - 12 -

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pT=1.15×0.7×1.0=0.805（MPa） 取pT=0.805MPa 4.2.2气压试验的强度校核

由?max?pT(Di?Sn?C)得：

2(Sn?C)?max＝ = 56.75（MPa）

∵ ?max＝101.12MPa＜0.8?S? =0.8×189×0.85=128.52（MPa） ∴ 气压强度足够 4.2.3气压试验的操作过程

做气压试验时，将压缩空气的压力缓慢将升至0.0805MPa，保持5min并进行初检。合格后继续升压至0.4025MPa，其后按每级的0.0805MPa级差，逐级升至试验压力0.805MPa，保持10min，然后再降至0.7MPa，保压足够长时间同时进行检查，如有泄露，修补后再按上述规定重新进行试验。釜体试压合格后，再焊上夹套进行压力试验。

4.3夹套的液压试验

4.3.1液压试验压力的确定 液压试验的压力：pT?1.25p[?][?]MPap且不小于(+0.1) ，查=1.0 tt[?][?]0.9×1.0=1.125MPa，(p+0.1)= 1.0MPa pT=1.25×

pT>(p+0.1)， 取pT=1.125MPa 4.3.2液压试验的强度校核

由?max?pT(Di?Sn?C) 得：

2(Sn?C)?max＝ = 79.3（MPa）

∵?max＝79.3 MPa ＜0.9 ?s?=0.9189×0.85=263.925（MPa） ∴液压强度足够

4.3.3压力表的量程的要求

压力表的量程：P表 = 2pT=2×1.125=2.25MPa 或1.5PT? P表?4PT 即 1.875MPa? P表?4.5MPa

4.3.4液压试验的操作过程

操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将

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陈刚：2.4m3搅拌反应釜设计

水的压力缓慢升至1.125MPa，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.9MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。

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