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一般反应釜 注:取i =H1/D1=1.2
液-固相或液液1~1.3 相物料 气液相物料 1~2 经计算得:D1?34V34?1.9??1.23m; ?i??1.3选取圆整筒体内径D1=1200mm 。
2.1.2确定封头尺寸
反应釜筒体与夹套最常用的封头形式是标准椭圆形封头,以内径为基准的椭圆形封头代号为EHA,其内径与筒体内径相同,其厚度计算并向上圆整,因此,取封头的内就内径为1200mm。
2.1.3确定筒体高度
有公式(4-2):
H1??V?V1封?/V1m
式中: V封————封头容积(见参考文献[1]表D-2),m3;
V1m—————1m 高的筒体容积(见参考文献[1]表D-1),m3/m;
计算得:H1??V?V1封?/V1m=1.455m 圆整H1=1500mm; V=V1mH1+V封=1.951m3 ;
式中: V封————封头容积(见参考文献[1]表D-2),m3;
V1m—————1m 高的筒体容积(见参考文献[1]表D-1),m3/m;
H1————圆整后的筒体高度,m。 2.1.4夹套几何尺寸计算
按表4-5夹套直径D2 选取夹套筒体内径 D2=D1+100=1300 mm,
表2.2 夹套直径D2
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装料系数η按式: ??0.8 夹套筒体高度H2按式:
H2?(?VV?V1封)
1m计算得:H2=1.155m,经圆整得H2=1200mm ; 实际总传热面积F按式 :
F?F1m?H2?F1封?6.1792m3?3m3
2.2、夹套反应釜的强度与稳定性计算
2.2.1 强度计算(按内压计算强度)
据工艺条件或腐蚀情况确定,设备材料选用Q345。 由工艺条件给定:
设计压力(罐体内) p1=0.25MPa,
设计压力(夹套内) p2=0.35MPa, 设计温度(罐体内) t1<100℃, 设计温度(夹套内) t2<150℃。 按参考文献[2]第九章计算:
液柱静压力p1H=10-6ρgh=0.013MPa 计算压力P1c=P1+P1H =0.25MPa;
液柱静压力P2H=10^?6??gh=0MP
计算压力 P2c=P2H+P2c=0.35MPa
焊接接头系数?,选取罐体及夹套焊接接头系数 ?=0.85。
设计温度下材料许用应力:[?]t=189MPa。 罐体筒体计算厚度?1按式:?1?2?????p1tp1D1?0.934mm
夹套筒体计算厚度?2按式:?2?2?????p2tp2D2?1.42mm
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封头计算厚度?1'按式:?1'?2?????0.5p1tp1D1?0.934mm
?1.308mm'夹套封头计算厚度?2'按式:?2?2?????0.5p2tp2D2
取最小厚度?min?3mm作为计算厚度? 腐蚀余量:C2=2.0 mm
罐体筒体设计厚度?1d按式:?1d???C2?5mm 夹套筒体设计厚度?2d按式:?2d???C2?5mm 罐体封头设计厚度?1'd按式:?1'd???C2?5mm
''夹套封头设计厚度?2c按式:?2d???C2?5mm
钢板厚度负偏差:C1=0.6mm(按钢板厚度6㎜) 罐体筒体名义厚度?1d按式:?1n?5mm 夹套筒体名义厚度?2d按式:?2n?5mm 罐体封头名义厚度?1'd按式:?1'n?5mm
''夹套封头名义厚度?2c按式:?2n?5mm
2.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度)
(1)筒体稳定性校核
①假设罐体筒体名义厚度: ?n1=5mm 厚度附加量C按式:C?C1?C2?2.5mm
罐体筒体有效厚度?1e按式:?e??n?C?2.5mm 罐体筒体外径D0按式:D0?D1?2?n?1210mm 筒体计算长度L按式:L?H2?1/3h1?1300mm 系数 :LD0=1.074 系数 :D0?e=484 经查表得:系数A=0.00013
系数B=——
许用外压力?p?按式: ?P??
2AE?0.036MPa<0.35MPa3(Do)?e②假设罐体筒体名义厚度 ?n1=8 mm
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厚度附加量C按式:C?C1?C2?2.8mm
罐体筒体有效厚度?1e按式:?e??n?C?5.2mm 罐体筒体外径D0按式:D0?D1?2?n?1216mm 筒体计算长度L按式:L?H2?13h1?1217mm 系数 :LD0=1.066 系数 :D0?e=233.85 经查表得:系数A=0.0004
系数B=55
B??P?许用外压力?p?按式:
Do
?0.235MPa<0.35MPa?e③假设罐体筒体名义厚度 ?n1=10 mm 厚度附加量C按式:C?C1?C2?2.8mm
罐体筒体有效厚度?1e按式:?e??n?C?7.2mm 罐体筒体外径D0按式:D0?D1?2?n?1220mm 筒体计算长度L按式:L?H2?13h1?1217mm 系数 :LD0=1 系数 :D0?e=169.4 经查表得:系数A=0.0006
系数B=84
许用外压力?p?按式: ? ??P
B?0.4958MPa>0.35MPaDo?e确定罐体筒体名义厚度: ?n=10mm (2)封头稳定性校核
假设罐体封头名义厚度 ?n=10 mm
查得钢板厚度负偏差,选取钢板厚度负偏差 C1=0.8mm 据经验规律,腐蚀裕量 C2=2.0mm 厚度附加量C按式:C?C1?C2?2.8mm
'罐体封头有效厚度?e'按式:: ?e'??n?C?7.2mm
罐体封头外径DO'按式:DO'?D1'?2?n'?1220mm 标准椭圆封头当量球壳外半径按式:=1098
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系数A按式:
查图4-2 B?f?A?曲线,得系数 B=110MPa
0.125A??0.00082R0/?B?0.72MPa?0.3MPa 许用外压力?p?按式:?p??RO/?e
确定罐体封头名义厚度:?n=10mm 2.2.3水压测试校核
Q345通常温度下的许用应力????157MPa 罐体的水压测试压力:P1T?1.25P1????0.3125MPa
???t????0.4375MPa ???t夹套的水压测试压力:P2T?1.25P1
材料的屈服点应力?s?345MPa
?T?0.9????s=263.93MPa
P1T(D1??e)?24.03MPa;24.03MPa<263.93MPa
2?eP(D1??e)夹套内压试验应力: ?1t?1T?39.10MPa;39.10MPa<263.93MPa
2?e容器圆筒应力 :?1t?2.3反应釜的搅拌器
2.3.1搅拌器的选型:
搅拌器的型式主要有:桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。 本反应釜搅拌装置的搅拌器采用推进式。
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