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?封头计算厚度?1'按式：?1'?2?????p2tp2D2?1.42mm
?0.934mm2?????0.5p1
tp1D1'夹套封头计算厚度?2'按式：?2?2?????0.5p2tp2D2?1.308mm
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?2'c按式：?2d???C2?5mm
钢板厚度负偏差：C1=0.6mm（按钢板厚度6㎜）
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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?2'c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
mm 罐体筒体外径D0按式：D0?D1?2?n?1210
mm 筒体计算长度L按式：L?H2?1/3h1?1300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 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
mm 筒体计算长度L按式：L?H2?13h1?1217系数 ：LD0=1.066 系数 ：D0?e=233.85 经查表得：系数A=0.0004
系数B=55
BP???0.235MPa＜0.35MPa许用外压力?p?按式：?
Do?e
③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
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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
mm 筒体计算长度L按式：L?H2?13h1?1217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
0.125?0.00082系数A按式: A?R0/?
查图4-2 B?f?A?曲线，得系数 B=110MPa
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 11
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)?39.10MPa;39.10MPa＜263.93MPa 夹套内压试验应力： ?1t?1T2?e????0.4375MPa ???t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。
2.3.2搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计
本反应釜选用的是推进式搅拌器，搅拌器推进式搅拌器是类似风扇扇叶结构。它与轴的连接是通过轴套用平键或紧定螺钉固定，轴端加固定螺母。为防螺纹腐蚀加轴头保护帽。
推进式搅拌器直径：DJ?0..2D1?0.2?1100?220mm取DJ=200㎜ 2.3.3 挡板的设计
挡板是一种常用的搅拌附件之一。当搅拌器沿容器中心线安装，骄傲办物料的黏度不大，搅拌转速不高时，液体将随着桨叶旋转方向一起运动，容器中心部分的液面下降，形成漩涡，降低混合效果。未消除这种现象，通常将容器中加入挡板，把回转的切向流东改变为径向和轴向流动，增加流体的剪切强度，改善搅拌效果。挡板的宽度通常取容的内径的1/10 ~1/12，一般设置4 ~6个沿罐壁均匀分布直立安装。
本反应釜选用角钢，选用标准为GB/T9787-1988热轧等边角钢，具体尺寸为40×40。
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挡板宽度B=D1/12=91.666㎜，圆整取B=90㎜ 选用四个挡板
挡板与罐壁间隙为B/5=22毫米，圆整取30毫米
2.4反应釜的传动装置
反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置通常设置在釜顶封头的上部。反应釜传动装置的设计内容一般包括：电机、减速机的选型；选择联轴器；选用和设计机架和底座等。
2.4.1常用电机及其连接尺寸
本反应釜选用YB160M1-8电机，同步转速750r/min ，电机的功率P=4kW。 满载转速720r/min，质量118㎏，额定转矩2.0TN。
2.4.2带传动减速机
任务书规定本反应釜的减速机为带传动减速机。 带传动速机的设计
V带减速机的特点是：结构简单，制造方便，价格低廉，能防止过载，噪声小。但不适用于防爆场合。
查表 Y系列三相异步电动机主要技术数据，传动的额定功率 P=4 kW
小皮带轮转速： n1?720r/min 大皮带轮转速： n2?250r/min
在电动机中，我们选用满载全转速750r/min，8极三相异步电动机，在减速器中，带传动的速比为3:1，电动机的额定功率为4kw的Y系列的。
我们将带式减速器设计使用V型带，于是我们得到功率P=4kw，转速n=720r/min 1）计算功率
由《机械设计基础》表12.6可知 工况系数KA=1.1
Pd=KA×P=1.1×3kw=3.3kw 2）选取普通V型带
根据Pc=4kw，n=720r/min由《机械设计基础》图12-13确定选用A型带。
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夹套式反应釜设计说明书分解
