化工设备机械基础课程设计说明书
第一章 夹套反应釜设计要求
1.污泥处理器相关内容
1.污泥处理是对污泥进行浓缩，调制，脱水，稳定，干化或焚烧的加工过程。去除污水中有害成分。
2.釜体是物料进行化学反应的空间，大多数釜体都带有夹套。
3.化学反应总会伴有吸热或发热，为了控制反应正常进行，就要有供热或冷却的传热装置，如外置式夹套。
2.设备的工艺要求
本设备按照GB 150—1998《钢制压力容器》进行制造、实验和验收，并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监督规程》的监督。
2.焊接采用电弧焊。
3.焊接接头型式及尺寸处图中注明外，按GB 985—88规定；角焊缝的腰高按薄板的厚度；法兰焊接按相应的法兰的标准中的规定。
4.筒体、封头及其相连接的对接焊接接头应进行X射线探伤检查，检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%，且不小于250mm，Ⅲ级为合格。
5.设备制造完毕后，设备内以0.55Mpa（表压）进行水压试验，合格后焊接夹套，夹套以0.65Mpa（表压）进行水压试验。
6.设备上凸缘与安装底座的连接表面，应在组焊后加工。
7.设备组装后，在搅拌轴上端轴封处测定轴的径向摆动量不得大于0.5mm，搅拌轴轴向窜动量不得大3 mm。
8. 设备组装后，低于临界转速时，先运转十五分钟后，以水代料，并使设备内达到工作压力；超过临界转速时，直接以水代料，严禁空远转，并使设备内达到工作压力，进行试运转，时间不少一小时。在运转过程中，不得有不正常的噪音和振动灯不良现象。
10.管口及支座方位按本图（或管口及支座方位见管口方位图）
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第二章 夹套反应釜的设计思想的确定
1. 设备主体反应釜设计思想
首先根据更工艺要求并考虑制造、安装和维护检修的方便，确定各部分结构形式。夹套式反应釜一般由罐体和夹套两部分构成，罐体一般是立式圆筒形容器，罐底一般用椭圆形封头。顶盖在受压为0.2MPa下操作可以选用椭圆形封头。罐底与筒体采用焊接连接，顶盖椭圆封头与筒体要求可拆，用法兰连接。
然后对筒体、封头进行尺寸的计算，此处取装料系数为0.8，主要是由于釜体内物料平稳或粘度较大时装料系数在0.8-0.85之间，此处取0.8。
夹套属于内压容器，对其进行强度校核。当夹套反应釜几何尺寸确定后，由已知的公称直径、设计压力和设计温度进行强度校核，选用材料为20R，查表得其许用应力，从而确定筒体和封头的计算厚度，在取腐蚀裕量为2mm，钢板负偏差为0.6mm，从而得设计壁厚。
筒体属于外压容器，对其进行稳定校核，利用图算法，要求许用外压大于工作压力0.3MPa。
最后进行水压试验校核。
2．设备零部件的配备的设计思想
其零部件主要是由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。
搅拌装置主要由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；由于其转速200r/min，选用推进式搅拌器。一般选用45钢，需要对搅拌轴进行强度校核。
传动装置是为带动搅拌装置设置的，只要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置属于动密封，一般采用机械密封或填料密封；由于填料密封一般用于常压、低压、低转速的搅拌装置，此处不选用，从而选用机械密封，它功耗小，泄漏率低、密封性好。他们与支座、人孔、工艺接管等附加一起，构成完整的夹套的反应釜。
反应釜的其他附件有设备法兰，筒体与上封头连接时采用甲型平焊法兰连接。支座，对于夹套式反应釜多采用立式安装，最常用的为耳式支座。最后就是设备的接口，接管与法兰。
机械设计是在工艺设计之后进行的，设计依据是工艺提出的要求和条件。工艺条件一
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般包括：全容积、操作容积、最大工作压力、工作温度、介质腐蚀性、传热面积、搅拌形式、转速和功率、工艺接管尺寸方位等。
第三章 反应釜釜体的设计
3.1 罐体几何尺寸计算
3.1.1确定筒体内径
将釜体视为筒体，取L/D=1.1 由V=(π/4)DiL，L=1.1Di 则
32D1?4V,m，D1=1.425m，圆整取1400mm。 ?i3.1.2确定封头尺寸
（1）椭圆封头选取标准件，它的内径与筒体内径相同，标准椭圆封头尺寸见附表4-2.
即DN=Di =1400（mm）
曲边高度 hi =350mm 直边高度h2=25mm 容积V=0.3977m3
（2）封头的选型 釜体的下封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T4746—2002。
3.1.3筒体高度H的设计
筒体高度H1=（V-V封)/V1m=(2.5-0.398)/1.539=1.366m 圆整H1至1400mm
3.2 夹套几何尺寸的计算
夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，夹套的结构尺寸常根据安装和工艺
两方面的要求而定。夹套内径D2可根据筒体内径D1按表4-3选取：D2 =D1+100=1500mm
夹套下封头型式同筒体封头，直径D2与夹套筒体相同。
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夹套高H2有传热面积而决定，不能低于料液高， 装料系数： y=操作容积/全容积=2÷2.5=0.8
夹套高H2 计算：H2 = （ηV-V1封）÷V1m代入数值计算得： H2=1.04 m
夹套所包围的罐体的表面积，一定要大于工艺要求的传热面积F，即： F封＋F筒>=F 其中 F筒=H2 ×F1m 故 F封＋F筒 =2.2346＋4.40×1.04=7.07>=7㎡ 所以换热要求满足。
3.3 釜体筒体壁厚的设计 3.3.1设计参数的确定
由参考文献董大勤版《化工设备机械基础》表8-10取 焊缝系数?： ?＝0.85 然后由设计说明书得； 罐体内设计压力p：p＝0.2MPa 夹套内设计压力p：p＝0.3MPa 液体静压p1H?10?6?gh,MPa=0.014MPa
计算压力p1c?p1?pH,MPa =0.214MPa p2c?p2MPa=0.3MPa 设计温度t：罐体内t﹤60℃,夹套内t＝100℃； 焊缝系数?： ?＝0.85；
设计温度下材料许用应力[?]t：根据材料20R、设计温度100℃
[?]t＝133MPa；
钢板负偏差C1：C1＝0.6 mm（按钢板厚度6mm） 腐蚀裕量C2：C2＝2.0mm（双面腐蚀）。 取最小壁厚作为计算壁厚。
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3.3.2 夹套封头厚度计算
罐体筒体计算厚度?cD11?P2[?]t??P,mm=1.33mm
c夹套筒体计算厚度?PcD22?2[?]t?P,mm=1.99mm c罐体封头计算厚度?'D11?Pc2[?]t??0.5P,mm=1.33mm
c夹套封头计算厚度?'PcD22?2[?]t??0.5P,mm=1.99mm c
3.4 夹套厚度计算
3.4.1夹套筒体部分厚度计算
由 P c 2=0.3Mpa T c 2=<100℃ [?]t＝133MPa负偏差 C1=0.5mm 腐蚀裕量 C2=1.5mm 则 Sn2=10mm
3.4.2夹套封头厚度计算
同理 ： 则 Sn2=10mm
3.5筒体和封头强度校核 （1）筒体图算法
① Sn=5mm D0=Di+2Sn=1410mm
② 则 L/D0=1400÷1410=0.863 ③ 查图5-5得 A=0.00012
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φ=0.85
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