辽 宁 工 业 大 学
专业课 课程设计（论文）
题目：
院（系） 机械工程与自动化学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
起止时间： 13.12.16----14.01.10
专业课课程设计（论文）任务书
院（系）：机械工程与自动化学院 教研室：过程装备与控制工程 学号 题 目 1设计技术参数 工作介质 工作压力（MPa） 工作温度 （℃） 操作容积 （m3） 传热面积（M2） 釜内 水＋固体 0.15 ≤120 6 7 夹套 水蒸气 3.0 ≤150 学生姓名 专业班级 过程102 课程设计（论文）任务 2设计内容 （1）设计方案确定 （2）釜体直径设计 （3）筒体及封头设计 （4）夹套设计 （5）密封装置（法兰、垫片、螺栓）设计 （6）传热设计 （7）搅拌轴、搅拌器及传动装置设计及选择 （8）设计轴封形式 （9）悬挂式支座设计 （10）开孔补强设计 （11）其它附件设计 （12）有关焊接方面的设计（选择） （13）经济分析 3 完成工作量 ⑴ 反应釜装配图 A0 （1张） ⑵ 设计计算说明书一份，A4打印。 图面（20%） 说明书（30%） 答辩（40%） 平时（10%） 总分 成绩评定 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书
目录
前言 ......................................................................................................................................... 3 1反应釜用途及特征 .......................................................................................................... 3 2反应釜常见类型 .............................................................................................................. 3 3搅拌反应釜 ...................................................................................................................... 4 第1章机械设计 ..................................................................................................................... 6 1.1确定筒体的直径和高度 ............................................................................................... 6 1.1.1筒体的直径 ............................................................................................................ 6 1.1.2筒体的高度 ............................................................................................................ 6 1.2确定夹套的直径和高度 ............................................................................................... 7 1.2.1夹套的直径 ............................................................................................................ 7 1.2.2夹套的高度 ............................................................................................................ 7 1.3确定夹套及筒体材料和设计壁厚 ............................................................................... 8 1.3.1确定夹套的材料和设计壁厚 ................................................................................ 8 1.3.2确定筒体的材料和壁厚 ........................................................................................ 9 1.4水压实验及强度较核 ................................................................................................. 11 1.4.1内筒体水压实验压力 .......................................................................................... 11 1.4.2夹套水压实验压力 .............................................................................................. 12 1.4.3内筒水压实验时壁内应力 .................................................................................. 12 1.4.4夹套水压实验时壁内应力 .................................................................................. 12 第二章传热计算 ................................................................................................................... 14 2.1夹套内的液体向筒体的外壁传热 ............................................................................. 14 2.2筒外壁和内壁的传热 ................................................................................................. 14 2.3较核外壁温度 ............................................................................................................. 16 第三章 搅拌釜密封、搅拌传动装备及附属的计算与选择 ............................................. 17 3.1选择釜体法兰 ............................................................................................................. 17 3.2搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计 ......................................................................... 17 3.2.1选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 .......................................................................... 17 3.2.2功率计算 .............................................................................................................. 18 3.2.3搅拌轴直径计算 .................................................................................................. 18 3.2.4选择搅拌传动装置和密封装置 .......................................................................... 19 3.2.5轴封装置 .............................................................................................................. 20
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3.3开孔补强 ..................................................................................................................... 21 3.3.1氨水进口补强： .................................................................................................. 21 3.3.2人孔补强： .......................................................................................................... 22 3.3.3温度计补强： ...................................................................................................... 24 3.3.4补强措施 .............................................................................................................. 25 3.4容器支座的选用 ......................................................................................................... 25 3.4.1反应釜的总重量计算 .......................................................................................... 26 3.5人孔、温度计与工艺接管选择 ................................................................................. 27 3.5.1人孔的选择 .......................................................................................................... 27 3.5.2温度计的选择 ...................................................................................................... 28 3.5.3工艺接管的选择 .................................................................................................. 28 结束语 ................................................................................................................................... 30 参考文献 ............................................................................................................................... 31
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前言
1反应釜用途及特征
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随之，反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。不锈钢反应釜.根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。
2反应釜常见类型
根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。反应釜按材质及用途可有以下几种：
（1）不锈钢反应釜
不锈钢反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类。不锈钢反应釜搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。不锈钢反应釜的密封型式不同可分为：填料密封机械密封和磁力密封。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜等。
（2）搪玻璃反应釜
搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。搪玻璃反应釜技术规范：使用压力：0.2---0.8Mpa；耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性；耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.3mm，搪玻璃设备附件的瓷
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反应釜(过程设备设计)课程设计
