立式帶夾套的反應釜設計

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1、立式帶夾套的反應釜設計立式帶夾套的反應釜設計 1v緒緒 論論v一、化工設備課程設計的目的和要求一、化工設備課程設計的目的和要求v(1)課程設計的目的課程設計的目的v 化工設備課程設計是培養學生設計能力的重要實踐教學環化工設備課程設計是培養學生設計能力的重要實踐教學環v節。在教師指導下，通過課程設計，培養學生獨立地運用所節。在教師指導下，通過課程設計，培養學生獨立地運用所v學到的基本理論并結合生產實際的知識，綜合地分析和解決學到的基本理論并結合生產實際的知識，綜合地分析和解決v工程實際問題的能力。當學生完成課程設計后，應達到下列工程實際問題的能力。當學生完成課程設計后，應達到下列v目的：目的：v

2、1)通過課程設計，能夠將化工設備課程和有關先修課程所通過課程設計，能夠將化工設備課程和有關先修課程所v學的知識，在設計中綜合地加以運用，使學到的知識得到鞏學的知識，在設計中綜合地加以運用，使學到的知識得到鞏v固、加深和提高。固、加深和提高。2v2)初步培養學生獨立進行工程設計的工作能力，樹立正確初步培養學生獨立進行工程設計的工作能力，樹立正確v的設計思想，掌提化工容器及設備設計的基本方法和程的設計思想，掌提化工容器及設備設計的基本方法和程v序，為今后從事工程設計打下良好的基礎。序，為今后從事工程設計打下良好的基礎。v3)使學生能夠熟悉和運用設計資料，如有關國家（部頒）使學生能夠熟悉和運用設計資

3、料，如有關國家（部頒）v標準，以完成作為工程技術人員在機械設計方面所必備的標準，以完成作為工程技術人員在機械設計方面所必備的v基本訓練?；居柧?。v(2)化工設備課程設計的要求化工設備課程設計的要求v通過課程設計應達到以下要求：通過課程設計應達到以下要求：v1)樹立正確的設計思想樹立正確的設計思想v能夠結合生產實際綜合地考慮先進、安全、經濟、可靠和能夠結合生產實際綜合地考慮先進、安全、經濟、可靠和v實用等方面的要求，嚴肅認真地進行設計。實用等方面的要求，嚴肅認真地進行設計。v2)具有積極主動的學習態度具有積極主動的學習態度3v在課程設計中遇到的問題，要隨時查閱有關教科書或文在課程設計中遇到的問

4、題，要隨時查閱有關教科書或文v獻，通過積極思考，提出個人見解盡可能自己解決，不要獻，通過積極思考，提出個人見解盡可能自己解決，不要v太多地依靠指導老師幫助解決問題。太多地依靠指導老師幫助解決問題。v3)正確處理好幾個關系正確處理好幾個關系 v 繼承和發展的關系繼承和發展的關系 強調獨立思考，并不等于設計者憑強調獨立思考，并不等于設計者憑v空假想，不依靠設計資料和繼承前人經驗，這樣是得不出空假想，不依靠設計資料和繼承前人經驗，這樣是得不出v高質量設計的。對于初學設計的人來說，學會收集、理解高質量設計的。對于初學設計的人來說，學會收集、理解v、熟悉和使用各種資料，正是培養設計能力的重要方面。、熟悉

5、和使用各種資料，正是培養設計能力的重要方面。v因此正確處理好繼承和發展條件下的抄、搬、套問題，正因此正確處理好繼承和發展條件下的抄、搬、套問題，正v是設計能力強的重要表現。是設計能力強的重要表現。v正確使用標準規范正確使用標準規范 化工設備設計非常強調標準規范?；ぴO備設計非常強調標準規范。v但是并不是限制設計的創造和發展但是并不是限制設計的創造和發展，因此遇到與設計要因此遇到與設計要 4v求有矛盾時，經過必要的手續可以放棄標準而服從設計要求有矛盾時，經過必要的手續可以放棄標準而服從設計要v求。但非標準件中的參數，一般仍宜按標準選用。求。但非標準件中的參數，一般仍宜按標準選用。v 學會統籌兼顧

6、、抓主要矛盾學會統籌兼顧、抓主要矛盾v)計算結果要服從結構設計的要求：對初學設計者，最計算結果要服從結構設計的要求：對初學設計者，最v易把設計片面劃解為就是理論上的易把設計片面劃解為就是理論上的v強度、剛度、穩定性等計算，認為這些計算結果不可更強度、剛度、穩定性等計算，認為這些計算結果不可更v改，實際上，對一個合理的設計，這些計算結果只對零件改，實際上，對一個合理的設計，這些計算結果只對零件v尺寸提供某一個方面的依據。而部件實用尺寸一定要符合尺寸提供某一個方面的依據。而部件實用尺寸一定要符合v結構等方面的要求。結構等方面的要求。v)按幾何等式關系計算而得的尺寸，一般不能隨意圓整按幾何等式關系計

7、算而得的尺寸，一般不能隨意圓整v變動；按經驗公式得來的尺寸一般應圓整使用。變動；按經驗公式得來的尺寸一般應圓整使用。v)處理好計算與繪圖的關系：設計中要求算、畫、選、處理好計算與繪圖的關系：設計中要求算、畫、選、5v改同時進行，但零件的尺寸以最后圖樣確定的為準。對尺改同時進行，但零件的尺寸以最后圖樣確定的為準。對尺v寸作出修改后，有時并不一定要求再對零件強度等進行計寸作出修改后，有時并不一定要求再對零件強度等進行計v算，可以據修改幅度、計算準確程度等來判斷是否有必要算，可以據修改幅度、計算準確程度等來判斷是否有必要v再行計算。再行計算。v二、化工設備課程設計的內容和步驟二、化工設備課程設計的內

8、容和步驟v(1)課程設計的內容課程設計的內容v 根據設計任務書的要求和設計條件單的根據設計任務書的要求和設計條件單的v 內容，在二周的時間內，內容，在二周的時間內，v 完成一種典型鋼制容器完成一種典型鋼制容器v 或設備或設備(如貯罐、反應釜如貯罐、反應釜)v 的機械設計。的機械設計。繪制設備繪制設備v 總裝圖一張、重要部件圖總裝圖一張、重要部件圖v一張；書寫設計說明書一份。一張；書寫設計說明書一份。v(2)課程設計的一般步驟課程設計的一般步驟6v1)準備階段準備階段v 設計前應準備好有關的設計資料、手冊、圖冊。設計前應準備好有關的設計資料、手冊、圖冊。v 認真研究設計條件單，分析設計條件單中的

9、技術特性認真研究設計條件單，分析設計條件單中的技術特性v參數、接管表中各接管的規格和用途、設備示意圖，明確參數、接管表中各接管的規格和用途、設備示意圖，明確v設計要求和設計內容。設計要求和設計內容。v 設計前應認真復習教科書的內容、熟悉有關的設計資設計前應認真復習教科書的內容、熟悉有關的設計資v料和設計步驟。料和設計步驟。v 結合實驗室的現有實驗設備（如列管式換熱器、填料結合實驗室的現有實驗設備（如列管式換熱器、填料v塔、精餾塔、反應釜等），熟悉典型設備的結構，為設計塔、精餾塔、反應釜等），熟悉典型設備的結構，為設計v做準備。做準備。v2)機械設計階段機械設計階段 v化工容器及設備的機械設計是

10、在設備的工藝設計后進行化工容器及設備的機械設計是在設備的工藝設計后進行v的。的。其內容和任務是根據設備的工藝條件（如工作壓力、其內容和任務是根據設備的工藝條件（如工作壓力、7v溫度、介質腐蝕性、結構形式和尺寸、接管方位標高等）溫度、介質腐蝕性、結構形式和尺寸、接管方位標高等）v，圍繞著確定殼體壁厚這一尺寸進行的強度、剛度和穩定，圍繞著確定殼體壁厚這一尺寸進行的強度、剛度和穩定v性的設計或校核計算；對設備內、外附件進行機械結構設性的設計或校核計算；對設備內、外附件進行機械結構設v計和選型。這一過程往往通過計和選型。這一過程往往通過“邊算、邊選、邊畫、邊改邊算、邊選、邊畫、邊改”v的作法來實現，沒

11、有一次成功完成整個設計的做法。的作法來實現，沒有一次成功完成整個設計的做法。v 選材選材 v 當設計條件單中沒有提供使用的材料牌號時，通常先按當設計條件單中沒有提供使用的材料牌號時，通常先按v壓力因素進行選材。當操作溫度高于壓力因素進行選材。當操作溫度高于200或低于一或低于一40v時，溫度就是選材的決定因素；在腐蝕強烈或對物料的污時，溫度就是選材的決定因素；在腐蝕強烈或對物料的污v染有特定要求的，腐蝕因素是選材的主要依據。當設計條染有特定要求的，腐蝕因素是選材的主要依據。當設計條 v 8v件單中提供了使用的材料牌號時，按要求使用，不需要另件單中提供了使用的材料牌號時，按要求使用，不需要另v行

12、選材。行選材。v 外載荷的計算外載荷的計算 v外載荷的計算包括內壓、外壓、設備自重，零部件的偏載外載荷的計算包括內壓、外壓、設備自重，零部件的偏載v、風載載、地震載荷等，常用列表法，分項統計的方法來、風載載、地震載荷等，常用列表法，分項統計的方法來v進行。進行。v 強度、剛度、穩定性設計或校核計算強度、剛度、穩定性設計或校核計算 v根據結構形式、受力條件和材料的力學性能、耐腐性能等根據結構形式、受力條件和材料的力學性能、耐腐性能等v進行強度、剛度和穩定性計算，最后確定出合理的結構尺進行強度、剛度和穩定性計算，最后確定出合理的結構尺v寸。寸。v 選用零部件選用零部件v設備的附件結構，一般由工藝設

13、計確定，附件的結構形式設備的附件結構，一般由工藝設計確定，附件的結構形式 9v在滿足工藝要求的條件下，由受力條件、制造、安裝等因在滿足工藝要求的條件下，由受力條件、制造、安裝等因v素決定。如法蘭、支座、人孔、視鏡、液面計等附件。素決定。如法蘭、支座、人孔、視鏡、液面計等附件。v 傳動裝置的選型與計算傳動裝置的選型與計算 v對帶有機械傳動、液壓傳動的設備，這部分零部件大都標對帶有機械傳動、液壓傳動的設備，這部分零部件大都標v準化、可參考有關手冊（如機械零件設計手冊）進行計算準化、可參考有關手冊（如機械零件設計手冊）進行計算v、選型。、選型。v三、繪制設備裝配圖三、繪制設備裝配圖 v(1)選擇主視

14、圖選擇主視圖 v根據設備設計條件單中的圖示特點，采用全剖視的表達方根據設備設計條件單中的圖示特點，采用全剖視的表達方v法，用以表達設備上各零部件之間的裝配關系。法，用以表達設備上各零部件之間的裝配關系。v(2)確定其它視圖確定其它視圖 v主視圖確定后，選擇俯視（或側視）圖，以表達設備上各主視圖確定后，選擇俯視（或側視）圖，以表達設備上各 10v接管周向方位及支座的數量、外形及周向方位，補充了主接管周向方位及支座的數量、外形及周向方位，補充了主v視圖對這些部分表達的不足。視圖對這些部分表達的不足。v(3)選擇輔助圖及各種表達方法選擇輔助圖及各種表達方法v根據設備的結構特點，采用局部放大圖等表達方

15、法來補充根據設備的結構特點，采用局部放大圖等表達方法來補充v基本視圖的不足，可用若干個局部放大圖，分別表達設備基本視圖的不足，可用若干個局部放大圖，分別表達設備v與工藝接管、筒體與封頭等連接情況和焊縫結構。與工藝接管、筒體與封頭等連接情況和焊縫結構。v(4)提出技術要求提出技術要求v對設備制造、裝配、檢驗和試車等工序提出合理的要求，對設備制造、裝配、檢驗和試車等工序提出合理的要求，v以文字的形式標注在總裝圖上。以文字的形式標注在總裝圖上。v四、繪制零部件圖四、繪制零部件圖v對于標準零部件，有專門廠家生產的，可以不繪制零部件對于標準零部件，有專門廠家生產的，可以不繪制零部件v圖；對于具有獨立結構

16、的零部件需要繪圖，以便加工制圖；對于具有獨立結構的零部件需要繪圖，以便加工制v造。造。11v五、設計計算說明書五、設計計算說明書v設計計算說明書是圖紙設計的理論依據，是設計計算的整設計計算說明書是圖紙設計的理論依據，是設計計算的整v理和總結，是審核設計的技術文件之一。其內容一般有以理和總結，是審核設計的技術文件之一。其內容一般有以v下部分：下部分：v(1)設計任務書；設計任務書；(2)前言；前言；(3)目錄；目錄；(4)設計條件單；設計條件單；(5)v設計方案的分析和擬定；設計方案的分析和擬定；(6)各部分結構尺寸的確定和設各部分結構尺寸的確定和設v計計算；計計算；(7)設備裝配圖；設備裝配圖

17、；(8)設備部件圖；設備部件圖；(9)鳴謝；鳴謝；(10)v參參考文獻考文獻v設計計算說明書要求計算結果正確，論述清楚、文字精設計計算說明書要求計算結果正確，論述清楚、文字精v練，插圖簡明，體式符合學校的有關規定，裝訂成冊練，插圖簡明，體式符合學校的有關規定，裝訂成冊。1213v立式帶夾套的反應釜設計立式帶夾套的反應釜設計 v帶有攪拌裝置的釜式反應器是化工、醫藥、染料、涂料等帶有攪拌裝置的釜式反應器是化工、醫藥、染料、涂料等v行業生產中常用的典型設備，行業生產中常用的典型設備，v它們的機械設計除涉及到化它們的機械設計除涉及到化v工設備機械基礎教材中化工工設備機械基礎教材中化工v容器設計的內容外

18、，還有不容器設計的內容外，還有不v同的設計和計算要求。右圖同的設計和計算要求。右圖v為一臺典型的帶攪拌及夾套為一臺典型的帶攪拌及夾套v傳熱的反應釜。由圖可知，傳熱的反應釜。由圖可知，v反應釜通常由釜體、傳熱、反應釜通常由釜體、傳熱、v攪拌、傳動、密封等裝置及攪拌、傳動、密封等裝置及v有關附件組成。有關附件組成。攪拌軸攪拌軸夾夾 套套釜釜 體體機機 架架減速器減速器電動機電動機密封裝置密封裝置攪拌槳攪拌槳溫度計溫度計14v釜體是物料進行反應的空間，由筒體及上、下封頭組成。釜體是物料進行反應的空間，由筒體及上、下封頭組成。v傳熱裝置是為了提供化學反應所需的熱量或帶走反應生成傳熱裝置是為了提供化學反

19、應所需的熱量或帶走反應生成v的熱量。除了圖中所用的夾套傳熱外，還有蛇管形式的傳的熱量。除了圖中所用的夾套傳熱外，還有蛇管形式的傳v熱裝置。攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成，其作用是迅速熱裝置。攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成，其作用是迅速v、均勻地混合物料，強化傳質傳熱過程，從而加快反應速、均勻地混合物料，強化傳質傳熱過程，從而加快反應速v率。為使攪拌器能夠以一定的轉速轉動，需要設置與之配率。為使攪拌器能夠以一定的轉速轉動，需要設置與之配v套的由電動機和減速機等組成的傳動裝置。反應釜上除了套的由電動機和減速機等組成的傳動裝置。反應釜上除了v有設備法蘭、管法蘭等靜密封結構外，還有保證轉軸密封有設備法蘭、

20、管法蘭等靜密封結構外，還有保證轉軸密封v的動密封裝置。可采用填料密封或機械密封。此外，根據的動密封裝置?？刹捎锰盍厦芊饣驒C械密封。此外，根據v工藝和維修要求，反應釜釜體上還設置了工藝接口管、人工藝和維修要求，反應釜釜體上還設置了工藝接口管、人v（手）孔、視鏡、支座等許多附件。（手）孔、視鏡、支座等許多附件。v反應釜的機械設計就是根據工藝設計所確定的操作容積、反應釜的機械設計就是根據工藝設計所確定的操作容積、15v工作壓力、工作溫度、介質情況、傳熱面積、攪拌形式、工作壓力、工作溫度、介質情況、傳熱面積、攪拌形式、v轉速和功率、以及管口尺寸和方位等工藝條件，選擇各零轉速和功率、以及管口尺寸和方位等

21、工藝條件，選擇各零v部件的材料，確定反應釜釜體、夾套的結構型式和尺寸。部件的材料，確定反應釜釜體、夾套的結構型式和尺寸。v通過強度、剛度和穩定性計算確定反應釜殼體、夾套殼體通過強度、剛度和穩定性計算確定反應釜殼體、夾套殼體v的壁厚和攪拌抽直徑，并根據有關的標準對攪拌器、傳動的壁厚和攪拌抽直徑，并根據有關的標準對攪拌器、傳動v裝置、密封裝置和各種附件進行選型，然后繪出所需的裝裝置、密封裝置和各種附件進行選型，然后繪出所需的裝v配圖與必要的零部件圖。配圖與必要的零部件圖。v一、釜體的結構型式一、釜體的結構型式 v 反應釜的釜體由圓筒形殼體、上封頭和下封頭組成。封反應釜的釜體由圓筒形殼體、上封頭和下

22、封頭組成。封v頭型式多為橢球形，但對于含有固體顆?；蛘扯容^大物料頭型式多為橢球形，但對于含有固體顆?；蛘扯容^大物料v的釜體，其下封頭常采用便于出料的錐型封頭；筒體與下的釜體，其下封頭常采用便于出料的錐型封頭；筒體與下 16v筒體與下封頭一般采用焊接。上封頭與筒體的連接方式由筒體與下封頭一般采用焊接。上封頭與筒體的連接方式由v釜體的直徑確定。當釜體直徑釜體的直徑確定。當釜體直徑 800時，人在釜內的活時，人在釜內的活v動空間較小，故一般采用法蘭聯接。當釜體直徑動空間較小，故一般采用法蘭聯接。當釜體直徑 800v時，封頭與筒體也可焊接。內時，封頭與筒體也可焊接。內v件的裝拆可通過封頭上的人孔件的裝

23、拆可通過封頭上的人孔v進入釜內來完成，有時為方便進入釜內來完成，有時為方便v裝拆和檢修，既用法蘭來連接裝拆和檢修，既用法蘭來連接v封頭和筒體，又在封頭上開設封頭和筒體，又在封頭上開設v人孔。人孔。v(1)筒體的直徑和高度筒體的直徑和高度v反應釜的外形尺寸如圖所示，其中反應釜的外形尺寸如圖所示，其中v筒體的內徑筒體的內徑 和長度和長度 可如下確定?？扇缦麓_定。D iD jHH j反應釜的外形反應釜的外形17v筒體直徑筒體直徑 的確定的確定 v立式反應釜釜體的容積通常是指圓柱形筒體和下封頭包含立式反應釜釜體的容積通常是指圓柱形筒體和下封頭包含v的容積，即：的容積，即：v將釜體視為圓柱形筒體，初步估

24、算釜體的內徑將釜體視為圓柱形筒體，初步估算釜體的內徑 ，取，取v將選定的將選定的 值代入上式，可初步估算出釜體的內徑。值代入上式，可初步估算出釜體的內徑。v考慮到釜體的內徑應符合壓力容器公稱直徑的標準。考慮到釜體的內徑應符合壓力容器公稱直徑的標準。v筒體的長度筒體的長度 的確定的確定v筒體的長度筒體的長度 可由下式確定可由下式確定18v二、釜體壁厚的設計二、釜體壁厚的設計v(1)內壓筒體壁厚的設計內壓筒體壁厚的設計 v設計參數的確定設計參數的確定 v根據設備設計條件單中提供的根據設備設計條件單中提供的v有關技術特性參數和要求，確定設計參數。有關技術特性參數和要求，確定設計參數。v設計壓力設計壓

25、力 ：無安全裝置?。簾o安全裝置取 1.1 ；裝安全閥??；裝安全閥取 (1.051.1)；裝爆破膜?。谎b爆破膜取 ；v計算壓力計算壓力 ：，5，可以忽略，可以忽略 ；v設計溫度設計溫度 ：取操作介質的最高溫度；取操作介質的最高溫度；v焊縫系數焊縫系數 ：根據筒體縱向焊縫的結構和無損探傷的要求根據筒體縱向焊縫的結構和無損探傷的要求v由由教材中的焊縫系數表確定（見教材中表教材中的焊縫系數表確定（見教材中表14-5）v壁厚附加量壁厚附加量 ：0.25mm；取值見有關文獻取值見有關文獻 19v筒體壁厚的設計筒體壁厚的設計v碳鋼、低合金制筒體壁厚的設計采用試差法；碳鋼、低合金制筒體壁厚的設計采用試差法；v

26、高合金制筒體的壁厚由壁厚計算公式確定。高合金制筒體的壁厚由壁厚計算公式確定。v筒體的剛度校核筒體的剛度校核v碳鋼和低合金鋼制容器碳鋼和低合金鋼制容器v 3800 mm，2 /1000且不小于且不小于3mm另加并圓整另加并圓整v至至 。3800mm，=/1000+4 mm v(2)內壓封頭壁厚的設計內壓封頭壁厚的設計v封頭的選型封頭的選型 v釜體的上下封頭一般采用釜體的上下封頭一般采用v橢球型或碟型，且盡可能橢球型或碟型，且盡可能v選用標準封頭。當釜內有選用標準封頭。當釜內有v固體物料或物料粘度較大，固體物料或物料粘度較大，v下封頭可選用錐形封頭，下封頭可選用錐形封頭，v以便卸料。以便卸料。20

27、v設計參數的確定設計參數的確定v見見筒體筒體設計參數的確定。但焊縫系數的取法與筒體略有不設計參數的確定。但焊縫系數的取法與筒體略有不v同，即當封頭的內徑同，即當封頭的內徑1200mm時，采用整板沖壓成型，焊時，采用整板沖壓成型，焊v縫系數取縫系數取1。v封頭壁厚的計算封頭壁厚的計算v設計方法與內壓筒體壁厚的設計方法相同。設計方法與內壓筒體壁厚的設計方法相同。v當封頭壁厚小于筒體壁厚時，將封頭的壁厚調整至與筒體的當封頭壁厚小于筒體壁厚時，將封頭的壁厚調整至與筒體的v壁厚一致；當封頭壁厚大于筒體壁厚時，將封頭的直邊部分壁厚一致；當封頭壁厚大于筒體壁厚時，將封頭的直邊部分v進行加工，以便等壁厚焊接和

28、降低邊緣應力。進行加工，以便等壁厚焊接和降低邊緣應力。v三、外壓釜體壁厚的設計三、外壓釜體壁厚的設計 v當夾套內介質的工作壓力高于釜內壓力時，被夾套包覆的釜當夾套內介質的工作壓力高于釜內壓力時，被夾套包覆的釜v體為外壓容器，為防止釜體發生失穩，需要對其進行穩定性體為外壓容器，為防止釜體發生失穩，需要對其進行穩定性v計算。計算。21v(1)外壓圓筒壁厚的計算外壓圓筒壁厚的計算-簡化公式設計法簡化公式設計法v 設計外壓的確定設計外壓的確定v根據設計條件單中釜體和夾套內介質的工作壓力，確定設計根據設計條件單中釜體和夾套內介質的工作壓力，確定設計v外壓外壓 。v圓筒壁厚的計算圓筒壁厚的計算v假設圓筒的

29、壁厚為假設圓筒的壁厚為 ，由，由 =C、分別計算分別計算v出出 、v由公式由公式 計算出臨界長度計算出臨界長度 值值v由由 或或 計算出筒體的計算長度計算出筒體的計算長度v將將 與與 進行比較，若進行比較，若 ，筒體為長圓筒；，筒體為長圓筒；v若若 ，筒體為短圓筒，筒體為短圓筒22v長圓筒臨界壓力：長圓筒臨界壓力：v短圓筒臨界壓力：短圓筒臨界壓力：v由由 計算出計算出 p，對于圓筒，對于圓筒m=3。v將將p與與 p 進行比較，若進行比較，若p p，則假設，則假設 合理；反之不合合理；反之不合v理，重新設計，直至滿足理，重新設計，直至滿足p p為止。為止。v(2)圖算法圖算法 v外壓圓筒所需的壁

30、厚可利用教材中外壓容器設計一章中的圖外壓圓筒所需的壁厚可利用教材中外壓容器設計一章中的圖v15-415-7進行計算，過程如下：進行計算，過程如下：v假設圓筒的壁厚為假設圓筒的壁厚為 ，由，由 、，分別計算，分別計算v出出 、LL23v在圖在圖15-4的的 坐標中找到坐標中找到 的值，將此點沿水平方向的值，將此點沿水平方向v右移與對應的右移與對應的 /線相交，當線相交，當 50時取時取50；v0.05時取時取0.05。過此交點向下作垂直線與水平軸相交，找到。過此交點向下作垂直線與水平軸相交，找到v交點的系數交點的系數A值。值。v根據圓筒的材料選用圖根據圓筒的材料選用圖15-5圖圖15-7，在圖的

31、下方找到系數，在圖的下方找到系數vA值，若值，若A在曲線的右側，在此點作一垂直線與對應的材料在曲線的右側，在此點作一垂直線與對應的材料v設計溫度線相交，交點水平對應的值即為系數設計溫度線相交，交點水平對應的值即為系數B。圓筒的許。圓筒的許v用外壓用外壓 按下式計算：按下式計算：v若若A在曲線的左側，圓筒的許用外壓在曲線的左側，圓筒的許用外壓 p按下式計算：按下式計算：v v 24v將將p與與 p進行比較，若進行比較，若p p，則假設，則假設 合理；反之不合合理；反之不合v理，需要重新設計理，需要重新設計 ，直至滿足，直至滿足p p為止。為止。v(3)外壓封頭壁厚的設計外壓封頭壁厚的設計v設計外

32、壓的確定設計外壓的確定v封頭的設計外壓與筒體相同。封頭的設計外壓與筒體相同。v封頭壁厚的計算封頭壁厚的計算v設封頭的壁厚為設封頭的壁厚為 ，令，令 =C ，根據封頭的形式確定當，根據封頭的形式確定當v量半徑量半徑 ，計算出，計算出 /。用。用A=0.125 計算出系數計算出系數A值。值。v根據圓筒的材料選用圖根據圓筒的材料選用圖15-5圖圖15-7，在圖的下方找到系數，在圖的下方找到系數vA值，若值，若A在曲線的右側，在此點作一垂直線與對應的材料在曲線的右側，在此點作一垂直線與對應的材料v設計溫度線相交，交點水平對應的值即為設計溫度線相交，交點水平對應的值即為B系數。圓筒的許系數。圓筒的許v用

33、外壓用外壓p按下式計算：按下式計算：25v若若A在曲線的左側，圓筒的許用外壓在曲線的左側，圓筒的許用外壓p按下式計算：按下式計算：v v將將p與與 p進行比較，若進行比較，若p p，則假設，則假設 合理；反之不合合理；反之不合v理，需要重新設計理，需要重新設計 ，直至滿足，直至滿足p p為止。為止。v當按內壓容器設計出的釜體壁厚與按外壓容器的設計的釜體當按內壓容器設計出的釜體壁厚與按外壓容器的設計的釜體v壁厚不同時，取兩者中的較大者。如上封頭不包在夾套中，壁厚不同時，取兩者中的較大者。如上封頭不包在夾套中，v則不受外壓作用，只按內壓計算，但常取與下封頭相同的壁則不受外壓作用，只按內壓計算，但常

34、取與下封頭相同的壁v厚。厚。v四、四、釜體的壓力試驗釜體的壓力試驗 v壓力試驗的目的是檢驗釜體的宏觀強度壓力試驗的目的是檢驗釜體的宏觀強度(是否有異常變形是否有異常變形)和和v致密性致密性(有無泄漏有無泄漏)。是化工設備出廠時必須進行的工序。是化工設備出廠時必須進行的工序。26v見教材有關章節見教材有關章節。v五、反應釜夾套的設計五、反應釜夾套的設計v(1)夾套的結構型式夾套的結構型式 HHHH夾套的結構型式夾套的結構型式H27R30R30v采用夾套傳熱時，為防止熱量散失，需要在夾套外設置保溫采用夾套傳熱時，為防止熱量散失，需要在夾套外設置保溫v層。夾套的型式根據工藝設計要求和反應釜的具體結構

35、進行層。夾套的型式根據工藝設計要求和反應釜的具體結構進行v選擇，如要求上封頭與筒體采用可拆性聯結，則不能選用圖選擇，如要求上封頭與筒體采用可拆性聯結，則不能選用圖v中的中的型。圖中的型。圖中的型應用最為廣泛。其結構型式如下圖。型應用最為廣泛。其結構型式如下圖。型型夾套的套的結構構 D iD j150-200D jD iSh45不銹鋼不銹鋼碳碳 鋼鋼碳碳 鋼鋼D jD iS45不銹鋼不銹鋼28v(2)夾套的尺寸夾套的尺寸v夾套壁與釜體壁間構成一個供傳熱介質流動的空間，夾套的夾套壁與釜體壁間構成一個供傳熱介質流動的空間，夾套的v內徑內徑 一般可按下表確定。一般可按下表確定。v 夾套的內徑夾套的內徑

36、 與筒體內徑與筒體內徑 之間的關系之間的關系v采用導熱油加熱時。夾套內徑常取采用導熱油加熱時。夾套內徑常取 +300，以增大夾套和釜，以增大夾套和釜v體的間隙，減小流動阻力。體的間隙，減小流動阻力。v夾套高度夾套高度 主要取決于傳熱面積的要求，但一般還應不低于主要取決于傳熱面積的要求，但一般還應不低于v釜內的料液高度以保持傳熱釜內的料液高度以保持傳熱v均勻。因此，均勻。因此，可如下估算：可如下估算：/mm500600 7001800 20003000 /mm +50 +100 +20029v將估算出的將估算出的 稍加固整后再校核傳熱面積稍加固整后再校核傳熱面積，即是否滿足：，即是否滿足：v其中

37、其中 為釜體下封頭的內表面積，為釜體下封頭的內表面積，為夾套包覆部分筒體的為夾套包覆部分筒體的v內表面積，內表面積，為工藝所需的傳熱面積。為工藝所需的傳熱面積。v在確定夾套高度時，還要考慮兩個因素在確定夾套高度時，還要考慮兩個因素(1)當當反應釜筒體與反應釜筒體與v上封頭用法蘭連接時，夾套上邊緣與法蘭下表面的間距應不上封頭用法蘭連接時，夾套上邊緣與法蘭下表面的間距應不v小于小于150200mm，以便裝拆聯接法蘭的螺栓和螺母。以便裝拆聯接法蘭的螺栓和螺母。(2)當當v反應釜采用懸掛式支座時，要避免因夾套頂部的位置而影響反應釜采用懸掛式支座時，要避免因夾套頂部的位置而影響v支座的焊接地位。夾套的頂

38、部和底部開有供傳熱介質進出的支座的焊接地位。夾套的頂部和底部開有供傳熱介質進出的v管口。加熱蒸汽要從上端進入夾套，冷凝水從下端排出。如管口。加熱蒸汽要從上端進入夾套，冷凝水從下端排出。如v用液體進行加熱或冷卻側必須下進上出，以保證傳熱液體充用液體進行加熱或冷卻側必須下進上出，以保證傳熱液體充v滿夾套。滿夾套。30v為了盡量排去夾套中的空氣或其它不凝性氣體，還常在夾套為了盡量排去夾套中的空氣或其它不凝性氣體，還常在夾套v頂部另設排氣管口，其直徑不小于頂部另設排氣管口，其直徑不小于DN 10。v夾套封頭的型式與釜體下封頭相同。夾套封頭的型式與釜體下封頭相同。v(3)夾套圓筒壁厚的計算夾套圓筒壁厚的

39、計算v 夾套圓筒壁厚的計算參見釜體內壓筒體壁厚的設計。夾套圓筒壁厚的計算參見釜體內壓筒體壁厚的設計。v(4)夾套封頭壁厚的設計夾套封頭壁厚的設計v 夾套封頭壁厚的設計參見釜體內壓封頭壁厚的設計。夾套封頭壁厚的設計參見釜體內壓封頭壁厚的設計。v(5)夾套的壓力試驗夾套的壓力試驗 v 參見釜體參見釜體的壓力試驗的壓力試驗。注意：做注意：做夾套的壓力試驗時，先夾套的壓力試驗時，先做做v釜體釜體的壓力試驗，待的壓力試驗，待釜體合格后，才焊上釜體合格后，才焊上夾套夾套做做壓力試驗。壓力試驗。v六、傳熱裝置的設計六、傳熱裝置的設計 31v(1)夾套進氣（汽）管的結構夾套進氣（汽）管的結構 v采用氣（汽）體

40、作傳熱介質時，若夾套進氣（汽）管內的氣采用氣（汽）體作傳熱介質時，若夾套進氣（汽）管內的氣v速較高，需考慮采取防止氣體直接沖刷釜體外壁的措施。采速較高，需考慮采取防止氣體直接沖刷釜體外壁的措施。采v用下圖所示的防沖擋板或用下圖所示的防沖擋板或v側向開孔的進氣管，在結側向開孔的進氣管，在結v構尺寸上要求氣體進入夾構尺寸上要求氣體進入夾v套處的通氣截面積大于進套處的通氣截面積大于進v氣管的橫截面積。用液體氣管的橫截面積。用液體v作傳熱介質時，為了提高作傳熱介質時，為了提高v傳熱效果，在釜體外壁上傳熱效果，在釜體外壁上v焊接螺旋形導流板有利于焊接螺旋形導流板有利于v提高液體流速、增大傳熱提高液體流速

41、、增大傳熱夾套進氣（汽）管的結構夾套進氣（汽）管的結構 32v流板系用扁鋼沿筒體圓周方向螺旋繞制而成、且導流板與夾流板系用扁鋼沿筒體圓周方向螺旋繞制而成、且導流板與夾v套內壁的間隙越小越好。套內壁的間隙越小越好。v(2)釜內蛇管的結構釜內蛇管的結構v當工藝所需的傳熱面積較大，夾套的傳熱面積不能滿足要當工藝所需的傳熱面積較大，夾套的傳熱面積不能滿足要夾套內螺旋形導流板的結構夾套內螺旋形導流板的結構 D iD jhh0-3D jD ih0-333hv求，或釜內襯里為導熱性差的材料時，可采用蛇管傳熱。蛇求，或釜內襯里為導熱性差的材料時，可采用蛇管傳熱。蛇v管一般用管子盤旋成圓柱彈簧狀，故亦稱盤管，其

42、結構如圖管一般用管子盤旋成圓柱彈簧狀，故亦稱盤管，其結構如圖v所示。由于蛇管浸沒在物料中，因此熱損失小、傳熱效果所示。由于蛇管浸沒在物料中，因此熱損失小、傳熱效果v好，還可起到攪拌導流筒的作用，好，還可起到攪拌導流筒的作用，v提高了攪拌效率，但檢修較麻煩。提高了攪拌效率，但檢修較麻煩。v蛇管的傳熱面積與其管徑、管長蛇管的傳熱面積與其管徑、管長v有關。為了保證蛇管內介質的流有關。為了保證蛇管內介質的流v速和制造方便，蛇管管徑一般為速和制造方便，蛇管管徑一般為vDN 25-65。v蛇管的進出口最好盡量設置在同蛇管的進出口最好盡量設置在同v一端，這樣可只與一個端蓋相連接而裝拆方便。但蒸汽加熱一端，這

43、樣可只與一個端蓋相連接而裝拆方便。但蒸汽加熱v時要上進下出，以利冷卻水的排出、減少振動。有時出于工時要上進下出，以利冷卻水的排出、減少振動。有時出于工 蛇管結構蛇管結構 D134v藝或結構需要。也可將進出口安排在筒體上。常見的蛇管進藝或結構需要。也可將進出口安排在筒體上。常見的蛇管進v出口結構見下圖。出口結構見下圖。（a）（b）（c）（d）（e）蛇管進出口結構蛇管進出口結構 35v(a)型用于蛇管與封頭可一起拆下的情況，型用于蛇管與封頭可一起拆下的情況，(b)型用于蛇管需型用于蛇管需v經常拆卸，而釜內又有足夠空間可裝拆法蘭的場合；經常拆卸，而釜內又有足夠空間可裝拆法蘭的場合；(c)型結型結v構

44、簡單、使用可靠，要拆卸接頭時可在設備外短節的焊縫處構簡單、使用可靠，要拆卸接頭時可在設備外短節的焊縫處v割斷，裝時再焊上；割斷，裝時再焊上；(d)型為有襯里的結構；型為有襯里的結構；(e)型進出口管型進出口管v采用填料密封與封頭連接，管端用螺紋法蘭，適用于需要經采用填料密封與封頭連接，管端用螺紋法蘭，適用于需要經v常裝拆蛇管的場合。常裝拆蛇管的場合。v七、七、釜體容器法蘭的聯接結構釜體容器法蘭的聯接結構v法蘭聯接結構由一對法蘭、一個墊片、若干個螺栓和螺母構法蘭聯接結構由一對法蘭、一個墊片、若干個螺栓和螺母構v成，其設計內容包括：成，其設計內容包括：v法蘭的設計、密封面形法蘭的設計、密封面形v式

45、的選型、墊片設計、式的選型、墊片設計、v螺栓和螺母的設計等。螺栓和螺母的設計等。36v(1)法蘭的設計法蘭的設計v容器法蘭有甲型平焊法蘭（容器法蘭有甲型平焊法蘭（JB/T47012000）、乙型平焊法）、乙型平焊法v蘭（蘭（JB/T 47022000）、長頸法蘭（）、長頸法蘭（JB/T 47032000）三）三v種，設計時首先由法蘭的公稱壓力種，設計時首先由法蘭的公稱壓力PN、公稱直徑、公稱直徑DN由教材由教材v中的壓力容器法蘭分類及參數表確定確定其型式，然后根據中的壓力容器法蘭分類及參數表確定確定其型式，然后根據v法蘭型式及其法蘭型式及其PN、DN，由對應的容器法蘭標準設計出法由對應的容器法

46、蘭標準設計出法v蘭的結構和尺寸。蘭的結構和尺寸。v(2)密封面的形式密封面的形式v容器法蘭的密封面形式有容器法蘭的密封面形式有平面密封面平面密封面、凹凸密封面凹凸密封面、榫槽密榫槽密v封面封面、環密封面環密封面。密封面的形式可根據操作介質、法蘭的公。密封面的形式可根據操作介質、法蘭的公v稱壓力稱壓力PN、工作溫度由教材中的壓力容器法蘭墊片選用表、工作溫度由教材中的壓力容器法蘭墊片選用表v確定。確定。37v(3)墊片的設計墊片的設計v根據材質的不同，墊片分為根據材質的不同，墊片分為非金屬墊片非金屬墊片、組合式墊片組合式墊片和和金屬金屬v墊片墊片三種，墊片的形式可根據操作介質、法蘭的公稱壓力三種，

47、墊片的形式可根據操作介質、法蘭的公稱壓力vPN、工作溫度、法蘭、工作溫度、法蘭v的型式由壓力容器法的型式由壓力容器法v蘭墊片選用表確定。蘭墊片選用表確定。v墊片的尺寸由法蘭的墊片的尺寸由法蘭的v公稱壓力、公稱直徑公稱壓力、公稱直徑v根據墊片的標準確定。壓力容器法蘭非金屬軟墊片的結構見根據墊片的標準確定。壓力容器法蘭非金屬軟墊片的結構見v圖、尺寸查壓力容器法蘭非金屬軟墊片的標準。圖、尺寸查壓力容器法蘭非金屬軟墊片的標準。v(4)螺栓、螺母的設計螺栓、螺母的設計 v螺栓、螺母的規格和數量由法蘭的結構和尺寸確定，螺栓的螺栓、螺母的規格和數量由法蘭的結構和尺寸確定，螺栓的 壓力容器法蘭非金屬軟墊片壓力

48、容器法蘭非金屬軟墊片 DoD i38v長度由法蘭的厚度（長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度）、螺母的厚度v（）、墊圈厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度）、螺栓伸出長度 確定。確定。v(5)墊片、螺栓、螺母的材料墊片、螺栓、螺母的材料 v 根據法蘭的型式、工作溫度由法蘭、墊片、螺栓、螺母的根據法蘭的型式、工作溫度由法蘭、墊片、螺栓、螺母的v材料匹配表進行選材。材料匹配表進行選材。v八、管法蘭的聯接結構八、管法蘭的聯接結構v(1)鋼制管法蘭的設計鋼制管法蘭的設計 v 管法蘭是壓力容器及設備與管道聯接的標準件、通用件。管法蘭是壓力容器及設備與管道聯接的標準件、通用件。

49、v將操作介質的工作壓力將操作介質的工作壓力 圓整至符圓整至符v合規定的公稱壓力合規定的公稱壓力PN，即管法蘭的，即管法蘭的v公稱壓力，根據接管的公稱壓力，根據接管的DN 和管法蘭和管法蘭v的公稱壓力的公稱壓力PN，由管法蘭標準確定，由管法蘭標準確定v法蘭的類型。法蘭的類型。39v(2)管法蘭的密封面形式管法蘭的密封面形式 v管法蘭的密封面形式有管法蘭的密封面形式有突面密封面突面密封面、凹凸密封面凹凸密封面、榫槽密封榫槽密封v面面等。密封面的形式可根據法蘭的公稱壓力和公稱直徑，由等。密封面的形式可根據法蘭的公稱壓力和公稱直徑，由v表進行確定。表進行確定。v(3)墊片的設計墊片的設計v 非金屬墊片

50、非金屬墊片 纏繞式墊片纏繞式墊片 40v墊片類型的確定與容器法蘭墊片相同，類型確定后由公稱墊片類型的確定與容器法蘭墊片相同，類型確定后由公稱v壓力壓力PN、接管公稱直徑、接管公稱直徑DN查管法蘭墊片的標準設計出尺查管法蘭墊片的標準設計出尺v寸。管法蘭非金屬軟墊片的結構與容器法蘭非金屬軟墊片相寸。管法蘭非金屬軟墊片的結構與容器法蘭非金屬軟墊片相v似似、尺寸查尺寸查管法蘭管法蘭非金屬軟墊片的標準。非金屬軟墊片的標準。v九、九、管口結構管口結構 v反應釜上設有各種工藝物料進出管口、檢測反應溫度和壓反應釜上設有各種工藝物料進出管口、檢測反應溫度和壓金屬包墊片金屬包墊片 金屬墊片金屬墊片41v力的溫度計

51、口和壓力表口、用于觀察釜內攪拌反應情況的視力的溫度計口和壓力表口、用于觀察釜內攪拌反應情況的視v鏡、直徑較大的反應釜上封頭還有裝拆檢修所需的人孔。上鏡、直徑較大的反應釜上封頭還有裝拆檢修所需的人孔。上v述管口的結構和有關標準均與教材中一般容器的管口相同，述管口的結構和有關標準均與教材中一般容器的管口相同，v但對進出料管需要另加注意。但對進出料管需要另加注意。v(1)進料管口進料管口 v進料管一般都從釜頂引入，液相進料管須伸進釜內，防止液進料管一般都從釜頂引入，液相進料管須伸進釜內，防止液v料沿封頭內壁流入法蘭密封面，對密封面和釜壁產生局部腐料沿封頭內壁流入法蘭密封面，對密封面和釜壁產生局部腐v

52、蝕。液相進料蝕。液相進料v管下端管口成管下端管口成v45切口，可切口，可v使小流量時液使小流量時液v流集中，減少靜電。流集中，減少靜電。進料管結構進料管結構 42v(2)出料管口出料管口v反應釜的出料有上出料和下出料兩種方式。當需要將釜內液反應釜的出料有上出料和下出料兩種方式。當需要將釜內液v料輸送到較高位置的料輸送到較高位置的v設備中去或釜內液料設備中去或釜內液料v有強腐蝕性或毒性而有強腐蝕性或毒性而v又無匹配的泵時，可又無匹配的泵時，可v利用壓縮空氣或氮氣利用壓縮空氣或氮氣v將液料經壓料管從上將液料經壓料管從上v部壓出，這就是上出部壓出，這就是上出v料，壓料管的結構見料，壓料管的結構見v圖

53、。為減小因攪拌而圖。為減小因攪拌而v引起的壓料管晃動，可用管卡或擋板將其固定。下出料即在引起的壓料管晃動，可用管卡或擋板將其固定。下出料即在上出料管的結構上出料管的結構 43v釜底中央開設一個卸料管口，適用于需將釜內物料放入另一釜底中央開設一個卸料管口，適用于需將釜內物料放入另一v個較低位置的設備。管口與夾套處的結構如圖個較低位置的設備。管口與夾套處的結構如圖。v(3)工藝接管口與儀表接管口工藝接管口與儀表接管口v反應釜上的接管用于介質的輸送和測量、控制儀表的安裝，反應釜上的接管用于介質的輸送和測量、控制儀表的安裝，（a）（b）（c）下出料管的結構下出料管的結構 44v是通過設備上的管口與凸緣

54、來實現的。管口與凸緣的結構如是通過設備上的管口與凸緣來實現的。管口與凸緣的結構如v圖。對于焊接的法蘭管口（圖。對于焊接的法蘭管口（a），考慮安裝螺栓的方便，管），考慮安裝螺栓的方便，管v口的長度可按表選用。接管一般應采用無縫鋼管，只有壓力口的長度可按表選用。接管一般應采用無縫鋼管，只有壓力v低于或等于低于或等于0.6MPa、DN50mm和用于無毒、非易燃、非和用于無毒、非易燃、非v腐蝕性介質時，才能考慮使用低壓流體輸送用焊接鋼管。腐蝕性介質時，才能考慮使用低壓流體輸送用焊接鋼管。v若接管允許插入容器內部，則伸入的長度不低于若接管允許插入容器內部，則伸入的長度不低于1.5Sn，且，且v大于或等于

55、大于或等于6mm。螺紋管口（。螺紋管口（b）主要用來安裝溫度計、壓）主要用來安裝溫度計、壓 管口與凸緣的結構管口與凸緣的結構 4546v力表，根據安裝的要求可以制成內螺紋或外螺紋。當要求管力表，根據安裝的要求可以制成內螺紋或外螺紋。當要求管v口長度很短時，可采用能與管法蘭直接裝配的凸緣（口長度很短時，可采用能與管法蘭直接裝配的凸緣（c），），v凸緣已有標準系列，其缺點是雙頭螺栓在螺紋孔內折斷后，凸緣已有標準系列，其缺點是雙頭螺栓在螺紋孔內折斷后，v取出比較困難。由于凸緣與管法蘭配用，聯接尺寸由選用的取出比較困難。由于凸緣與管法蘭配用，聯接尺寸由選用的v管法蘭確定。管法蘭確定。v十、十、人孔人孔

56、(或固體物料進口或固體物料進口)的設計的設計 v人孔已有標準系列，常用的人人孔已有標準系列，常用的人v孔標準有碳素鋼、低合金鋼孔標準有碳素鋼、低合金鋼v人孔（人孔（HG2151421535-95）v和不銹鋼制人孔等。設計和不銹鋼制人孔等。設計v的人孔時，根據設備的公的人孔時，根據設備的公v稱直徑稱直徑DN、公稱壓力、公稱壓力PN、人孔人孔(或固體物料進口或固體物料進口)管法蘭管法蘭接管接管筒體筒體(或封頭或封頭)墊片墊片封頭封頭手柄手柄DN47v設計溫度、材質、介質及使用用要求等條件，由人孔標準確設計溫度、材質、介質及使用用要求等條件，由人孔標準確v定人孔的結構、各零件名稱、材質及尺寸。定人孔

57、的結構、各零件名稱、材質及尺寸。v固體物料進口的公稱直徑固體物料進口的公稱直徑DN=200，結構與人孔基本相同。，結構與人孔基本相同。v十一、十一、視視 鏡鏡 v視鏡主要用來觀察設備內物料及其反應情況，也可以作為液視鏡主要用來觀察設備內物料及其反應情況，也可以作為液v面指示鏡。常用面指示鏡。常用v的視鏡有視鏡、的視鏡有視鏡、v帶頸視鏡和壓帶頸視鏡和壓v力容器視鏡力容器視鏡(分分v別有帶頸與不別有帶頸與不v帶頸兩種帶頸兩種)幾種，幾種，v結構型式見圖。結構型式見圖。選擇視鏡時，應優先選用不帶頸視鏡，因為選擇視鏡時，應優先選用不帶頸視鏡，因為 視鏡的結構型式視鏡的結構型式 48v該視鏡結構簡單，不

58、易結料，窺視范圍大；當視鏡需要斜裝該視鏡結構簡單，不易結料，窺視范圍大；當視鏡需要斜裝v或設備直徑較小時，采用帶頸視鏡；壓力容器視鏡用于公稱或設備直徑較小時，采用帶頸視鏡；壓力容器視鏡用于公稱v壓力較大的場合壓力較大的場合(大于大于0.6 )。v十二、十二、反應釜的攪拌裝置反應釜的攪拌裝置v(1)攪拌器的型式攪拌器的型式v攪拌器的作用是推動靜止攪拌器的作用是推動靜止v的液料運動，維持攪拌過的液料運動，維持攪拌過v程所需的流體流動狀態，程所需的流體流動狀態，v以達到攪拌的目的。攪拌以達到攪拌的目的。攪拌v器的主要部件是槳葉，因器的主要部件是槳葉，因v此槳葉的幾何形狀、尺寸、數量及轉速對攪拌器的功

59、能和攪此槳葉的幾何形狀、尺寸、數量及轉速對攪拌器的功能和攪v拌效果有重要影響。常見的攪拌器型式如圖所示。攪拌器的拌效果有重要影響。常見的攪拌器型式如圖所示。攪拌器的v尺寸按標準尺寸按標準HG/T212391中規范的主要參數確定。中規范的主要參數確定。攪拌器攪拌器v的型式的選擇可參考攪拌器選用表。的型式的選擇可參考攪拌器選用表。視視 鏡鏡49v 布魯馬金式布魯馬金式 齒片式齒片式 平直葉圓盤渦輪平直葉圓盤渦輪 錨錨 式式 框框 式式 螺帶式螺帶式 螺桿式螺桿式 折葉開啟渦輪折葉開啟渦輪 推進式推進式 彎葉圓盤渦輪彎葉圓盤渦輪 槳槳 式式 彎葉開啟渦輪彎葉開啟渦輪 50v(2)攪拌軸直徑的設計攪拌

60、軸直徑的設計v攪拌軸的強度計算攪拌軸的強度計算v反應釜的攪拌軸承受扭轉和彎曲（或拉伸）的聯合作用，其反應釜的攪拌軸承受扭轉和彎曲（或拉伸）的聯合作用，其v中以扭轉作用為主。在設計圓軸直徑時，假定軸發生純扭轉中以扭轉作用為主。在設計圓軸直徑時，假定軸發生純扭轉v變形，用強度條件進行初步計算。然后用增加安全系數，降變形，用強度條件進行初步計算。然后用增加安全系數，降v低材料的許用應力以彌補由于忽略彎曲等作用所引起的誤低材料的許用應力以彌補由于忽略彎曲等作用所引起的誤v差。差。v若圓軸傳遞的功率為若圓軸傳遞的功率為 、轉速為、轉速為v則圓軸受到的外力偶矩為：則圓軸受到的外力偶矩為：(N mm)v攪拌

61、軸產生的最大扭矩攪拌軸產生的最大扭矩v由強度條件由強度條件 得：得：51v在靜載荷作用下，鋼材的在靜載荷作用下，鋼材的 與其與其 有如下關系有如下關系:v考慮到攪拌軸除受扭轉作用外，還受到彎曲等的作用，因此考慮到攪拌軸除受扭轉作用外，還受到彎曲等的作用，因此v 值常取的更低一些。幾種常用軸材料的值常取的更低一些。幾種常用軸材料的 按下表選用。按下表選用。v攪拌軸的剛度校核攪拌軸的剛度校核 v攪拌軸在運轉過程中不能產生過大的扭轉變形，否則會引起攪拌軸在運轉過程中不能產生過大的扭轉變形，否則會引起 52v振動，造成軸封失效。因此要將軸的扭轉變形限制在一定的振動，造成軸封失效。因此要將軸的扭轉變形限

62、制在一定的v許可范圍內，為此，需要對攪拌軸進行剛度校核。過程如許可范圍內，為此，需要對攪拌軸進行剛度校核。過程如v下：下：v 1)由由 計算出最大單位長度的扭轉角計算出最大單位長度的扭轉角v 2)將將 與許用單位長度的扭轉角與許用單位長度的扭轉角 進行比較，若進行比較，若 ，v則剛度足夠；反之，則剛度不夠，攪拌軸直徑需要重新設則剛度足夠；反之，則剛度不夠，攪拌軸直徑需要重新設v計，直至滿足剛度條件為止。計，直至滿足剛度條件為止。v攪拌抽臨界轉速校核計算攪拌抽臨界轉速校核計算v攪拌軸上驅動攪拌器運轉時，可能由于結構不對稱、材質不攪拌軸上驅動攪拌器運轉時，可能由于結構不對稱、材質不v均勻、加工安裝

63、有誤差，會使旋轉件偏離其幾何軸線而產生均勻、加工安裝有誤差，會使旋轉件偏離其幾何軸線而產生v離心力，使軸受到周期性載荷的干擾。當周期載荷的頻率與離心力，使軸受到周期性載荷的干擾。當周期載荷的頻率與v攪拌軸的自然頻率接近時，軸將產生劇烈振動，這種現象稱攪拌軸的自然頻率接近時，軸將產生劇烈振動，這種現象稱53v為軸的共振。產生共振時，攪拌鈾的轉速稱為臨界轉速。軸為軸的共振。產生共振時，攪拌鈾的轉速稱為臨界轉速。軸v的臨界轉速可以有許多個，最低的一個稱為一階臨界轉速，的臨界轉速可以有許多個，最低的一個稱為一階臨界轉速，v還有二階、三階還有二階、三階。工程上將工作轉速低于一階臨界轉速。工程上將工作轉速

64、低于一階臨界轉速v的軸稱為剛性軸，超過臨界轉速的軸稱為撓性軸。軸的轉速的軸稱為剛性軸，超過臨界轉速的軸稱為撓性軸。軸的轉速v接近臨界轉速工作時，引起的強烈振動使軸和有關的零部件接近臨界轉速工作時，引起的強烈振動使軸和有關的零部件v失效其至破壞而造成試車事故。失效其至破壞而造成試車事故。計算攪拌軸的臨界轉速是為計算攪拌軸的臨界轉速是為v了使其工作轉速避開臨界轉速，防止軸發生失穩破壞。一般了使其工作轉速避開臨界轉速，防止軸發生失穩破壞。一般v常用的攪拌軸，常設計成剛性軸，使其工作轉速常用的攪拌軸，常設計成剛性軸，使其工作轉速 (0.75v0.8)(為軸的一階臨界轉速為軸的一階臨界轉速)。反應釜的攪

65、拌軸轉速。反應釜的攪拌軸轉速 v200 時，應作臨界轉速校核計算。時，應作臨界轉速校核計算。v(3)攪拌軸長度的設計攪拌軸長度的設計 v攪拌軸的長度攪拌軸的長度 近似由釜外長度近似由釜外長度 、釜內未浸入液體的長度、釜內未浸入液體的長度 54v 、浸入液體的長度、浸入液體的長度 三部分構成。即：三部分構成。即：v其中其中 （機架高；機架高；M減速機輸出軸長度）減速機輸出軸長度）v （釜體筒體的長度；釜體筒體的長度；封頭深度；封頭深度；vHi 液體的裝填高度）液體的裝填高度）v液體裝填高度液體裝填高度Hi 的確定：的確定：v釜體筒體的裝填高度釜體筒體的裝填高度:式中式中 操作容積操作容積 v液體

66、的總裝填高度液體的總裝填高度:v攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度v有關。攪拌槳浸入液體內的最佳深度為：有關。攪拌槳浸入液體內的最佳深度為：v浸入液體攪拌軸長度的確定：浸入液體攪拌軸長度的確定：55v當當 時為最佳裝填高度；當時為最佳裝填高度；當 時，需要設置兩層時，需要設置兩層v攪拌槳。攪拌槳。v v v十三、十三、反應釜的傳動裝置反應釜的傳動裝置v帶攪拌器的反應釜，需要電動機和傳動裝置來驅動攪拌器轉帶攪拌器的反應釜，需要電動機和傳動裝置來驅動攪拌器轉Hi2Hi/32Hi/3Hi56v傳動裝置一般安放在釜體的頂部。通常采用立式布置。如圖傳動裝置一般安放在釜體的頂部。通常采用立式布置。如圖v所示。電動機的轉速較高，通過減速機可將轉速降至工藝要所示。電動機的轉速較高，通過減速機可將轉速降至工藝要v求的攪拌轉速，再通過聯軸器帶動攪拌軸轉動。求的攪拌轉速，再通過聯軸器帶動攪拌軸轉動。v(1)電動機的選用電動機的選用v反應釜傳動裝置上的電動機選用問題，反應釜傳動裝置上的電動機選用問題，v主要是確定電動機的系列、功率、轉主要是