139-3843-2666
郑州源理机械制造有限公司
联系人：房总
手 机：139-3843-2666
电 话：139-3843-2666
邮 箱：
地 址：20172711@qq.com
化工设备课程设计 8m3夹套搅拌发酵罐的设计 院 系 化学化工学院 专 业 09级化学工程与工艺 班 级 2 班 学 号 学 生 姓 名 联 系 方 式 指 导 教 师 职 称 2012年6月 独 创 性 声 明 本人郑重声明：所呈交的课程设计是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 年月日 授权声明 本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生课程设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交设计的复印件和磁盘，允许设计被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编设计。 本人设计中有原创性数据需要保密的部分：无。 签名： 年月日 指导教师签名： 年月日 摘 要 本设计是关于容积为8m3的夹套搅拌发酵罐的设计，立式结构，搅拌速度n=120r/min,容器内：发酵醪溶液；筒体材质：0Cr18Ni9，筒体高径比为2.1，厚度是12mm；夹套筒体材质为Q235B，内径1900mm，厚度为10mm；传热面积15.8 m2；选用六直叶圆盘涡轮式搅拌器，3层，搅拌功率11.95kW；封头是公称直径DN为1800mm 标准椭圆封头，厚度为8mm；电动机选用YB2-200L1-2-15kW；减速器选用摆线Ⅰ，与电动机直径相连，轴封选用机械密封；中间轴承选用SL80-2000T1；支座为4个A5耳式支座。 关键词：夹套搅拌发酵罐；高径比；筒体；搅拌器；电动机；减速机；支座 目 录 设计任务书 1 1.设备工作原理及结构介绍 1 2.搅拌容器结构设计 1 2.1确定发酵罐的几何形状 1 2.2夹套几何尺寸计算 2 2.3搅拌器的几何尺寸 2 2.4接管 2 2.5挡板 2 2.6人孔 2 2.7视镜 2 2.8支座 2 3.搅拌设备强度计算 3 3.1筒体强度计算 3 3.2夹套强度计算 3 3.3封头强度计算 3 3.4搅拌功率计算 3 3.5电动机额定功率的确定 4 3.6搅拌器强度设计 4 3.7搅拌轴设计 5 3.8传动装置设计 5 3.9支座 6 3.9.1支座承受的实际载荷Q 6 3.9.2计算支座处圆筒所受的支座弯矩 7 3.10开孔补强计算 7 设计小结 8 参考文献 9 设计任务书 已知搅拌发酵罐的工艺条件如下。容积8m3，立式结构，搅拌速度n=60r/min,要求物料分散均匀；容器内：发酵醪溶液，μ=0.092 Pa·s, ρ=1050kg/m3；夹套：冷却水；容器内操作条件：工作压力：常压（短时蒸汽消毒0.1MPa）；工作温度35℃，（短时121℃）；夹套内冷却水压力为0.2 MPa（表）；冷却水进口温度25℃，出口温度30℃；夹套高度取筒体高度的75%~85%；筒体材质：0Cr18Ni9；装料系数φ=0.85。 设计任务：设计出搅拌容器结构，包括罐体几何形状、夹套、搅拌器、接管、挡板、人孔、视镜、支座的计算和设计强度计算包括筒体、夹套、封头、搅拌功率、电动机功率计算及设计搅拌轴设计、传动装置设计、支座绘制夹套搅拌发酵罐的工程图样2.搅拌容器结构设计 2.1确定发酵罐的几何形状 根据表7-1，选发酵罐的高径比为2.1，两端采用标准椭圆封头，则圆筒体内径 Di===1.69 m 圆整发酵罐的内径为Di=1.8m 查JB/T 4746-2002标准可知公称直径DN1800mm 标准椭圆形封头的容积Vd=0.826m3 则筒体的高度 H=Di×i=1.8×2.1=3.8 m 核算高径比i和容积V，都符合要求。 2.2夹套几何尺寸计算 夹套内径取D2i= = 1900mm[1] ,则夹套高度 H2=0.75H=0.75×3.8=2.8 m 因此传热面积为 A=πDi H2 = π × 1.8 ×2.8=15.8 m2 所以只在筒体部分设有夹套即可。 2.3搅拌器的几何尺寸 要求物料分散均匀，选用六直叶圆盘涡轮式搅拌器[2]。具体尺寸如下： 搅拌器直径di/Di=1/3 ，则di=600mm，由di∶l∶b=20∶5∶4，则搅拌器宽度b=0.2di=0.2×600=120mm，l=0.25di=0.25×600=150mm 搅拌器圆盘直径一般取桨径的2/3，d3=400mm 因为液层较高，选用三层搅拌器。搅拌器距器底高度为C=0.6m，两层搅拌器间距为0.9m,液面深度H=3m 2.4接管 根据工艺条件，确定各接管的尺寸，选用板式平焊法兰，公称压力为PN0.6MPa 2.5挡板 选挡板宽度W= Di=×1800=180mm，挡板数Z=4，即可实现全挡板化条件 2.6人孔 为了方便安装、拆卸、清洗和检修设备，在上封头上开公称直径为450mm的人孔，选用HG/T 21516-2005标准中的回转盖板式平焊法兰人孔。 2.7视镜 为了便于观察发酵罐内部的情况，安装一对视镜。 2.8支座 根据工艺要求，选用耳式支座。 3.搅拌设备强度计算 3.1筒体强度计算 发酵罐内为常压，而夹套内工作压力为0.2 MPa，取其设计压力为P=0.22 MPa，则发酵罐圆筒承受外压，故需进行稳定性计算。筒体材质为0Cr18Ni9，焊接接头系数φ=0.85，[σ]=137 MPa 。 设圆筒的厚度为 12mm，取钢板厚度负偏差为C1=0.8mm，则筒体的有效厚度δe= 11.2mm ,筒体外直径D0=1824mm ,筒体长度L=3800mm 因D0/δe=162.9，L/ D0=2.08,，由GB150查得： A=0.00031[3]，E=1.91×105MPa ，B= 41MPa [3] 所以 [p]= =0.25 MPa 圆筒稳定性满足要求，所以取圆筒名义厚度δn=12mm 3.2夹套强度计算 夹套工作压力为0.2 MPa，取设计压力为=0.22 MPa，夹套筒体材质为Q235B，焊接接头系数=0.85，[σ]t=113 MPa, 则发酵罐壁厚δ===2.09 mm 取腐蚀余量C2 =2mm ， C1=0.8mm,则厚度附加量C= C2+ C1 =2.8 mm 夹套的设计厚度为 δd=2.09+2.8=4.89 mm 圆整取夹套厚度为 δn=10mm 3.3封头强度计算 查JB/T4746-2002可知，公称直径DN为1800mm 标准椭圆封头最小厚度为8mm,而容器内为常压，故取椭圆封头名义厚度为8mm,封头材质为0Cr18Ni9。 3.4搅拌功率计算 已知n=120r/min=2s-1，dj=600mm=0.6m，ρ=1050kg/m3， μ=0.092 Pa·s 对于单层搅拌器而言：雷诺数Re= ==8217.4 查Rushton 的-Re图[4]，可知功率因数=6.1 ，有挡板且为全挡板条件时， 不需考虑Fr数，则 =Np。 由功率数Np=知，单层搅拌器的功率 N＇=Npn3dj5=6.1×1050×23×0.65=13447.4W=3.98 kW 由于采用3层搅拌器，近似认为3层搅拌器的功率是单层搅拌器的3倍，则 N=3 N＇=3×3.98=11.95 kW 3.5电动机额定功率的确定 填料密封功率损失约为搅拌器10%或至少0.368kW。而机械密封的功率损失仅为填料密封的10%~50%。在此选用机械密封，其功率损失约为0.24kW 。 选用传送带，机械效率=0.95，则有Nm=0.24kW 故电动机功率PN===12.83 kW 为了安全生产，选用三相防爆异步电动机，根据电动机的规格，选用P=15kW[5]。 3.6搅拌器强度设计。 搅拌器强度计算中的计算功率： 式中 k—启动时电动机的过载系数，由电动机特性表中查得，k=2.2。 所以=30.54 kW 每个圆盘涡轮叶片为6片，在计算强度时以各叶片受力相等处理，每个叶片的危险断面处的弯矩为 式中 N—计算功率，kW； Z—叶片数量； n—转速 r/min； r1—搅拌器的外半径，m； r2—圆盘涡轮的桨叶内半径，m； r3—圆盘涡轮的圆盘半径，m； x0—桨叶上液体阻力的合力作用位置，m。 由前述工艺条件可知搅拌功率Nj=22.18kW，n=120r/min；Z=6。 由r1=300mm=0.3m， r2=150mm=0.15m r3=200mm=0.2m，可计算出x0=0.241m，则M==68.9N?m 搅拌器桨叶厚度取 10mm，由b=120mm，δ=10mm，计算抗弯截面系数 == m3 搅拌器安全强度计算中的安全系数nb=2.5，则==54.8 MPa 最大弯曲应力应满足==53.84 MPa=54.8 MPa 因此搅拌器强度足够。 3.7搅拌轴设计 按弯矩计算: 轴材料选用45钢，则选=58.3Ma，实心轴直径： d= mm 按刚度计算: 对于碳钢及合金钢G=7.94×104MPa；一般传动和搅拌轴的计算可选为1/21(o)/m，故在此选=1/2 (o)/m。则搅拌轴直径 d==64.7 mm 因此选择轴径d=70mm。 轴的转速低于200r/min，故不需计算轴的临界转速。 3.8传动装置设计 电动机选用YB2-200L1-2-30kW。减速器可选用摆线]，与电动机直径相连。轴封选用机械密封。中间轴承选用SL80-2000T1。 3.9支座 选用4个A5耳式支座[7]进行校核，支座本体允许载荷[Q]=100kN。 设备壳体内径D1i=1800mm，总高度7m，夹套壳体内径D2i=1900mm，夹套厚6mm，总重(包括物料)，无偏心载荷。本地区的基本风压为q0=400N?m－3，地震设防烈度为8度(取α=0.24)。支座材料为Q235A，[σ]t=113MPa。A5支座相关尺寸：δ3=10mm，b2=180mm，l2=200mm，s1=90mm 。支座底板离地面高度为3m，h=1m。不均匀系数 k=0.83。 总高度3.8+0.645+0.523+0. 475×2=5. 443 m 式中 h1——筒体高度，3.8m； h2——电动机高度，m； h3——减速机高度，m； h4——封头高度，m。 hm。 总重(包括物料) m0= m1×2+ m+ m3+ m4+ m5+ m6×4+ m7+ m8+ m9+ m10 =232×2+2036.8+10153.3+128+15.7+11.1×4+102+249+1244+400=14837 kg 式中 m1——封头质量，kg；m2——筒体质量，kg； m3——； m4——电动机质量，kg； m5——圆盘涡轮搅拌器质量，kg； m6——支座质量，kg； m7————减速器质量， kg； m9——夹套质量，1244kg； m10——接管，法兰及其他附件质量，400kg。 m0取15000kg。 3.9.1支座承受的实际载荷Q 地震载荷：Pe===35280 N 风载荷：==5990.4 N fi=1.0 (设备高度7m，按H0=10m取值)，则 ==36777.6 N 安装尺寸： == 2.152 m ==51.24 kN 则 kN，满足支座本体允许载荷的要求。 3.9.2． =＝ kN?m 夹套筒体有效厚度为＝ mm 内压按0.22 MPa计。 根据δe和查JB/T 4712-2007标准表内差得：［］＝7. 568 kN?m。 因此＝ kN?m＜］＝7. 568 kN?m，故4个A5耳式支座能 满足要求 3.10开孔补强计算 人孔： 本设计考虑人孔筒节直径较大较重，故选用水平吊盖人孔。该人孔结构中有吊钩和销轴，检修时只需松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不必将盖板取下。 该人孔标记为：HG21522-2005 Ⅰ人孔RF（A?G）450-0.6 人孔补强确定： 本设计所选用的人孔筒节内径d=450mm，壁厚δn=10mm。故补强圈尺寸为：补强圈内径D1=484mm，外径D2=760mm，补强圈的厚度按下式估算[2]： ===18.26 mm 设计小结 在此感谢李老师这段时间的坚持不懈的指导，通过这次的课程设计，我学到了很多知识： （）（）Word文档的编排、公式编辑器的使用、目录的自动生成更加熟悉，为以后写论文、做设计打下很好的基础。 （）Ⅰ，与电动机直径相连，轴封选用机械密封；中间轴承选用SL80-2000T1；支座为4个A5耳式支座。掌握各种结果的校核，例如筒体高径比、圆筒稳定性、搅拌器强度、支座的允许载荷和弯矩等。对于一些工业数据的选取，要符合现实应用。 （） 参考文献 [1]方书起主编.化工设备课程设计指导[M].北京:化学工业出版社2010.5:174-177. [2]谭蔚主编.化工设备设计基础[M].天津:天津大学出版社,2010:191-215. [3] 中国发改委.圆盘涡轮式搅拌器[S]. 中国化工行业标准,2006:2-3. [4]中国石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册[S].化学工业出版社,2009:414. [5]中国国家标准化管理委员会.搪玻璃闭式搅拌器[S].中国国家标准.2011:5. [6]中华人民共和国国家发展和改革委员会．ZJ系列行星齿轮减速器[S] .中国国家标准.2006.11.27 [7]中华人民共和国国家发展和改革委员会．容器支座[S] .中国国家标准.2007.8.28 9
《我的家在这里》教学设计+练习题【道德与法治教案三年级下册】 .doc
11篇党史学习教育专题组织生活会总结大会上领导总结点评讲话发言范文.docx
【人教部编版】2018学年道德与法治二年级上册全册教案（word版，46页）.doc
