安徽理工大学制药工程带搅拌装置的反应釜课程设计(4)

2020-04-14 16:22

因Dj=1300mm<3800mm,取SSmin=

min=2

Di/1000且不小于3mm另加C2,故

2?13001000+1=3.6(mm)

圆整Sn=4mm

对于碳钢制造的筒体壁厚取Sn=6mm。

2.2.2夹套筒体长度Hj的初步设计

根据DN=1200mm,由文献【1】表16-3可知,单位高的容积错误!未找到引用源。=1.131m/m,则筒体高度的估算值为

3?V?VF错误!未找到引用源。

V1?0.8?1.5?0.25451.131=0.8306m

圆整后Hj?840mm

由文献【1】表16-3得,错误!未找到引用源。=1300mm,错误!未找到引用源。=6mm的筒体1米高筒节钢板质量为193错误!未找到引用源。

则夹套筒体质量估算为1930.84=162.12kg

2.3夹套封头的设计 2.3.1封头的选型

查文献【1】表16-4可知,夹套的下封头选标准椭球型,内径与筒体相同(Dj=1300mm)。代号EHA,标准JB/T4746—2002。

2.3.2设计参数的确定

?夹套的上封头选无折边锥形封头,且半锥角??45、大端直径,小端直径DM?1212mm

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2.3.3封头壁厚的设计

因为pW为常压<0.3MPa,所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 因Dj=1300mm<3800mm,取S故Smin=2

min=2

Di/1000且不小于3mm另加C2,

1300/1000+1 =3.6(mm),圆整Sn=4mm。

对于碳钢制造的封头壁厚取Sn=6mm。

2.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定

根据DN?1300mm,由文献【1】表16- 5知: 直边高度h1: 25mm 容 积 VF: 0.3208m3 总深度 h2: 350mm 内表面积 A: 1.9340m2 质 量 m: 89.2kg

2.3.5封头结构的设计

封头的下部结构如图2-2。由设备设计条件单知:下料口的DN=100mm,查文献【1】表18-4可知,封头下部结构的主要结构尺寸Dmin=210mm。

2.3.6带折边锥形封头壁厚的设计

考虑到封头的大端与夹套筒体对焊,小端与釜体筒体角焊,因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致,即Sn=6mm。结构及尺寸如图2-2所示。

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图 2-2 下封头的结构图 2-3 上封头的结构

2.4传热面积的校核

DN=1200mm釜体下封头的内表面积A=1.6552m2 DN=1200mm筒体(1m高)的内表面积F1=4.77m2

夹套包围筒体的表面积FS=F1×Hj=4.77×0.840=4.0068(m2)

A+FS=1.6552 + 4.0068=50662(m2)

由于釜内进行的反应是放热反应,产生的热量不仅能够维持反应的不断进行,且会引起釜内温度升高。为防止釜内温度过高,在釜体的上方设置了冷凝器进行换热,因此不需要进行传热面积的校核。如果釜内进行的反应是吸热反应,则需进行传热面积的校核,即:将A+FS=4.6365m2与工艺需要的传热面积F进行比较。若A+FS≥F,则不需要在釜内另设置蛇管;反之则需要蛇管。

第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验

3.1釜体的水压试验

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3.1.1水压试验压力的确定

由反应釜设计条件单可知,反应釜材料为0Cr18Ni10Ti,在文献【1】表14-4中对应

0Cr18Ni10Ti,80C内查得对应内许用应力[?]?[?]t?137MPa°

水压试验的压力:pT?1.25p[?][?]t且不小于(p+0.1),当

?σ?>1.8时取1.8 t?σ?pT?1.25?0.33?1?0.413MPa,p+0.1= 0.43MPa, 取pT=0.43MPa

3.1.2液压试验的强度校核

pT(Di?Sn?C)2(Sn?C)由?max? 得:

?max?0.43?(1200?6-1-0.25)?55.0MPa

2?(6-1-0.25)因?max=55.0MPa<0.9?s?=0.9?200?0.85?153MPa,故液压强度足够

3.1.3压力表的量程、水温及水中Cl?浓度的要求

压力表的最大量程:P表=2pT=2×0.43=0.86MPa或0.645~1.72MPa 水温≥15℃ ,水中Cl?浓度≤25mg/L。

3.1.4水压试验的操作过程

操作过程:在保持釜体表面干燥的条件下,首先用水将釜体内的空气排空,再将水的压力缓慢升至0.385MPa,保压不低于30min,然后将压力缓慢降至0.308MPa,保压足够长时间,检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格,缓慢降压将釜体内的水排净,用压缩空气吹干釜体。若质量不合格,修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。

3.2釜体的气压试验

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3.2.1气压试验压力的确定

[?][?]t气压试验的压力:pT?1.15p=1.15×0.33×1.0=0.3795(MPa)

3.2.2气压试验的强度校核

pT(Di?Sn?C)2(Sn?C)由?max?得:

?max?0.3795?(1200?6-1-0.25)?48.1(MPa)2?(6-1-0.25)

因?max=48.1MPa<0.8?S?=0.8×200×0.85=136(MPa) 故气压强度足够

3.2.3气压试验的操作过程

做气压试验时,将压缩空气的压力缓慢将升至0.03795MPa,保持5min并进行初检。合格后继续升压至0.1898MPa,其后按每级的0.03795MPa级差,逐级升至试验压力0.3795MPa,保持10min,然后再降至0.33MPa,保压足够长时间同时进行检查,如有泄露,修补后再按上述规定重新进行试验。釜体试压合格后,再焊上夹套进行压力试验。

3.3夹套的液压试验 3.3.1液压试验压力的确定

由反应釜设计条件单可知,反应釜材料为Q235-B,在文献【1】表14-4中对应

Q235-B,80C内查得对应内许用应力[?]?[?]?113MPa°t

液压试验的压力:pT?1.25p[?][?]t且不小于(p+0.1),当

?σ?>1.8时取1.8。 t?σ?0.11×1.0=0.138MPa,p+0.1= 0.21MPa pT=1.25×取pT=0.21MPa

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