设备设计与选型
1．反应釜体及夹套的设计计算
1.1 筒体和封头的几何参数的确定
1.1.1 筒体和封头的型式 选择圆筒体，椭圆形封头。
1.1.2 筒体和封头的直径
反应物料为液夜相类型，由表H/Di=1.0︿1.4 考虑容器不是很大，故可取H/Di=1.1
由式
Di=
4V33.14?HD =34?4?1.6m3
3.14?1.1 反应釜内径的估算值应圆整到公称直径DN系列，故可取1600 mm 。封头取相同内径，其直边高度ho由附表12[3] 初选ho=40 mm 。 1.1.3 确定筒体高度H
当 Dg=1600 mm ，ho= 40 mm 时，
由附表12[3]可查得椭圆形封头的容积为 V封 =0.617 m3 查得筒体1米高的容积V1米=2.014 m3 H?V?V封4.0?0.617?≈1.68m V1米2.014 取 H = 1680 mm 则 H/Di = 1680/1600≈1.1 选取椭圆封头，其公称直径为1600mm，曲面高度为400mm，直边高度为40mm，容积为0.617 m3
1.1.4 夹套直径、高度的确定
根据筒体的内径标准，经计算查取，选取DN=1800的夹套。夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径 。 夹套高度H2：
10
ηV?V封H2≥ ,式中η为装料系数，η = 0.75 ，代入上式：
V1米 H2?0.75?4.0－0.617?1.18m
2.014取：H2 = 1200 mm 。
1.2釜体及夹套厚度的计算 1.2.1设备材料
根据设备的工作条件，可选择Q235—A作为釜体及夹套材料，由附表6[2]查得所选材料许用应力为：[σ]100 = 113 MPa 1.3 设备的壁厚计算 1.3.1 釜体筒体壁厚计算 1.3.2 内压设计计算
根据工作条件，可选取P=0.2MPa为设计内压。 根据式（10-12）[2]筒体的设计厚度： ?d? 式中：
δd —— 圆筒设计厚度，mm ； Di —— 圆筒内径 ，mm ； P —— 内压设计压力，MPa ；
Φ —— 焊接接头系数，考虑到夹套的焊接取0.8（表10-9[2]）； C2 —— 腐蚀裕量，取 2 mm ；
[σ]t——材料许用应力：[σ]100 = 113 MPa 。
考虑到钢板负偏差，初选C1 = 0.6 mm （表10-10[1]）。 所以，内压计算筒体壁厚：3.8 + 0.6 = 4.4mm 1.3.3 外压设计计算
按承受0.25MPa 的外压设计
设筒体的设计壁厚 δ = 7 mm ，并决定L/Do ；Do/δ 之值： Do——筒体外径，Do = Di + 2δd =1600 +2×7 =1614 mm；
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PDi0.2?1600??2≈3.8mm ?C2t2?113?0.8－0.22[σ]φ?P11L ——筒体计算长度，L = H2 +h = 1400+×400 =1533 mm （h为封头
33的曲面高度），则：
15331614L/Do = ≈ 0.95，Do/δ = ≈ 230，
16147[2][2]
由图10-15查得A = 0.00045，由图10-17差得 B = 65 MPa ，则许用外压为：
[P] =
B65 = = 0.28 MPa＞0.25 MPa 。 DO16147?可见，δ = 7 mm 满足0.25 MPa 外压稳定要求，考虑壁厚附加量C = C1 + C2
= 0.6 + 2 = 2.6 mm 后，筒体壁厚 δn = δ + C = 7 +2.6 = 9.6 mm ，圆整到标准钢板规格，δn 取 10 mm 。
综合外压与内压的设计计算，釜体的筒体壁厚为10mm，经计算校核，满足设备安全要求。 1.3.4 釜体封头壁厚计算
按内压计算：S封 =
P = 0.2MPa, Di = 1600mm, Φ = 0.8, [σ]t = 113Mpa, C = 0.6+2 = 2.6mm,
代入得 S封= 4.4mm.
因为釜体的筒体S筒釜= 10mm，考虑到封头与筒体的焊接方便，取封头与筒体厚 S封头= 10mm
经采用图解法外压校核，由于[P]﹥PT ，外压稳定安全，故用S封筒= 10 mm。 1.3.5 夹套筒体壁厚设计计算
根据式（10-12）[2] 筒体的设计厚度： δd =
PDi0.25?1800+ C =+ 2 ≈ 4.5 mm 2t2?113?0.8－0.252[σ]φ?PPDi
?C2[σ]tφ?0.5P 考虑到钢板负偏差，初选C1 = 0.6 mm
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故夹套筒体的厚度为4.5+0.6 = 5.1mm，圆整到标准系列取6 mm。经校核，设备稳定安全。
1.3.6 夹套封头壁厚设计与选择
S封夹=
S封夹=
圆整到规格钢板厚度，S封夹 = 6mm，与夹套筒体的壁厚相同，这样便于焊接。经校核，设备稳定安全符合要求。 据附表12[2]可查取到夹套封头尺寸：
公称直径：1800mm，曲面高度：450mm，直边高度：40mm 1.3.7 反应釜设计参数
表4 夹套反应釜的相关参数
项目 公称直径DN/mm 公称压力PN/MPa 高度/mm 筒体壁厚/mm 封头壁厚/mm
釜 体 1600 0.2 1680 10 10 夹 套 1800 0.25 1200 6 6 PD夹2[σ]φ?0.5Pt?C
1800?0.25+2.6 ≈ 5.1 mm.
2?113?0.8?0.5?0.252、搅拌器设计
2.1 搅拌器的形式选择
根据工作条件，由于物料的黏度不大，考虑到物料的流动、搅拌目的及转速要求，选择搅拌器的形式为：双叶螺旋桨式，桨叶直径为800 mm。 2.1.1 搅拌器转速n：根据相关的工艺经验数据，选择n = 100 rpm 2.1.2 传动功率P：
搅拌的雷诺数Re Re?
ρnd?u2850?100?0.8260?2?106?10000 0.4513
则：
?100?5P?KTn3d5ρ?0.32??W?1.3KW ??0.8?850?128960??（KT可查取表3-9[1]） 2.1.3 电机功率
本设计中考虑传动效率为90%，则： P电 = P/0.9 = 1.3/0.9 = 1.44KW 2.1.4 减速器的选择
根据以上计算，并查取文献，选用BLD1.5-2-29Q型减速器，其出轴转速为100rpm，适用。 2.1.5 电动机的选择
选用电动机的型号为：JO2-22-1 2.2搅拌轴直径的设计计算
2.2.1 搅拌轴材料：选用Q235-A,选取其[τ]=16MPa （[τ]为轴材料的许用切应力，单位：MPa,对于Q235-A,取12～20MPa） 2.2.2 搅拌轴强度计算
3d?3653P1.3?3653?34mm n[τ]100?16圆整，取d = 40 mm 2.2.3 搅拌轴刚度计算
d?15374P1.3?15374?33.6mm ??Gnθ100?0.7?81000（式中[θ]为轴的许用扭转角(°/m)，对于一般的传动，可取0.5～1.0(°/m)，本设计中物料黏度不大，取为0.7）
经计算比较，轴径为40mm 满足强度、刚度要求，故选择搅拌轴径为40 mm 。
3.夹套式反应釜附属装置的确定 支座的选定：（以下参考书[3]）
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