文档介绍：第一节发酵罐的化工设计计算
一、发酵罐的容积确定
需要选用V全=30m3的发酵罐
则V有效= V全*=30*80%=24m3
二、基础参数选择
1、D:H:选用D:H=1:4
2、锥角:取锥角为700
3、封头:选用标准椭圆形封头
4、冷却方式:选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却(罐体两段,锥体一段,槽钢材料为A3钢,冷却价质采用20%、-4℃的酒精溶液
5、罐体所承受最大压力:
外压:
6、锥形罐材质A3钢外加涂料,接管均用不锈钢
7、保温材料:硬质聚氨酯泡沫塑料,厚度200mm
8、内壁涂料:环氧树脂
三、D、H的确定
由D:H=1:4,则锥体高度H1=D/2tg350=
封头高度H2=D/4=
圆柱部分高度H3=(--)D=
又因为V全=V锥+V封+V柱
=
= D3+ D3+ D3=30
得D=
查JB1154-74《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2400mm
再由V全=30m3,D=
得径高比为:
D:H=1:
由D=2400mm查表:
椭圆形封头几何尺寸为:
h1=600mm
h0=40mm
F=
V=
筒体几何尺寸为:
H=5654mm
F=*=
V=*=25,58m3
锥体封头几何尺寸为:
h0=40mm
v=360mm
H=2215mm
F=
V=
则:锥形罐体总高: H=600+5654+40+40+2215=8549mm
总容积:V=2++=
实际充满系数
罐内液柱高:
四、发酵的强度计算
(一)罐体为内压容器的壁厚计算
1、标准椭圆封头
*=
式中:P=
:
:焊接系数,本例采用双面对接焊作为局部无
:C=C1+C2+C3
查表得:C1 :
C2:腐蚀裕量取2mm
C2:
则:
取SO=8mm
直边高HO=40mm
校核
=
2、筒体
取S=7mm
校核
3、锥形封头
1)过渡区壁厚
(2)锥体
取S=8mm h0=40mm
校核锥体所受最大应力处:
(二)、锥体为外压容器的壁厚计算
1、标准椭圆封头
设SO=5mm
R内==*2400=2160mm
R内/100So=21600/100x5=
查图表4-1及B=
满足要求
取C1=, C2=2mm C3=
则S= SO+C=8mm
2、筒体
设SO=6mm
L/D=
D=2400/6=600
查图表4-1及B=210
SO=6mm
故可取C1=6mm, C2=2mm ,C3=
则S=SO+C==10mm
3、锥形封头
因为:
按第四章发酵罐设计的中封头设计可知,加强圈间中锥体截面积最大直径为:
取加强圈中心线间锥体长度为1370mm
设SO=6mm
L/D=1370/2400=
D/SO=2400/6=400
图表表4-1及B=320
综合前两步设计,取两者中较大的有生产经验确定
标准椭圆型封头厚度为8mm ho=40mm
圆筒壁厚 10mm
标准形封头壁厚 10mm ho=40mm
五、锥形罐的强度校核
1、内压校核
液压试验P试=125P设
由于液体实验的存在,锥体部分为罐体受压最重之处即最危险
设计压力实验P==
查得A3钢
可见符合强度要求,试压安全
2、外压实验
以内压代替外压
3、刚度校核
本例中允许S=2*2400/1000=
而设计时取壁厚为S=10mm,故符合刚度要求
(公式:)
第二节发酵罐热工设计计算
一、计算依据
计采用A3钢作发酵材料,用8号槽钢做冷却夹套,分三段冷却,筒体二段,锥部一段,夹套工作压力为
冷媒为20%(V/V)酒精溶液,麦汁发酵温度维持120(主发酵5-6天,封头及筒体部分保温层厚度为200mm,锥底部分为98mm)
二、总发酵热计算
Q=q*v=119*24=2856kg/hr
Q每立方米发酵麦汁在闰发酵期间每小时的放热