文档介绍：1
Hefei University
《化工机械与设备》过程考核之三
——典型化工设备零件机械设计
题 目：
4MPa反应釜开孔补强零件设计
系 别：
化学材料与工程系
班 级：
09化工〔4〕下列图2
(2)特点:
优点: 对焊,易探伤
抗疲劳性能好
缺点: 成本高,加工难
(3)适用范围:高压 重要设备
①结构: 如下列图3
②特点:
优点:简单,易加工,使用经验丰富
缺点:抗疲劳性能差,热应力大,K大
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. ③适用范围:
壳体开孔的有关规定
① Pc≤
②开孔中心距A>=两孔直径和的2倍.
③接管外径d0≤89mm
④接管最小壁厚满足表内要求.
.2壳体上允许开的最大孔直径dmax
圆筒
凸形封头与球壳的
锥壳或锥形封头的(Di为开孔中心处的锥壳内径)
注:椭圆,碟形过度段部分开孔时,孔中心线垂直于封头外表.
等面积补强计算方法
各国压力容器标准主要采用的准则(补强准则的种类)
因为补强的目的是降低开孔接管处的应力值,对这个应力值限制在什么范围内,就出现了各种补强准则
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.
等面积补强准则
极限分析法
安定性理论
其它方法: 实验屈服法、实验应力法等
等面积补强的原则
在补强区(在邻近开孔处附近处)=A
其含义:在于补强壳壁的平均强度,用开孔等面积的外加金属来补强被削弱的壳壁强度.
等面积补强计算方法
(1)判断是否要补强计算
满足不另行补强的最大开孔直径的条件者,不补强
(2)计算开孔失去的面积A.
〔3〕确定补强区的有效范围
有效宽度B取大值
有效高度h取小值 ，.
〔4〕计算有效补强面积
——壳体承受内压或外压所需设计厚度之外的的多余金属面积
——接管承受内压或外压所需的设计厚度之外的多余金属面积
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其中 计算设计厚度
厚度附加量
强度削弱系数
——补强区焊缝面积
——补强区内另加的补强面积〔加强圈面积〕
〔5〕判断
当时， 不用补强。
当时，需补强。
〔6〕补强圈面积的计算
Ì 当，
Í 当，
Î 当 ，
〔7〕补强圈的设计
Ì 补强圈的外径
如 则可知: 补强圈
Í 厚度
假设 ， 采用补强圈不合适，该用其他方法补强。
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2工艺设计
设计压力
体内：4MP
夹套：
设计温度
体内：<200 ̊C
夹套：250 ̊C
介质
体内：聚乙烯
夹套内：蒸汽
搅拌形式
桨式
操作容器
m3
采用材料
16MnR
连续釜式反应器工艺设计
单段连续釜式反应器
〔1〕
其中 FA,0—每秒钟所处理的物料摩尔数，kmol/s。
对于一级反应：〔-γA〕=kCA=kCA,O〔1—〕
则有效反应体积：
其中 V0—每秒所处理的物料体积，m3/s
对于二级反应：〔-γA〕=，代入式〔1〕中
则有效反应体积为：VR=
其中 —转化率，其它符号同前。
反应器直径和高度的计算
在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的长径比(H/Di)，以确定罐体直径和高度。选择罐体长径比主要考虑以下两方面因素：
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1、长径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，PµD5〔其中D—搅拌器直径，P—搅拌功率〕，P随釜体直径的增大，而增加很多，减小长径比只能无谓地损耗一些搅拌功率。因此一般情况下，长经比应选择大一些。
2、长径比对传热的影响：当容积一定时，H/Di2-1
表2-1 罐体长径比经验表
种类
罐体物料类型
H/Di
一般搅拌罐
液—固或液—液相物料
1～
气—液相物料
1～2
发酵罐类
～
在确定了长径比和装料系数之后，先忽略罐底容积，此时
〔2〕
将上式计算结果圆整成标准直径，代入下式得出罐体高度
〔3〕
其中 v—封头容积
3 机械设计
该反应釜