1、I河南城建学院 反应工程课程设计指导教师： 刘丽华 学生姓名： 冯佑磊 班级学号： 101409121 2012 年 05 月II课程设计任务书一、设计时间及地点1、设计时间：2012 年 5 月 28 日 6 月 8 日 具体安排：2012 年 5 月 28 日上午 教师组织学生分组，布置课程设计任务2012 年 5 月 28 日下午 学生开始查阅资料，整理资料，理出设计思路2012 年 5 月 29 日开始 学生在教师指导下开始进行课程设计计算2012 年 6 月 5 日开始 学生在教师指导下编写设计说明书并绘制图纸2012 年 6 月 8 日上午 分组进行答辩2、设计地点：9#楼 C50
2、4 、C509 教室二、设计目的和要求通过课程设计，要求更加熟悉工程设计基本内容 ，掌握化学反应器设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力。三、设计题目和内容 设计题目二：年产量2000+(学号-15)100 吨乙酸乙酯的反应器的设计1.设计条件生产规模：2600 吨/年 1生产时间：连续生产 8000 小时/年,间歇生产 6000 小时/ 年 2物料消耗：按 5%计算 3乙酸的转变化率：54% 42.反应条件反应温度在等温下进行，反应温度为 800C，以少量的浓硫酸为催化剂，硫酸量为总物料量的 1%，当乙醇过量时，其动力学方程为：r A=kCA2.
3、。A 为乙酸，建议采用配比为乙酸：丁醇=1:5（摩尔比） 。反应物料密度为 0.85Kg/L，反应的速率常数 k 为 15.00L/（kmol*min） 。四、设计方法和步骤1、设计方案简介 根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，初步III确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式以及数值积分计算等进行简要的论述。2、主要设备的工艺设计计算反应的物料衡算、热量衡算、动量衡算催化剂床层高度计算出口转化率计算3、典型辅助设备的选型和计算:包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定4、制图：绘制带控制点的工艺流程图绘制主体设备图绘制温度、转化率、压力与床层高度
4、L 曲线5、编写设计说明书五、设计成果的编制本课程的设计任务要求学生做设计说明书 1 份、图纸 3 张。各部分具体要求如下：（一）设计说明书的内容与顺序：1、封面（包括题目、学生班级、学生姓名、指导教师姓名等）2、设计任务书3、目录4、正文4.1 绪论：工艺生产技术方法及进展，反应动力学概述、设计任务的意义、设计结果简述4.2 设计方案简介4.3 物料流程图及说明4.4 设计计算说明书（包括装置的工艺计算：物料衡算、热量衡算、动量衡算，反应器床层计算）4.5 装置流程图（带控制点的工艺流程图和主体设备图）及其说明4.6 设计结果概要4.7 设计体会及今后的改进意见5、参考文献6、主要符号说明（
5、必须注明意义和单位）说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编号。（二）设计图纸的要求：IV1、流程图：要求画“生产装置工艺流程图”一张，图纸大小为 A2。本图应表示出装置、单元设备、辅助设备和机器、管道、物料流向。以线条和箭头表示物料流向，并以指引线表示物料的流量、温度和组成等。辅助物料的管线以较细的线条表示。工艺物料管道用粗实线，辅助物料管道用中粗线，其他用细实线。横向管道标注在管道上方，竖向管道标注在管道右侧。辅助物料（如冷却水、加热蒸汽等）的管线以较细的线条表示。图表和表格中的所有文字写成长仿宋体。设备以细实线绘制，画出能够显示形状特征的主要轮廓。设备的高低和楼面高低的相
6、对位置一般也按比例绘制。设备的位号、名称标注在相应设备图形的上方或下方，或以指引线引出设备编号，在专栏中注明每个设备的位号、名称等。2、主体设备图：本设计要求画主体设备详图一张，图纸大小为 A1。表示其结构形式、尺寸（表示设备的尺寸，如圆筒形设备的直径等） 、技术特性等。设备图基本内容有：视图：一般用主视图、剖面图或俯视图表示主要设备结构形状；尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸；技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等；标题栏：说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。本设计标题栏规定如下所示：图纸要求：投影正确、布置合理、线型规范、字迹
7、工整。标题栏格式：100 25 35设计项目 10河南城建学院设计阶段 10职责 签字 日期 8设计 8制图 8校对图号8审核 比例 共 张 第 张 820 25 15 20 20 60（三）参考文献的格式：期刊类：（序号）作者 1，作者 2，作者 n，文章名，期刊名（版本） ，V出版年，卷次（期次） 。图书类：（序号）作者 1，作者 2，作者 n，书名，版本，出版地：出版社，出版年。六、评分标准及成绩评定1.课程设计成绩评定应以学生出勤情况、工作态度、完成工作任务的情况、设计说明书和图纸以及答辩情况为依据。2.课程设计的成绩采用五级计分制即优秀、良好、中等、及格、不及格。3.评分标准：优秀：
8、能圆满地完成课题任务，设计说明书内容完整、计算正确、层次分明，说明书书写规范，图纸符合要求，独立工作能力强，工作态度认真；答辩时概念清楚，回答问题正确。良好：能较好地完成课题任务；设计说明书完整、计算及论述基本正确；说明书写书规范，图纸符合要求，工作态度认真，答辩时概念较清楚，回答问题基本正确。中等：完成课题任务，出勤好，设计说明书的内容基本完整、计算及论述无原则性错误；说明书的书写基本规范，图纸质量一般；工作表现较好；答辩时能回答所提出的主要问题，且基本正确。及格：基本完成课题任务；设计说明书，质量一般，无大的原则性错误；说明书的书写不够规范，图纸不够完整；答辩时讲述不够清楚，对任务涉及的问
9、题基本上能够回答，虽有错误，但不是重大原则错误。不及格：没有完成课题任务或设计说明书（论文）中有重大原则性错误，答辩中逻辑混乱，概念不清。七、参考文献八、课程设计期间纪律：设计期间学生仍要按上课时间正常出勤，按时到教室做设计。1.在设计期间有要事的学生须向自己的指导教师履行请假手续。不履行请假手续的视为旷课。2.除请假外，学生可以利用较短时间内去图书馆借阅资料。借资料时须提前在教室黑板写明姓名、事由、外出起止时间。3.设计期间要保持教室纪律，不能大声喧哗，影响周边教室正常上课。 VI主要符号一览表V反应釜的体积t反应时间反应物 A 的起始浓度0Ac反应物的 B 起始浓度B反应物 S 的起始浓度
10、0Scf反应器的填充系数反应釜的内径iDH反应器筒体的高度封头的高度2hP操作压力Pc设计压力取焊缝系数 t钢板的许用应力C1钢板的负偏差C2钢板的腐蚀裕量S筒壁的计算厚度筒壁的设计厚度d筒壁的名义厚度n反应器夹套筒体的高度jHv封头的体积水压试验压力TP夹套的内径jDQ乙酸的用量Q0单位时间的处理量河南城建学院反应工程课程设计- 1 -目 录绪论 1第 1 章 设计方案 2第二章 物料计算及方案选择 22.1 间歇进料的计算 22.2 连续性进料的计算 42.3 方案选择 5第 3 章 热量核算 63.1 热量衡算总式 63.2 每摩尔各种物值在不同条件下的 ,pmc值 73.3 各种气象物
11、质的参数如下表 83.4 每摩尔物质在 80下的焓值 .83.5 总能量衡算 93.6 换热设计 10第 4 章 反应釜釜体设计 114.1 反应器的直径和高度 114.2 筒体壁厚的设计 124.3 釜体封头厚 12第 5 章 反应釜夹套的设计 145.1 夹套 DN、PN 的确定 .145.2 夹套筒体的壁厚 145.3 夹套筒体的高度 155.4 夹套的封头 155.5 传热面积校核 15第 6 章 反应釜釜体及夹套的压力试验 156.1 釜体的水压试验 166.2 夹套的液压试验 17第 7 章 搅拌器的选型 187.1 搅拌桨的尺寸及安装位置 187.2 搅拌功率的计算 187.3
12、搅拌轴的的初步计算 197.4 联轴器的型式及尺寸的设计 20总结 22致谢 23参考书目 23河南城建学院反应工程课程设计1绪 论反 应 工 程 课 程 设 计 是 化 工 设 备 机 械 基 础 和 反 应 工 程 课 程 教 学中 综 合 性 和 实 践 性 较 强 的 教 学 环 节 ， 是 理 论 联 系 实 际 的 桥 梁 ， 是 学 生 体 察 工程 实 际 问 题 复 杂 性 ， 学 习 初 次 尝 试 反 应 釜 机 械 设 计 。 化 工 设 计 不 同 于 平 时的 作 业 ， 在 设 计 中 需 要 同 学 独 立 自 主 的 解 决 所 遇 到 的 问 题 、 自 己
13、 做 出 决 策 ，根 据 老 师 给 定 的 设 计 要 求 自 己 选 择 方 案 、 查 取 数 据 、 进 行 过 程 和 设 备 的 设 计计 算 ， 并 要 对 自 己 的 选 择 做 出 论 证 和 核 算 ， 经 过 反 复 的 比 较 分 析 ， 择 优 选 定最 理 想 的 方 案 和 合 理 的 设 计 。反 应 工 程 是 培 养 学 生 设 计 能 力 的 重 要 实 践 教 学 环 节 。 在 教 师 指 导 下 ， 通过 裸 程 设 计 ， 培 养 学 生 独 立 地 运 用 所 学 到 的 基 本 理 论 并 结 合 生 产 实 际 的 知 识 ，综 合 地 分
14、 析 和 解 决 生 产 实 际 问 题 的 能 力 。 因 此 ， 当 学 生 首 次 完 成 该 课 程 设 计后 ， 应 达 到 一 下 几 个 目 的 ：1、 熟 练 掌 握 查 阅 文 献 资 料 、 收 集 相 关 数 据 、 正 确 选 择 公 式 ， 当 缺 乏 必 要 的数 据 时 ， 尚 需 要 自 己 通 过 实 验 测 定 或 到 生 产 现 场 进 行 实 际 查 定 。2、 在 兼 顾 技 术 先 进 性 、 可 行 性 、 经 济 合 理 的 前 提 下 ， 综 合 分 析 设 计 任 务 要求 ， 确 定 化 工 工 艺 流 程 ， 进 行 设 备 选 型 ，
15、并 提 出 保 证 过 程 正 常 、 安 全 可 行所 需 的 检 测 和 计 量 参 数 ， 同 时 还 要 考 虑 改 善 劳 动 条 件 和 环 境 保 护 的 有 效 措施 。3、 准 确 而 迅 速 的 进 行 过 程 计 算 及 主 要 设 备 的 工 艺 设 计 计 算 及 选 型 。4、 用 精 炼 的 语 言 、 简 洁 的 文 字 、 清 晰 地 图 表 来 表 达 自 己 的 设 计 思 想 和 计 算结 果 。化 工 设 备 机 械 基 础 课 程 设 计 是 一 项 很 繁 琐 的 设 计 工 作 ， 而 且 在 设 计 中 除了 要 考 虑 经 济 因 素 外 ，
16、 环 保 也 是 一 项 不 得 不 考 虑 的 问 题 。 除 此 之 外 ， 还 要 考虑 诸 多 的 政 策 、 法 规 ， 因 此 在 课 程 设 计 中 要 有 耐 心 ， 注 意 多 专 业 、 多 学 科 的综 合 和 相 互 协 调 。摘要：本选题为年产量为年产 2600 吨的间歇釜式反应器的设计。通过物料衡算、热量衡算，反应器体积为 、换热量为 。设备设计结35.4m65.10/hKJ果表明，反应器的特征尺寸为高 1930mm，直径 1600mm； 还对塔体等进行了辅助设备设计，换热则是通过夹套与内冷管共同作用完成。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径 60mm。在此基础上
17、绘制了设备条件图。本设计为间歇釜式反应器的工业设计提供较为详尽的数据与图纸。关键字：间歇釜式反应器; 物料衡算; 热量衡算; 壁厚设计;河南城建学院反应工程课程设计2第 1 章 设计方案对于乙酸乙酯的生产既可以采用间歇式生产，也可以采用连续式生产。本次设计将根据自己的生产规模计算，对设计方案进行比较，得出合理的工艺设计流程。第 2 章 物料计算及方案选择2.1 间歇进料的计算2.1.1 流量的计算乙酸乙酯的产量化学反应方程式： OHCHOCHC 2323233 浓 硫 酸乙酸乙酯的相对分子质量为88，所以要求的生产流量为F酯 = hkmol/9.4608123乙酸的流量乙酸采用工业二级品（含量
18、98%） ，乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为1:1，乙酸的转化率x=0.54,物料损失以5%计， 则乙酸的进料量 FA0= hkmol/ 8.9.054.2乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为5：1，则乙醇的进料量为F乙醇 =59.8=49kmol/h总物料量流量：F= F A0+F乙醇 =9.8+49=58.8 kmol/h硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算，河南城建学院反应工程课程设计3W 总 = hkg/7.2809.0468因硫酸为总流量的 1%，则W 硫酸 =2870.7 0.01=28.7 /，即可算其物质的量流量F 硫酸 =28.7/98=0.293 hkmol/表1 物料进料量表 .
19、名称 乙酸 乙醇 浓硫酸流量 kmol/h 9.8 49 0.2932.1.2 反应体积及反应时间计算当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反应，其反应速率方程 2Akcr（A为乙酸）当反应温度为80，催化剂为硫酸时，反应速率常数k=15.00 min/kolL=0.9m3/(kmol.h)因为乙醇大大过量，反应混合物密度视为恒定，等于0.85kg/L,则乙酸的初始浓度为：30A /9.2604518. mkolc 当乙酸转化率x=0.54，由间歇釜反应有：h45.0)93.2146.092(.1)1(1)( 02 AcAocAo ckdkrdt根据经验取非生产时间 ht5.，则反应体积3,0
20、 21.)504.(928)( mtcFVAR 因装料系数为0.75，故实际体积要求每釜体积小于5m 33.75.13mR则间歇釜需1个，每釜体积V=4.28 m 3圆整，取实际体积 。5.4V河南城建学院反应工程课程设计42.2 连续性进料的计算2.2.1 流量的计算乙酸乙酯的产量化学反应方程式： OHCHOCHC 2323233 浓 硫 酸乙酸乙酯的相对分子质量为88，所以要求的生产流量为F酯 = hkmol/69.801263乙酸的流量乙酸采用工业二级品（含量98%） ，乙酸与乙酸丁酯的物质的量比为1:1，乙酸的转化率x=0.54,物料损失以5%计， 则乙酸的进料量 FA0 = hkmo
21、l/ 34.798.054.63乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为5：1，则丁醇的进料量为hkolF/7.3654.总物料量流量：F= hkmolA /0440 硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算，W 总 = kg/.2189.63.7因硫酸为总流量的 1%，则W 硫酸 =2128.6 0.01=21.29 h/，即可算其物质的量流量F 硫酸 =21.29/98=0.22kmol表2 物料进料量表 .名称 乙酸 乙醇 浓硫酸流量 kmol/h 7.34 36.7 0.222.2.2 反应体积及反应时间计算当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反应，其反应速率方程 2Akcr（A为乙酸）当反应温
22、度为80，催化剂为硫酸时，反应速率常数k=15 min/kolL河南城建学院反应工程课程设计5因为乙醇大大过量，反应混合物密度视为恒定，等于0.85 3/cmg。因硫酸少量，忽略其影响， 9.2604518.0, Ac对于连续式生产，若采用两釜串联，系统为定态流动，且对恒容系统，0不变， 0iiV不变 21211 )()(AArcrc2210AAck若采用两釜等温操作，则 2代数解得 31mol/0.Ac所以 32210R 64.01.90.)(47)( mkFV装料系数为 0.75，故实际体积 V=0.640.75=0.85 3。故采用一条的生产线生产即可， 反应器的体积 V0，故应是外界向
23、系统供热。3Q河南城建学院反应工程课程设计103.4 换热设计换热采用夹套加热，设夹套内的过热水蒸气由 130降到 110，温差为 20。3.4.1 水蒸气的用量忽略热损失，则水的用量为 12opQmcT5ab1lJ39.4K23ol0186b315mJ.c1249TK11 253p0 gJ56.0olJ.6 3904.8.395c hKTcQp /75.02)394(3.7.2)(m2103 河南城建学院反应工程课程设计11第 4 章 反应釜釜体设计4.1 反应器的直径和高度在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的高径比（H/D i） ，以确定罐体的直径和高度。选择罐体高径比主要考虑以
24、下两方面因数：1、高径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下， （其中 D搅拌器3ip直径，P搅拌功率） ，P 随釜体直径的增大，而增加很多，减小高径比只能无谓地消耗一些搅拌功率。因此一般情况下，高径比应选择大一些。2、高径比对传热的影响：当容积一定时，H/D i 越高，越有利于传热。31 高径比的确定通常才用经验值表 6种类 罐体物料类型 H/Di液固或液液相物料 11.3一般搅拌釜气液相物料 12发酵罐类 气液相物料 1.72.5假定高径比为 H/Di=1.3，先忽略罐底容积7iiiDHV34mDi6.1取标准 i0.表 32 用标准椭球型封头参数见表 8公称直径（ mm）曲面高度（ mm
25、）直边高度（ mm）内表面积（m 2）容积（m 3）1600 400 40 2.97 4.61查得椭圆形封头的容积为 V 封 =0.617 m3 筒体的高度 93.107.26541 H釜体高径比的复核满足要求.693iiD河南城建学院反应工程课程设计124.2 筒体壁厚的设计4.2.1 设计参数的确定表 33 反应器内各物质的饱和蒸汽压 9物质 水 乙酸 乙醇 乙酸乙酯饱和蒸汽压（MPa ）0.143 0.08 0.316 0.272该反应釜的操作压力必须满足乙醇的饱和蒸汽压所以去操作压力P=0.4MPa，该反应器的设计压力Pc=1.1P=1.10.4MPa=0.44MPa该反应釜的操作温度
26、为 80，设计温度为 100。由此选用 16MnR 卷制16MnR 材料在 100是的许用应力 t=170MPa焊缝系数的确定取焊缝系数 =1.0（双面对接焊，100无损探伤）腐蚀裕量 C2=2mm4.2.2 筒体的壁厚计算厚度 10mPDScti 7.24.01726.2钢板负偏差 mC8.01设计厚度 Sd 2名义厚度 mn 87401按钢制容器的制造取壁厚 n54.3 釜体封头厚计算厚度 mPDSctic 07.24.501726.5.02 钢板负偏差 mC6.1设计厚度 mSd .4.2河南城建学院反应工程课程设计13名义厚度 圆整取mCSdn 67.40.1 mSn5按钢制容器的制造
27、取壁厚 n考虑到封头的大端与筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取筒体壁厚与封头的壁厚一致，即 S 筒= n6河南城建学院反应工程课程设计14第 5 章 反应釜夹套的设计5.1 夹套 DN、PN 的确定5.1.1 夹套的 DN由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知： 106170jiDm5.1.2 夹套的 PN由设备设计条件可知，夹套内介质的工作压力为常压，取 PN=0.25MPa，由于压力不高所以夹套的材料选用 Q235B 卷制Q235B 材料在 100是的许用应力 t=113MPa焊缝系数的确定取焊缝系数 =1.0（双面对接焊，100无损探伤）腐蚀裕量 C2=2mm5.2 夹套筒体的壁
28、厚计算厚度 0.2517.93.2citPDS m钢板负偏差 mC8.01设计厚度 2.93.dS名义厚度 圆整取10847n mmSn5按钢制容中 DN=1800mm 的壁厚最小不的小于 6mm 所以取mSn6河南城建学院反应工程课程设计155.3 夹套筒体的高度圆整取mDvfVHij 37.16.4057.422m140Hj5.4 夹套的封头5.4.1 封头的厚度夹套的下封头选标准椭球封头，内径与筒体（ ）相同。夹套mDj340的上封头选带折边形的封头，且半锥角 。45计算厚度 0.217.93.2.5citcPDS钢板负偏差 mC8.01设计厚度 2.93.dSm名义厚度 10847按钢
29、制容中 DN=1700mm 的壁厚最小不的小于 8mm 所以取mSn8带折边锥形封头的壁厚考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取夹套筒体壁厚与封头的壁厚一致，即 S 筒= mn85.5 传热面积校核由于反应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短进行，且会引起反应釜内的温度升高。为防止反应釜内温度过高，在反应釜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。如果反应釜内进行的是吸热反应，则需进行传热面积的校核。河南城建学院反应工程课程设计16第 6 章 反应釜釜体及夹套的压力试验6.1 釜体的水压试验水压试验压力的确定 MPaPtcT 5.014
30、.2525.1水压试验的强度校核 PaCSDPniT 138).26(105.)(216MnR 的屈服极限 MPas34s 5.109.0. 由 PasT 138所以水压强度足够压力表的量程、水温压力表的最大量程：P 表 =2 =20.55=1.1TpMPa或 1.5PT P 表 4PT 即 0.825MPa P 表 2.2水温5 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 0.55 ，保压不低于 30 ，然后将压力缓慢降至MPamin0.44 ，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MPa变形。若质量合格，缓慢
31、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。河南城建学院反应工程课程设计176.2 夹套的液压试验水压试验压力的确定且不的小于（p+0.1）=0.35MPaMPaPtcT 3125.0.25125.1所以取 Ma3.0水压试验的强度校核 MPaCSDPniT 15)8.2(3405.)(2Q235B 的屈服极限 MPas2s 5.139.0. 由 PasT 15所以水压强度足够压力表的量程、水温压力表的最大量程：P 表=2 =20.35=0.7TpMPa或 1.5PT P 表 4PT 即 0.525MPa P 表 1.4水温5
32、 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 0.35 ，保压不低于 30 ，然后将压力缓慢降至MPamin0.275 ，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MPa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。河南城建学院反应工程课程设计18第 7 章 搅拌器的选型搅拌设备规模、操作条件及液体性质覆盖面非常广泛，选型时考虑的因素很多，但主要考虑的因素是介质的黏度、搅拌过程的目的和搅拌器能造成的流动形态。同一搅拌操作可以用多种
33、不同构型的搅拌设备来完成，但不同的实施方案所需的设备投资和功率消耗是不同的，甚至会由成倍的差别。为了经济高效地达到搅拌的目的，必须对搅拌设备作合理的选择。根据介质黏度由小到大，各种搅拌器的选用顺序是推进式、涡轮式、桨式、锚式和螺带式。根据搅拌目的选择搅拌器的类型：均相液体的混合宜选推进式，器循环量大、耗能低。制乳浊液、悬浮液或固体溶解宜选涡轮式，其循环量大和剪切强。气体吸收用圆盘涡轮式最适宜，其流量大、剪切强、气体平稳分散。对结晶过程，小晶粒选涡轮式，大晶粒选桨叶式为宜。根据以上本反应釜选用圆盘式搅拌器。7.1 搅拌桨的尺寸及安装位置叶轮直径与反应釜的直径比一般为 0.2 0.512，一般取
34、0.33，所以叶轮的直径， 0.5.1608idDm叶轮据槽底的安装高度 ；108Hdm叶轮的叶片宽度 ， .216W叶轮的叶长度 ， 052l液体的深度 ；1i.D6m挡板的数目为 4，垂直安装在槽壁上并从槽壁地延伸液面上，挡板宽度00b桨叶数为 6，根据放大规则，叶端速度设为 4.3m/s,则搅拌转速为：，取.3.1.52/48nrsd1.5/nrs7.2 搅拌功率的计算采用永田进治公式进行计算： 42.1570/Pas河南城建学院反应工程课程设计1922641.0587.0913ednR13229rFg由于 数值很大，处于湍流区，因此，应该安装挡板，一小车打旋现象。功率eR计算需要知到临
35、界雷诺数 ，用 代替 进行搅拌功率计算。 可以查表ecReceRecR上湍流一层流大的转折点得出。查表知：8 6.8所以功率： ，取 14KWdnP4.13850.18.6353 PK7.3 搅拌轴的的初步计算7.3.1 搅拌轴直径的设计（1）电机的功率 14 ，搅拌轴的转速 90 ，根据文献 取用PKWn/mir1材料为 1Cr18Ni9Ti ， 40 ，剪切弹性模量 8.110 4 ，许用单MPaGMPa位扭转角 1/m。由 得： =69.5310mnm66149.530.80/186/N利用截面法得： = （ ）axT9由 得： =maxTMW69.5310Pn64.53109搅拌轴为实
36、心轴，则： =.2d6.57.05mm 取 60mmd（2）搅拌轴刚度的校核：由3maxax4p180J32TpMGd刚度校核必须满足： ，即：max河南城建学院反应工程课程设计2063634 441801809.539.557.2.2pnd mG所以搅拌轴的直径取 60mm 满足条件。d7.3.2 搅拌抽临界转速校核计算由于反应釜的搅拌轴转速 =90 200 ，故不作临界转速校核计算。n/mirin/r7.3.3 联轴器的型式及尺寸的设计由于选用摆线针齿行星减速机，所以联轴器的型式选用立式夹壳联轴节（D 型） 。标记为：40 HG 2157095。N7.4 夹套式反应釜附属装置的确定7.4.
37、1 人孔 C：选用长圆型回转盖快开人孔 人孔 PN0.6，400300 JB 579-79-17.4.2 接管及其法兰选择水蒸气进口管：1084，L=200mm ，10 号钢法兰：PN0.6 DN100 HG 20592-97冷却水出口管：573.5，L=150 mm，无缝钢管法兰：PN0.6 DN50 HG 20592-97进料管： 乙酸进料管 03.361049.2v管径md25根据管子规格圆整选用 .的无缝钢管，L=150mm河南城建学院反应工程课程设计21法兰：PN0.25 DN25 HG 20592-97乙醇醇进料管 smv/016.37945.103管径d5.4.根据管子规格圆整选
38、用 的无缝钢管，L=200mm18法兰：PN0.25 DN50 HG 20592-97浓硫酸进料管 smv/0.3618954.03管径d14根据管子规格圆整选用 48的无缝钢管，L=100mm法兰：PN0.25 DN10 HG 20592-97出料管：出料总质量流量2870.kg/hAWFMW乙 醇 乙 醇 硫 酸因密度 ，则体积流量为3kg/m850327.0.19m/s6V由表 1-14得，因进料黏度低，选取管道中流速 /s0.1u则管径 4.0.1438d根据规格选取 573.5 的无缝钢管。法兰：PN0.6 DN50 HG 20592-97温度计接管：452.5，L=100mm，无缝
39、钢管法兰：PN0.25 DN40 HG 20592-97不凝气体排出管：323.5，L=100 mm，无缝钢管法兰：PN0.6 DN25 HG 20592-97压料管：573.5，L=200 mm，无缝钢管河南城建学院反应工程课程设计22法兰：PN0.25 DN50 HG 20592-97压料管套管：1084，L=200 mm，10 号钢法兰：PN0.25 DN100 HG 20592-97总结在 为 期 两 周 的 设 计 里 ， 在 此 课 程 设 计 过 程 中 首 先 要 感 谢 老 师 ， 在 这 次 课 程 设 计 中给 予 我 们 的 指 导 ， 由 于 是 初 次 做 反 应
40、工 程 课 程 设 计 ， 所 以 ， 再 设 计 整 个 过 程 中 难 免 遇到 这 样 那 样 的 难 题 不 知 该 如 何 处 理 ， 幸 好 有 刘 老 师 耐 心 教 诲 ， 给 予 我 们 及 时 必 要 的 指导 ， 在 此 向 刘 老 师 表 最 诚 挚 的 感 谢 ！从 刘 老 师 开 始 说 要 在 做 课 程 设 计 开 始 ， 我 就 一 直 担 心 我 到 最 后 交 不 了 稿 ， 因 为 这 都到 期 末 了 ， 有 很 多 门 专 业 课 要 考 试 ， 必 须 花 上 大 量 的 时 间 复 习 ， 加 上 前 面 我 们 做 了 一 个化 工 原 理 的
41、 课 程 设 计 ， 知 道 里 面 有 很 多 需 要 查 阅 的 东 西 ， 所 以 天 天 就 一 直 在 想 到 底 是 复习 还 是 做 课 程 设 计 。 知 道 今 天 为 止 ， 我 终 于 两 不 误 ， 把 两 样 事 情 都 顺 利 地 完 成 了 。课 程 设 计 不 同 于 书 本 理 论 知 识 的 学 习 ， 有 些 问 题 是 实 际 实 践 过 程 中 的 ， 无 法 用 理 论推 导 得 到 ， 因 此 不 免 过 程 中 有 很 多 困 难 ， 但 通 过 与 同 学 的 交 流 和 探 讨 ， 查 阅 文 献 资 料 ，查 阅 互 联 网 以 及 在 尚
42、 老 师 的 指 导 帮 助 下 ， 问 题 都 得 到 很 好 的 解 决 。 这 让 我 深 深 意 识 到自 己 知 识 体 系 的 漏 洞 ， 自 己 知 识 体 系 的 不 足 ， 但 同 时 也 深 刻 体 会 到 同 学 间 的 团 结 互 助 的精 神 。通 过 此 次 课 程 设 计 ， 使 我 查 阅 文 献 的 能 力 和 对 数 据 的 选 择 判 断 能 力 得 到 了 很 好 的锻 炼 ， 同 时 我 也 意 识 到 自 己 应 该 把 所 学 到 的 知 识 应 用 到 设 计 中 来 。 这 次 的 课 程 设 计 让我 对 某 些 反 应 工 程 的 理 论
43、有 了 更 加 深 入 的 了 解 ， 同 时 在 具 体 的 设 计 过 程 中 我 发 现 现 在 书本 上 的 知 识 与 实 际 的 应 用 存 在 着 不 小 的 差 距 ， 书 本 上 的 知 识 很 多 都 是 理 想 化 后 的 结 论 ，忽 略 了 很 多 实 际 的 因 素 ， 或 者 涉 及 的 不 全 面 ， 可 在 实 际 的 应 用 时 这 些 是 不 能 被 忽 略 的 ，我 们 不 得 不 考 虑 这 方 的 问 题 ， 这 让 我 们 无 法 根 据 书 上 的 理 论 就 轻 易 得 到 预 想 中 的 结 果 ，有 时 结 果 甚 至 很 差 别 很 大
44、。 通 过 这 次 设 计 使 我 更 深 刻 的 体 会 到 了 理 论 联 系 实 际 的 重 要 性 ，我 们 在 今 后 的 学 习 工 作 中 会 更 加 的 注 重 实 际 。 同 时 在 设 计 中 同 学 之 间 的 相 互 帮 助 ， 相互 交 流 ， 认 识 的 进 一 步 加 深 ， 对 设 计 中 遇 到 的 问 题 进 行 讨 论 ， 使 彼 此 的 设 计 更 加 完 善 ，对 设 计 的 认 识 更 加 深 刻 。 由 于 首 次 做 反 应 釜 设 计 ， 过 程 中 难 免 疏 忽 与 错 误 ， 感 谢 有 关 老 师 同 学 能 及 时 给 予指 出 。致
45、 谢河南城建学院反应工程课程设计23课程设计对于工科学生是一个十分重要的环节，作为化学工程专业的学生，特别感谢教研室的老师们能结合实际，对我们的课程有着精心合理的安排。让我们能够理论和实践及时结合学习，即提高了平日的学习兴趣，又与今后的工作接轨，做了很好的铺垫。此次课程设计由刘丽华老师担任我们的指导老师。在课程设计过程中，只要我们有难题，刘老师都会不辞辛劳，毫不犹豫的从另一校区赶过来为大家辅导。同时，刘老师还是一名严格的教师。对于我们设计过程中的一些不良习惯，他都直接指出来，并要求我们及时改正。正是老师这种严格而又认真负责的工作作风，才使本次设计能顺利完成。此外，在这次设计中遇到了不少问题，都
46、是和同学讨论、互相学习解决的。在此，对所有于自己有所帮助的同志一并表示感谢！参考书目1 谭 蔚 主 编 ， 化 工 设 备 设 计 基 础 M， 天 津 ： 天 津 大 学 出 版 社 ， 2008.42 柴 诚 敬 主 编 ， 化 工 原 理 上 册 M， 北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2008.93李 少 芬 主 编 ， 反 应 工 程 M， 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 2010.24王志魁编. 化工原理M. 北京: 化学工业出版社，2006.5陈志平, 曹志锡编. 过程设备设计与选型基础M. 浙江: 浙江大学出版社. 2007.6金克新, 马沛生编. 化工热
47、力学M, 北京: 化学工业出版社. 20037涂伟萍, 陈佩珍, 程达芳编. 化工过程及设备设计M. 北京: 化学工业出版社, 2000.8匡国柱, 史启才编. 化工单元过程及设备课程设计 M. 北京: 化学工业出版社, 2005.9柴诚敬编. 化工原理M. 北京: 高等教育出版社, 2000. 10管国锋 ,赵汝编.化工原理M. 北京: 化学工业出版社, 2008.11朱有庭, 曲文海编. 化工设备设计手册M. 化学工业出版社 , 2004.12丁伯民, 黄正林编. 化工容器M. 化学工业出版社 . 2003. 13王凯, 虞军编. 搅拌设备M. 北京: 化学工业出版社. 2003.14郑津洋等编过程设备设计
