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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 攪拌器是在工業(yè)生產(chǎn)中應用非常廣泛的一類通用設備，尤其是在工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。目前在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用的攪拌器種類和規(guī)格很多。本文設計了一種能適應于造紙廠堿回收車間苛化工段產(chǎn)生的白泥攪拌，所設計的攪拌器為立式，采用槳葉式攪拌器，槳葉式攪拌去具有以下特點：軸流性攪拌器，剪切力非常強。在設有擋板的條件下，可得到較好的上、下循環(huán)流。槳葉式攪拌器能夠滿足需要，提高質(zhì)量，減少損耗，增加下一具有積極意義。 關鍵詞 攪拌器；槳式攪拌器；白泥攪拌 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 is a of is in an in in of a to is is to 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 .............................................................................................................................. I ................................................................................................................... 1 章 緒 論 .......................................................................................................... 1 題的目的、背景及意義 ....................................................................... 1 景 ................................................................................................... 1 的 ................................................................................................... 1 義 ................................................................................................... 1 究設想 .......................................................................................... 2 回收概述及攪拌設備在堿回收中的應用 ......................................... 2 拌設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用 ............................................................... 4 拌裝置的安裝型式 ................................................................................ 6 章小結(jié) ...................................................................................................... 7 第 2 章 總體方案設計 ............................................................................................. 8 章小結(jié) ...................................................................................................... 9 第 3 章 罐的結(jié)構(gòu)形式和尺寸 ............................................................................. 10 工容器設計規(guī)范簡介 ......................................................................... 10 料的選擇 ............................................................................................... 10 體的長徑比和裝料量 ......................................................................... 11 料系數(shù) η ............................................................................................. 11 步計算筒體直徑 .................................................................................. 11 定筒體高度 ............................................................................... 12 體的設計 ............................................................................................... 12 壁的厚度 δ ............................................................................. 12 壁的應力校核 .......................................................................... 13 頭的設計 ............................................................................................... 13 .................................................................. 13 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 形封頭的許用應力校核 ......................................................... 14 章小結(jié) ................................................................................................... 14 第 4 章 減速機的選擇 ......................................................................................... 15 速器的選擇 .......................................................................................... 15 小結(jié) ................................................................................................... 15 第 5 章 攪拌裝置的設計 ....................................................................................... 16 料的選擇 ............................................................................................... 16 葉的尺寸確定 ...................................................................................... 16 拌器的設計 .......................................................................................... 16 攪拌器層數(shù)的確定 ................................................................................ 17 攪拌器的強度校核 ................................................................................ 18 輪強度的計算功率 .................................................................. 18 葉的強度計算 .......................................................................... 18 章小結(jié) .................................................................................................... 19 第 6 章 攪拌軸設計 .............................................................................................. 20 擇軸的材料 .......................................................................................... 20 的具體尺寸及結(jié)構(gòu)確定 ..................................................................... 20 拌軸的載荷分析 ...................................................................... 20 的強度計算 .......................................................................................... 21 小軸徑確定 .......................................................................................... 23 拌軸的剛度校核 .................................................................................. 24 拌軸的具體結(jié)構(gòu) .................................................................................. 25 章小結(jié) ................................................................................................... 26 第 7 章 人孔與法蘭的選擇 ............................................................................... 27 孔的選擇 ............................................................................................... 27 孔補強的設計 ...................................................................................... 27 強形式 ................................................................................................... 27 強計算 ................................................................................................... 28 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 蘭的選擇 ................................................................................................ 29 強計算 ................................................................................................... 29 孔處的有效補強面積 .............................................................. 30 章小結(jié) .................................................................................................... 31 結(jié) 論 ..................................................................................................................... 32 致 謝 ................................................................................................................... 33 參考文獻 ................................................................................................................... 34 附錄 1 ........................................................................................................................ 35 附錄 2 ........................................................................................................................ 38 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 1 - 第 1 章 緒 論 題的目的、背景及意義 景 攪拌可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。攪拌操作的例子頗為常見，例如在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解，常見用玻璃棒將燒杯中的液體進行攪拌。又如為了制備某種懸浮液，就要用玻璃棒不斷地攪動容器中液體，是固體顆粒不致沉下，而保持它在液體中的懸浮狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是從化學工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工藝過程的一部分而被廣泛應用。 攪拌操作分為機械攪拌和氣流攪拌。氣流攪拌是利用氣體鼓泡通過液體層，對 液體產(chǎn)生攪拌作用，或使氣泡群以密集狀態(tài)上升借所謂氣升作用促進液體產(chǎn)生對流循環(huán)。與機械攪拌相比，僅氣泡的作用對液體所進行的攪拌是比較弱的，對于幾千毫帕每秒以上的高黏度液體是難于使用的。但氣流攪拌無運動部件，所以在處理腐蝕性液體，高溫高壓條件下的反映液體的攪拌是很便利的。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)的攪拌操作均系機械攪拌，在機械攪拌中，以中、低壓立式鋼制容器的攪拌設備為主。 的 通過這次畢業(yè)設計，進一步增強對機械設計的理解，同時也希望能通過這次設計熟悉各種成型設備的工作原理與特點、設備結(jié)構(gòu)和使用性能，掌握 一些設備的制造工藝和適用范圍，對圓筒型壓力容器設計和制造有一個深刻的理解。 義 通過本次畢業(yè)設計，進一步將理論應用于實踐，豐富和完善自己的知識結(jié)構(gòu)。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 2 - 究設想 白泥對環(huán)境造成了很大的污染，通過此次設計，希望將來設計出的攪拌設備既結(jié)構(gòu)簡單，又具有較強的實用性，最主是能設計出低功率的多層槳葉的攪拌器。 回收概述及攪拌設備在堿回收中的應用 造紙工業(yè)是關于國民生計的一個重要行業(yè) ,它在我們的生產(chǎn)和生活中都扮演重要的角色。但是在造紙工藝過程中污染也是一個重要的問題 ,大量的污染物不經(jīng)過 有效的處理任其隨意的排放 ,將會對環(huán)境造成極大的污染。因此我們必須用科學的方法來處理和回收這些污染物 ,進而來保護我們的生存環(huán)境。 造紙工藝過程中產(chǎn)生的蒸煮廢液和漂白廢水是制漿造紙工業(yè)的主要污染源，而堿回收是治理蒸煮廢液對環(huán)境污染的有效方法。蒸煮廢液中的固形物有兩個來源，一是作為蒸煮液加進去的無機物，二是蒸煮過程中從原料里溶解出來的木素、糖類等有機物。堿回收就是從硫酸鹽法和燒堿法（統(tǒng)稱堿法）制漿廢液（即黑液）中回收化學藥品。經(jīng)過比較和實踐檢驗，目前最為成熟和有效的方法仍是傳統(tǒng)的燃燒法。其主要過程為：先將盡可能多 地從漿料中分離出來的黑液濃縮到燃燒所需要的濃度，一般為 60%以上（制漿原料不同，濃度要求不同）。隨后把黑液送入堿回收爐燃燒，將有機物燒去并以蒸汽、電能的形式回收其能量，剩下鈉和硫的無機物被還原成碳酸鈉和硫化鈉（草漿黑液還有硅酸鈉）。最后把它們和石灰液反應，使碳酸鈉（包括硅酸鈉）苛化成氫氧化鈉，從氫氧化鈉和硫化鈉的混合液（統(tǒng)稱白液）中分離出碳酸鈣和硅酸鈣（即白泥）。把苛化生成的碳酸鈣煅燒成生石灰稱為白泥回收。 現(xiàn)代化的木漿廠堿回收的效率一般為 95%~98%?；厥招士煽醋鍪峭ㄟ^制漿和堿回收循環(huán)圈中鈉的單程留著 率。 硫酸鹽法制漿和回收循環(huán)圈包括六個主要工藝工序：蒸煮 、洗滌、蒸發(fā)、燃燒、苛化、石灰石煅燒。堿回收的工藝過程包括：稀黑液蒸發(fā)、濃黑液蒸發(fā)、綠液苛化和白泥回收。 從本色漿洗滌機的稀黑液開始，堿回收系統(tǒng)所包括的工序如下： (1)在多效蒸發(fā)器中廢液濃縮，形成濃黑液。 (2)黑液氧化、除硅等（據(jù)工藝購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 3 - 需要決定是否采用）。 (3)黑液進一步濃縮成堿回收爐要求的“重黑液”（補充的芒硝可在此處加入）。 (4)在堿回收爐中焚燒黑液。 (5)溶解從堿回收爐出來的熔融物，形成綠液（補充堿損失的純堿可在此處加入）。 (6)用石灰苛化綠液形 成白液（補充堿損失的燒堿可在此處加入）。 (7)焙燒白泥回收石灰。 在制漿造紙包括眾多工藝流程，其中堿回收是極其重要的一個環(huán)節(jié)。在我國現(xiàn)在大多數(shù)的造紙廠還使用堿法制漿的造紙方法，堿法制漿就是用堿性化學藥品的水溶液，處理植物纖維原料，使纖維分離的過程。堿法制漿每生產(chǎn)一噸漿，用堿量就制化學漿而論，大概在 250~450 千克之間。每噸漿排出的黑液量也很大，大約有固形物 1400 千克。其中有 30%是無機物，其余 70%為有機物。無機物主要是氫氧化鈉、硫化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉及與有機物結(jié)合的鈉；草漿黑液還有硅酸鈉等。有機物主要 是植物原料中木素和纖維素、半纖維素的降解生成物。由于這些溶解物的存在，致使黑液堿性增大，顏色深，臭味大，泡沫多，耗氧量很高。如果不利用任其放入江河湖泊，將回嚴重污染水域，使農(nóng)田土壤變質(zhì)，影響人民健康，威脅水生動植物的生長，使水發(fā)黑變臭，破壞環(huán)境的自然生態(tài)，造成極大的危害。如果充分利用，堿的成本至少可以降低一半節(jié)約大量的化工原料；有機物可以作燃料回收大量的熱，節(jié)約燃料；也可以經(jīng)過處理后作其它的化工原料。所以搞好堿回收無論從環(huán)境保護，降低生產(chǎn)成本，充分利用國家資源各方面看，都有重大的意義。 在我國大多數(shù)采用燃燒 法堿回收，由于長期的生產(chǎn)實踐，科學技術(shù)的不斷發(fā)展，制漿廠規(guī)模的擴大，堿回收率可達 98%，燃燒熱利用率可達70%。在堿回收的設備中，攪拌設備又是必不可少的一部分，它將白泥（主要成分碳酸鈉）與水進行充分的混合后，排出沉淀物（碳酸鈣），過濾出濾液（氫氧化鈉），對堿進行回收。攪拌可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。攪拌操作的例子頗為常見，例如在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解 ,常見用玻璃棒將燒杯中的液體進行攪拌。又如為了制備某種 懸浮液 ，就要用玻璃棒不 斷地攪動容器中的懸浮狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是化學工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工藝過程的一部分而被廣泛應用。 攪拌操作分為機械操作和氣流操作。氣流操作是利用氣體鼓泡通過液體層，對液體產(chǎn)生攪拌作用，或使氣泡群以密集狀態(tài)上升借促進液體產(chǎn)生購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 4 - 對流循環(huán)。機械操作就是物料經(jīng)過攪拌器的攪拌使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合，也可以使兩種或多種物料彼此分散對物質(zhì)進行回收。與機械攪拌相比。僅氣泡的作用對液體所產(chǎn)生的攪拌是比較弱的，對于高黏度液體是難于適用的。攪拌設備主要由 攪拌裝置、軸封和攪拌罐三大部分組成。其構(gòu)成形式如圖 1 圖 1攪拌設備的構(gòu)成形式 拌設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用 攪拌設備在工業(yè)生產(chǎn)中應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多的生產(chǎn)都或多或少地應用著攪拌操作?；瘜W工藝過程的種種化學變化，是以參加反應物質(zhì)的充分混合為前提的。對于加熱、冷卻和液體萃取以氣體吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到很好的效果。攪拌設備在許多場合是作為反應器來應用的。例如在三大合成材料的生產(chǎn)中，攪拌設備作為反應器約占反應器總 數(shù)的 90%。其他如染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆等行業(yè)，攪拌設備的使用亦很廣泛。有色冶金部門對全國有色冶金行業(yè)中的攪拌設備做了調(diào)查及功率測定，結(jié)果是許多濕法車間的動力消耗 50%以上是用在攪拌作業(yè)上。攪拌設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設備操作條件（如溫度、濃度、停留時間等）的可控范圍較廣。能適應多樣化的生產(chǎn)。 攪拌設備的作用如下： 1）使物料混合均勻； 2）使氣體在液相中很好地分散； 3）使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻地懸??； 4）使不相溶購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 5 - 的另一液相均勻懸浮后充分乳化； 5）強化相同的傳質(zhì)（如吸收等）； 6）強化傳熱 。對于均相反應，主要是 1）、 6）兩點?；旌系目炻?、均勻程度和傳熱情況好壞，都會影響反應結(jié)果。至于非均相系統(tǒng)，則還影響到相界面的大小和相間的傳質(zhì)速度，情況就更復雜。所以攪拌情況的改變，常常很敏感地影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，生產(chǎn)中的這種例子非常普遍。在溶液聚合和本體聚合的液相反應裝置中，攪拌的主要作用是：促進釜內(nèi)物料流動。使反應器內(nèi)物料均勻分布，增大傳質(zhì)和傳熱系數(shù)。在聚合反應過程中，往往隨著轉(zhuǎn)化率的增加，聚合液的黏度也增加。如果攪拌情況不好，就會造成傳熱系數(shù)下降或局部過熱，物料和催化劑分散不均勻，影響聚合產(chǎn)品的質(zhì) 量，也容易導致聚合物粘壁，使聚合反應操作不能很好地進行下去。 在互不相溶的液體之間或液體與固體之間相互作用時，攪拌在加速反應的進行方面起著非常重要的作用。因為增加一物相混入另一物相的速度，接觸面就會增大，物質(zhì)就以較大速度相互作用。在某些情況下，攪拌是在反應過程中創(chuàng)造良好條件的一個重要因素。例如，使傳熱作用加強，減少局部過熱，以及加熱過程中物質(zhì)焦化等。如高壓聚乙烯生產(chǎn)中，由于攪拌的作用，使物質(zhì)在反應器內(nèi)有一定的停留時間，更重要的是使催化劑在器內(nèi)分布均勻，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此攪拌設備在工業(yè)生 產(chǎn)中起著非常重要的作用。 攪拌設備在石油化工生產(chǎn)中被用于物料混合、溶解、傳熱、制備懸浮物、聚合反應、制備催化劑等。例如石油工業(yè)中，異種原油的混合調(diào)整和精制，汽油中添加四乙基鉛添加物而進行混合使原料液或產(chǎn)品均勻化?；どa(chǎn)中，制造苯乙烯，苯胺染料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種型式的攪拌設備。 在石油工業(yè)中因為大量應用催化劑、添加劑，所以對攪拌設備的需要量很大。由于物料操作條件的復雜性、多樣性，對攪拌設備的要求也復雜化了。如化工行業(yè)用到的硅鋁反應器、打漿罐、鋇化反應器、硫磷反應釜、烴化反應釜、白泥攪拌槽等都 是裝有各種不同型式攪拌器的攪拌設備。在造紙行業(yè)中，攪拌設備應用及其廣泛，在制漿，堿回收等工藝過程都用到攪拌設備。 攪拌設備使用歷史悠久，應用廣泛但對攪拌操作的科學研究卻很不夠。攪拌操作看來似乎簡單，但實際上，他所涉及的因素卻極為復雜。對于攪拌器型式的選擇。從工藝的觀點以及力學觀點來說，迄今都研究得不夠。隨著社會的進步，科學技術(shù)的發(fā)展，對于攪拌設備的改進和新型的設購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 6 - 計會有很大的提高。在近幾年來設備有大型化的發(fā)展趨勢，也要求攪拌設備大型化。如國外聚合釜的容積已由最初的 8~40m3擴大到 60~100m3,最大的已達 到 200m3。采用大型聚合釜可大大減少操作和檢修人員，有利于自動化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來越多。多用三葉后掠式攪拌器，三葉后掠式攪拌器是目前大型聚合釜采用的一種較好攪拌器。因排出量大，釜內(nèi)液相循環(huán)充分，每分鐘可達 5~10 次，能促釜內(nèi)反應均勻一致。另外，經(jīng)實踐證明此槳葉必須配合擋板使用，以提高剪切力功能，才能更好地發(fā)揮作用。 攪拌也可以在管路中進行，采用在管路中安裝裝置的辦法對氣 — 液系和液 — 液系進行混合。例如采用噴射泵對水 及醋酸丁酯進行混合。在石油精制中，也采用使液體設置在管路中的銳孔板或擋板，以便使兩種液體進行接觸。還有在管路中放入攪拌器的，即所謂管道攪拌。 管道攪拌設備能連續(xù)輸送一切流體，也能輸送含有固體的流動化的半流體。此種攪拌型式，相當于攪拌設備的筒體部分，容積較小，液體在此停留時間極短的情況比較多。在其內(nèi)部為了充分進行混合分散或傳熱等需要極強的攪拌，由于管道攪拌設備空間很小，裝置小，可使攪拌力均勻作用，可減少過剩的攪拌，所以對整個液體減少了功率消耗。對于連續(xù)化、自動化。特別是對成本有嚴格要求的，要求特別小的形狀和高 性能時，使用管道攪拌設備是很有效的。正因為管道攪拌設備有這些優(yōu)點，所以在石油精制、石油化工，化學纖維、食品等工業(yè)和水處理技術(shù)中廣泛被用于液— 液混合、濃度調(diào)整、液 — 液萃取、油脂乳化、液 — 液稀釋溶解、固 — 液溶解、液 — 液和氣 — 液反應等場合。 拌裝置的安裝型式 攪拌裝置可以從不同的角度進行分類，如按工藝用途分、按攪拌器結(jié)構(gòu)型式分或按攪拌的裝置安裝型式分等。按攪拌裝置的安裝型式進行分類有如下幾種： 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 7 - 攪拌 章小結(jié) 在這里采用立式容器中心攪拌，將攪拌裝置安裝在立式設備筒體的中心線上，驅(qū)動方式為電機與減速機直接聯(lián)接。這種安裝方式用于大型攪拌設備當中。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 8 - 第 2 章 總體方案設計 本次設計的攪拌設備物料為水和白泥， 主軸轉(zhuǎn)速為 21r/機功率為 37合經(jīng)濟因素和實用性，選用立式圓筒形儲灌較為合適。 在設計的初始階段，先要確定整套設備的傳動裝置，先要根據(jù)攪拌軸的轉(zhuǎn)速來選擇出合適的電機，因為電機的轉(zhuǎn)速很大，要選擇減速比大、傳動效率高、體積小、壽命長、運轉(zhuǎn) 平穩(wěn)可靠的減速機來進行減速 因為外部選用的儲罐為壓力容器，對安全性和各種技術(shù)參數(shù)具有較高的要求，所以在設計的過程中，對儲罐的選材要嚴格，對罐底的厚度要進行計算，罐壁要根據(jù)受力情況進行強度計算。此設備在運轉(zhuǎn)的過程中，為了方便檢查機器和實現(xiàn)一些特殊功能，要在罐頂和罐壁開一些孔，例如：人孔、白泥入口、白泥出口、排污口、濾液出口、清水出口等。因為開孔后造成承載材料的削弱，導致了孔邊緣的應力集中，所以還需要進行開孔補強的設計。 為了方便人到罐頂上去，在罐頂上焊有欄桿，以便于經(jīng)常檢修。在以往的設計中往往忽視在對沉淀物的 清理，而在此次的設計中，在筒壁的內(nèi)側(cè)加了擋板 ,消除了攪拌過程中產(chǎn)生的 “圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū) ”,使白泥能夠完全排出罐外。 此次設計沒有采用一根攪拌軸，而是通過三個聯(lián)軸器連接三根攪拌軸，這樣便于拆卸，有利用工廠的加工和軸的更換。本設備中的攪拌軸沒有用軸承固定，而是通過軸套進行固定。 在本設計中，為了更徹底的攪拌，攪拌器采用了槳式的攪拌器，而且增加了增加了葉輪的層數(shù)，采用三層葉輪，即使液面過高也能充分攪拌。在罐體很多連接部位需要進行焊接，可以采用手工電弧焊，封頭壁采用 軸的設計可采用兩個軸頭與空心鋼管焊接在 一起，因為軸轉(zhuǎn)速較速，在設計中可以降低一些精度。 在設計中應該考慮以上列出的各個環(huán)節(jié)，這樣機器才具有較強的實用性。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 9 - 章小結(jié) 本章主要根據(jù)實際情況確定了總體設計方案，為以后的計算過程確定了框架。購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 10 - 第 3 章 罐的結(jié)構(gòu)形式和尺寸 工容器設計規(guī)范簡介 化工容器設計中應予考慮的主要因素：總的出發(fā)點是，要滿足工藝過程所需要的功能并方便使用；要滿足在運行中的安全可靠；要滿足經(jīng)濟性，包括材料的易于獲得，便于制造，所用的材料及總的花費最小。 容器首先要滿足工藝過程的要 求，其次也要盡可能滿足強度及制造工藝的要求。 容器的選材和容器的選型相類似，總的原則也是要滿足工藝過程的要求、強度要求和制造工藝要求。 為確保容器的選材、設計、制造檢驗、試驗各個環(huán)節(jié)都能達到相應要求，各國的規(guī)定在設計、制造、檢驗應予取證，包括容器設計在內(nèi)的各項工作，都應遵照各國有關監(jiān)管部門所規(guī)定或認可的規(guī)范執(zhí)行，絕不能根據(jù)容器設計原理，自行按規(guī)范標準以外的規(guī)定或公式進行設計。 攪拌罐包括罐體和裝焊在其上的各種附件。罐體采用立式圓筒形容器，它有頂蓋、筒體、罐底和欄桿組 成。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過程提供了一定的空間。 料的選擇 根據(jù)設計要求和經(jīng)濟性的原則選擇 為罐壁，查得： 屈服強度 бs=235拉強度 бb=460用應力 [б]=бs/ 安全系數(shù)[б]=бs/35/3= （ 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 11 - 體的長徑比和裝料量 知道了攪拌罐操作時盛裝物料的 容積以后，首先要選擇適宜的長徑比（ H/裝料量，確定筒體的直徑和高度。 由于是一般攪拌設備液 3 取 H/擇罐體的長徑比應考慮對攪拌功率的影響，一定結(jié)構(gòu)型式的攪拌器的葉輪直徑和與其裝配的攪拌罐體內(nèi)徑通常有一定的比例范圍。隨著罐體長徑比的減少，即高度減少而直徑放大，攪拌器槳葉直徑也相應放大。在固定的攪拌軸轉(zhuǎn)速下，攪拌器功率與攪拌器槳葉直徑的 5 次方成正比。所以，隨著罐體直徑的 放大，攪拌器功率增加很多，這對于需要較大攪拌作業(yè)功率過程是適宜的，否則減少長徑比只能無謂地損耗一些攪拌器功率，因此長徑比可以考慮選得大一些。 另外，物料的攪拌反應過程對罐體長徑比有著特殊要求，在白泥攪拌設備中，物料對罐體的長徑比的影響很大。所以在這里要取的大一些。 料系數(shù) η 罐體全容積 V 與罐體的公稱容積 如下關系 : V ( 一般物料反應平穩(wěn) η=入數(shù)據(jù)得 V=150m3 步計算筒體直徑 確定了筒體的長徑比和裝料系數(shù)之后，還需要算出筒體直徑和高度，因當筒體直徑不知道封頭的容積就不知道，罐體全容積也就不能最后確定。為了便于計算，先忽略封頭的容積，認為； V=π/4 m3 (購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 12 - 33 4 4 1 3 0 5 5 9 4 m m( / ) 3 . 1 4 1 . 15 6 0 0 m ? ? ???圓 整 成 標 準 直 定筒體高度 由 以導出 ? ??(式中 V —— 攪拌槽的全容積 ,m3 v—— 蝶形封頭容積 ,m3 因為采用蝶形封頭查文獻 [6]表 3 V=π/58 2 ??? ???? 整成標準直徑得 H=5700體的設計 壁的厚度 δ 2][2 ???（ 式中 P —— 設計壓力（標準大氣壓） — 筒內(nèi)徑 [б]—— 設計溫度下圓筒材料的許用壓力 ψ—— 焊接接頭系數(shù) ψ〈 1 取 ψ=2—— 當材料的腐蝕速率為 a 時， 考慮單面腐蝕，取購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 13 - ～ 2 所以 6 0 2 2 ????? ?????? iS t 慮加工誤差等因素圓整為 S=8以，取厚度為 8 鋼板作筒壁。 壁的應力校核 ? ?[ ( ) ] 0 . 1 0 1 ( 5 6 0 0 ( 8 2 )2 ( ) 2 ( 8 2 ) 0 . 94 3 . 8 M P a 7 8 . 3 M P i S ? ? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ?(所以滿足其強度要求 頭的設計 選用 作為封頭壁，根據(jù)筒體直徑和工藝設計要求采用碟形封頭，碟形封頭的球面內(nèi)徑 R 內(nèi) =筒內(nèi)直徑 則 R 內(nèi) =5600/160 碟形封頭的壁厚設 計 ? ?1 . 4 1 . 4 0 . 1 0 1 5 6 0 0 1 . 8 4 . 3 m 5 7 0 . 9 0 . 1 0 12 ?? ??? ? ? ? ?? ? ??內(nèi)(式中 ψ—— 焊接接頭系數(shù) ψ〈 1 取 ψ=—— 當材料的腐蝕速率為 a 同時，考慮單面腐蝕取 C=1～ 2 C=考慮加工誤差等因素圓整為 S=6以，取厚度為 6 鋼板作碟形封頭筒壁的壁厚。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 14 - 形封頭的許用應力校核 ? ?2 ( ) 2 1 5 7 0 . 9 2 . 51 . 4 1 . 4 5 6 0 0 2 . 50 . 0 9 M P a 0 . 1 0 1 M P S C? ?? ? ? ???? ? ? ???內(nèi) （ ）（ 所以滿足強度要求 章 小結(jié) 本章主要介紹了罐體各部分的尺寸如何來確定，以及各種零件和重要部位，并且哪部分需要校核。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 15 - 第 4 章 減速機的選擇 速器的選擇 攪拌裝置帶有攪拌器，并有一定的轉(zhuǎn)速，這就需要有電動機和傳動裝置來帶動其轉(zhuǎn)動。傳動裝置通常設置在攪拌容器的內(nèi)部，采用立式布置，電動機經(jīng)減速機將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器與攪拌軸連接。減速機下設置一機架，安裝在攪拌容器的封頭上。根據(jù)設計要求，在化工設備中傳動裝置電動機、減速機和機架配套使用，只有在攪拌轉(zhuǎn)速很高時，才用電動機不經(jīng)過減速機而直接與攪拌軸 相連。按照設計要求電動機的輸出功率為 37拌軸轉(zhuǎn)速為 21r/用行星擺線針輪減速機將電機的轉(zhuǎn)速減至攪拌軸的轉(zhuǎn)速。行星擺線針輪減速機適用于化工設備，而且減速比大、傳動效率高、體積小、重量輕、故障少、壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、噪聲小、拆裝方便、容易維修、結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強和慣性力矩小等優(yōu)點。減速機和機架采用天津減速機廠的型號：減速機型號1—47，機架的型號 1—130。 章小結(jié) 本章主要介紹了如何根據(jù)實際設計要求選擇合適的行星擺線針輪減速機的特點。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 16 - 第 5 章 攪拌裝置的設計 料的選擇 采用 ，葉片一般采用扁鋼制作 屈服強度 бs=235拉強度 бb=460用應力 [б]=бs/ 安全系數(shù) 對于碳素鋼、低合金鋼 。常溫常壓下 [б]=бs/35/3= （ 葉的尺寸確定 根據(jù)規(guī)定： d/D=b/D=拌裝置通常由攪拌器和攪拌軸所組成，攪拌器的形式很多，應根據(jù)攪拌目的和物料性質(zhì)以及經(jīng)濟性原則進行選擇。在這里我們采用槳式攪拌器。攪拌器的功能概括地說就是在攪拌過程中所能達到所需要的能量和適宜的流動性的目的。攪拌器的攪拌作用由運動著的葉輪所產(chǎn)生，因此，葉輪的形狀、尺寸、數(shù)量以及轉(zhuǎn)速就影響攪拌器的功能。同時攪拌器的功能還與攪拌介質(zhì)物性以及攪拌器的工作環(huán)境有關。另外，攪拌罐的形狀、尺寸、擋板的設置情況、物料在罐中的進出方式都屬于工作環(huán)境的范疇，這些條件以及攪拌器在罐內(nèi)的安裝位置及方式都會影響攪拌器的 功能。 拌器的設計 d—槳 葉的長度 b— 槳 葉寬度 D— 筒體直徑 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 17 - 已知 D 為 5600 取 d/D= 則 5 6 0 0 0 . 5 2 8 0 0 m ? ?， 取 b/d= b=300查表得槳葉厚度 δ=16 由于平 槳 的運動方向與 槳 面垂直，所以當葉輪低速運轉(zhuǎn)時，液體的主要流動為水平環(huán)向的流動，葉輪運動時除有水平環(huán)流外，還有徑向分流，所以 槳 面與運動方向成一定角度角 θ。從而提高了攪拌的效率，一般取θ=45o。簡圖 5 圖 5槳的構(gòu) 成形式 拌器層數(shù)的確定 從葉輪的攪拌范圍來說，液層過高則要設置多層葉輪，在本設計的攪拌設備中攪拌器安裝在圓形罐中心， 槳 式攪拌器的葉輪離罐底的高度 C 一般為 槳 徑的 1/10～ 1/12 倍。但是如果為了防止底部有沉淀可使葉輪放置低些，一般 C=d/10 左右。在這里取 C=500，深度，取深度為 3500拌器設有 3 層，取第一層與第二層、第二層與第三層的距離分別為 1500 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 18 - 拌器的強度校核 輪強度的計算功率 葉輪強度計算中所用的計算功 率值 i ?? ? (式中 機額定功率 i—葉輪強度計算中用的計算功率 kW k— 起動時電機的過載系數(shù)，即起動轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 ? — 傳動系數(shù)的機械功率， ? =m—軸封處的摩擦損失功率 于存在內(nèi)壓時，才采用軸封，但 在本設備中不存在內(nèi)壓則 ， k= 則 0 . 9 3 0 . 9 5 3 7 3 3 k Wi a N N?? ? ? ? ? ? 葉的強度計算 由于槳葉的傾斜角度 θ=45o，所以其危險斷面仍然是葉片根部， 槳 面的主慣性軸都不與攪拌軸線相平行，作用在 槳 表面上的液面阻力在葉片根部斷面對主慣性軸所產(chǎn)生的彎矩為 1 3 3 14 7 7 3 4 7 7 3 1 0 6 0 9 N . m ms i n 2 1 0 . 7 0 7n ?? ? ? ? ? ? （ 該斷面的抗彎模量為： 22 33 0 0 1 6 1 2 8 0 0 m ?? ? ?該端面的彎曲應力為： ? ?10609 0 . 8 3 M P a 7 8 . 3 M P ? ? ? ? ?彎 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 - 19 - 所以此攪拌器滿足 強度要求。 為了在攪拌過程消除罐中央的“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”應增設擋板，擋板一般是指長條形的豎向固定在罐壁上的板。顯然這種擋板使用于徑流型葉輪在湍流區(qū)的操作，而層流狀態(tài)時不能用這種擋板來改變流型。擋板還可以提高葉輪剪切性能，如有的懸浮聚合的攪拌裝置，在設有擋板時可使顆粒細而均勻。擋板的數(shù)量及其大小以及安裝方式都不是隨意的它們都會影響動力損耗。 擋板的寬度 W=（ 1/10~1/12） D(D 為罐體直徑 )，擋板的數(shù)量根據(jù)罐直徑的大小而定，在小直徑罐時用 2~4 個，在大直徑罐時用 4~8 個。在這里采用 6 個擋板。擋板沿罐壁周向均 勻地直立安裝。擋板的上邊緣與靜止液面齊平，當液面上有輕而易浮不易潤濕的固體物料時。則需在液面上造成旋渦，這時擋板上邊緣可低于液面 10050這里將擋板低于液面100板的下