锅炉除垢搅拌釜(编辑修改稿)

锅炉除垢搅拌釜(编辑修改稿)内容摘要：

D W 352 18 10 00 1. 41 7 0. 5 32 00 W      搅拌器固定螺钉剪切强度校核 图 21 搅拌器 当搅拌器与搅拌轴采用螺栓夹紧，轴上螺钉固定结构时，可略去螺栓夹紧力的作用，仅核算轴上螺钉的剪切强度。 核算公式为： 324 1 0 nqB BM M Padd   (211) []BB 长春理工大学 本科 毕业论文 11 式中 9553 qnq PM N mn  ， nqM— 搅拌轴上每个搅拌器的扭矩， Nm B —— 螺栓的剪切应力， MPa []B —— 螺栓材料的许用剪切应力 ,MPa。 Bd :螺钉直径 ,mm d :搅拌轴直径 ,mm qP :每层搅拌器的设计功率 ,kW。 n :搅拌器转速 ,r/min 先求出 qP 已知 : kW , 1  , kW ,Z=3 以上各量分别为 : NP :电动机额定功率。 1 :搅拌机传动装置各零部件的传动效率。 mP :机械密封处的摩擦损耗功率 kW。 Z:轴上相同搅拌器的层数。 所以 0 .9 5 4 0 .3 5 1 .1 53qP kW1 所以 1 .1 59 5 5 3 1 2 985nqM N m    又已知 : Bd =12mm, d =80mm 所以 B 可求 即 : 324 1 0 1 2 9 141 2 8 0B M P a  又由 GB1501998,[1]可知 :当 85tC 时 , 不锈钢 0Cr18Ni9 的 [ ] 96B MPa  [ ] 0 .6 [ ] 0 .6 9 6 5 7 .6BB M P a    可见 : B []B ,符合要求 . 直叶桨式搅拌器强度计 算 长春理工大学 本科 毕业论文 12 图 22 直叶桨式搅拌器 ⑴ 所受的弯矩 4777 /qM P nN m  (212) 所以 4 7 7 7 1 .1 5 / 8 5 6 5M N m     ⑵ 在 yy 轴的抗弯断面模数 W 对于无加强筋桨叶 , 2 3()6B b eb Z dW m m  (213) 式中 :b:桨叶宽度 ,mm。 BZ :断面  上的螺栓数 bd :螺栓孔直径 ,mm e。 桨叶有效宽度 ,mm 且 12enCC   n :桨叶名义厚度 ,mm 已知 :b=50mm, BZ =1(搅拌器直径 jD 600) bd =12mm 12enCC   == 所以 2 3( 5 0 1 1 2 ) 1 1 .4 8236W m m    ⑶ 弯曲应力校核 公式为 : 310 []M M P aW  (214) 36 5 1 0 79823 M Pa  而 []tbbn  (215) 查 GB1501998[1]得 : 长春理工大学 本科 毕业论文 13 当 85tC 时 ,不锈钢 0Cr18Ni10Ti 的 520tb MPa  可取 520tb MPa  不锈钢安全系数 bn 取为 所以 520[ ] 1 4 83 .5tbb M P an    [] ,符合要求 . 搅拌器的排出液性能、剪切性能、混合性能 ⑴ 排出液性能 —— 径流型和轴流型桨叶搅拌器在运转时分别向径向、轴向排出高速液体并携带周围的液体形成水平循环液流、轴向循环液流；它们均属于宏观液流。 这些排出的液体将搅拌器的旋转动能传递给容器内各处的液体，同时又将容器内各处的液体顺序循环回到搅拌器附近，从而达到了搅拌混合作用。 ⑵ 剪切性能 —— 当被搅拌的液体达到高速流动时，由于液体的粘性，在液层之间会产生剪切力，此剪切力会在周围的液体表面上产生许多微型涡流，这些微型涡流受瞬时速度的波动会产生湍动，这种液体的微型涡流和湍动均属于微观液流。 微观液流能使液体局部混合和液体界面的更新，从而促进了液体的混合、分散、传质和传热过程。 搅拌器对液体产生的剪切力正比于液体线速度的平方。 对于恒功率的搅拌器具有下列特性 ① 搅拌器直径大，转速低的搅拌器产生的液体体积排出量大而剪切力小 ② 搅拌器直径小，转速高的搅拌器产生的剪切力大而液体体积排出流量小 ⑶ 混合性能 —— 混合是液体搅拌的目的，故搅拌器的混合性能是搅拌器的重要性能。 搅拌器的混合性能与其排出液性能和剪切性能有关，搅拌器排出液循环量大，液体的混合就均匀；搅拌器的剪切力大，液体的局部混合和分散就安全 ⑷ 搅拌强度 —— 搅拌器的搅拌强度是指搅拌器在恒转速下达到规定混合效果所需的时间。 所需时间越短，表示搅拌强度越高。 另一表示方法，即搅拌器在一定的时间内达到规定的混合 效果所需的搅拌器转速，转速越低，表示搅拌强度越高。 ⑸ 搅拌效率 —— 搅拌器的搅拌效率是评定在获得规定的混合效果下，搅拌器功率消耗的大小，消耗功率越小，则搅拌效率越高。 搅拌效率的高低搅拌器的形式，结构尺寸、转数和相配容器底部形状及内件等因素 计算电动机功率 1SMM PPP kW (216) 前已算出： 320 0 P W kW   选机械密封，理由为“填料密封的功率损失较大，机械密封则较小”《搅拌长春理工大学 本科 毕业论文 14 设备设计》 10mP d k W (217) 取 0 80d 所以 1. 2 31 .8 8 0 1 0 0 .3 5mP k W    当转速在 16— 160 rpm 范围中时，可取摆线针齿行星减速机，再由《压力容器与化工设备实用手册》 [12]可知，当减速机为摆线针齿行星减速机时，搅拌机传动装 置各零部件的传动效率 1 , 所以取 1 = 所以 3 .2 0 .1 5 3 .50 .9 5MP kW 机械密封选非平衡型双端面机械密封，理由为：介质压力较低时（设计压力P ） ,可选用非平衡型双端面机械密封。 双端面机械密封有两个密封面，且可在两密封面间空腔中注入中性液体，使其压力略大于介质的操作压力，起到堵封与润滑的双重作用，故密封效果好 （《压力容器与化工设备实用手册》 [12]） 容器总高： H+2（ h0+h1） =2200+2(25+250)=2750mm 初步估计悬臂长： 3m SL 2m 所以选双支点机架（《压力容器与化工设备实用手册》图 354） [12] 搅拌轴的机械计算及相关 搅拌轴机械计算的基本条件 1 搅拌器应浸入呈连续相的液体中 2 搅 拌器进出口的介质流动对作用在搅拌轴上的流体径向力无显著的干扰 3 将用刚性联轴器连接的可拆轴看作是整体轴。 4 密封部件作用在轴上的力和轴承的柔度不予考虑 5 认为搅拌器及轴上其他零件的重力，惯性力，和流体作用力均作用在这些零件轴套的中部。 搅拌轴上零件如有几个轴套，则将这些力近似地均分成几个部分，每一部分的力作用在每一个轴套的中部。 6 当位于轴承以外的轴的外伸部分长度不超过单跨轴跨长的 30%，或不超过悬臂轴悬臂长的 30%，而且装在该外伸轴上的零件质量不大于装在跨度中间或悬臂部分上单个零件的质量时，则对位于轴承以外 的轴不予考虑。 7 计算轴的临界转速时，对于深度小于 的键槽和直径大于 的局部环行沟槽可不予考虑 8 对于悬臂轴，其悬臂和跨间两个轴段各自应是等直径轴段 9 在等直径轴段内，允许其上存在最大与最小直径差不大于 5%，以此设计长春理工大学 本科 毕业论文 15 其最终轴径的区段。 . 搅拌轴机械计算 ⑴ 按扭转变形计算搅拌轴轴径 搅拌轴功率： P kW 搅拌轴转速： n=85rpm 搅拌轴扭矩：19553 Nn PM N mn    1 为传动侧轴承之前的传动装置传动效率 1 已取 所以 3 .29 5 5 3 0 .9 5 3 4 1 .685nM N m     搅拌轴许用扭矩角 [ ] /rm 551 . 7 9 1 0 1 . 9 3 1 085 2 0 5 2 0t C E     时 ， （ 8520） +  =   5 41 .8 8 1 0 7 .2 3 1 02 ( 1 ) 2 ( 1 0 .3 )EG M P a     搅拌轴直径： 1Ld 441 43 4 1 . 61 5 5 . 4 1 5 5 . 4 5 3 6 0[ ] 0 . 3 5 7 . 2 3 1 0nL Md m m m mrG        (218) ⑵ 校核搅拌轴的临界转速 H1=279mm a=620mm 安装底盖： s=50mm b=H1+s=279+50=329mm c=H+2(h0+h1)C0=2150mm 其中， H1：机架下轴承距机架座底面的距离， mm。 a :机架两支点轴承之间的距离， mm。 s :安装底盖的高度， mm。 H：圆筒长度 ,mm。 0h :封头直边长度 ,mm。 1h ：封头曲面高度 ,mm。 0C ：底层搅拌器距釜底高度 ,mm。 所以 L1=b+c=329+2150=2479mm a=620mm 搅拌轴的有效质量 31 , 7900 /Lem kg m  长春理工大学 本科 毕业论文 16 291 1 1 [ ] 1 04L e L Sm d L     (219) = 6 0 2 4 7 9 ( 1 0 0 0 7 9 0 0 ) 1 0 7 44 kg       每一个搅拌器质量 im ： 1 2 3 m m m kg    每一个搅拌器的附加质量系数：   （《压力容器与化工设备实用手册》） [12]， b=50 29c o s 1 04ie i k i ji im m D b          有 效 (220) 500 50 100 0 104 kg        搅拌轴有效质量 1Lem 在轴端 S 处的相当质量 W 22 111211 4 0 2 3 1 9 94 2 0 ( ) Lea L a LWmLa (221) 2221 4 0 6 2 0 2 3 1 2 4 7 9 6 2 0 9 9 2 4 7 9 744 2 0 ( 2 4 7 9 6 2 0 )       第二层搅拌器的有效质量 2em 在轴端 S 处的相当质量 W2 21 2 4 7 9 4 0 0 2 0 7 9pL L S m m     2 2222 11() 2 0 7 9 ( 2 0 7 9 6 2 0 ) 6 . 4 4 . 2( ) 2 4 7 9 ( 2 4 7 9 6 2 0 )ieL L aW m k gL L a      (222) 第三层搅拌器的有效质量 3em 在轴端 S 处的相当质量 W3 31 2 24 79 2 40 0 16 79pL L S m m      2 2333 2211() 1 6 7 9 ( 1 6 7 9 6 2 0 ) 6 . 4 2 . 6( ) 2 4 7 9 ( 2 4 7 9 6 2 0 )ieL L aW m k gL L a        (223) 第一层搅拌器的有效质量 1em 在轴端 S 处的相当质量 W1 11 ieW m m kg   所以 在轴端 S 处所有相当质量的总和 SW 1 2 3 18. 5 31. 7SW W W W W k g         搅拌轴临界转速： 已知：不锈钢 0Cr18Ni10Ti 的 10E MPa [1] 长春理工大学 本科 毕业论文 17 42 01 211(1 ) ()kL SENnd L L a W   。