化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院
专业应用化学
学生姓名
学号年级
指导教师职称副教授
2013 年 6 月20 日
一、设计任务书及要求
1.1设计题目
80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计
1.2设计任务及条件
（1）反应方程式：
)
()()()(2523523S O H R H C O O C CH B OH H C A COOH CH +?+
（2）原料中反应组分的质量比：A ：B ：S=1：2：1.35。
（3）反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。C 100?时被搅拌液体物料的物性参数为： 比热容为13.124-??=K mol J C p ，导热系数()C m W ??=/325.0λ，黏度
s Pa .101.54-?=μ。
（4）生产能力：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。 （5）反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下：
()K c c c c k r S R B A A /1-=
100℃时，min)./(1076.441mol L k -?=，平衡常数K =2.92。反应器填充系数可取0.70-0.85。乙酸乙酯相对分子质量88；乙酸相对分子质量60；乙醇相对分子质量46；水相对分子质量18。
（6）最大操作压力为10.4P MPa =。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。
1.3设计内容
1、物料衡算及热量衡算；
2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定；
3、反应搅拌器设计；
4、其他配件；
5、带管口方位图的设备条件图绘制（不用绘制零件图，不用达到设备装配图水平）；
6、设计体会；
7、参考文献。
二、反应釜基本计算
2.1 反应器类型选择
常用反应器的类型有：①管式反应器；②釜式反应器；③有固体颗粒床层的反应器；④塔式反应器；⑤喷射反应器；⑥其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。
由于本设计是液液相反应，综合考虑以上反应器的处理能力以及其优缺点，选用釜式反应器。
反应器的操作方式包括间歇、连续、半连续。由于反应原料是混合加入，不采用半连续反应釜。因此，本设计的反应器在间歇反应釜和连续反应釜之间选择。
2.2 物料衡算
根据生产任务计算原料处理量：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。每小时乙酸需用量为：
h kmol /09.2844
.08810000
=?
式中：88为乙酸乙酯的相对分子质量。
由于原料种乙酸：乙醇：水=1：2：1。35，则1+2+1.35=4.35kg 原料液中含1kg 乙酸，可求单位时间的原料液量为：
h m q /70.721020
35
.46009.28430=??=
式中，60为乙酸的相对分子质量。原料液的起始组成为：
L mol c A /908.370
.7209
.2840==
乙醇与水的相对分子质量分别为46和18，通过乙酸的起始浓度和原料中各组分的
质量比，可求出乙醇和水的起始浓度为：
L
mol c B /195.10462
60908.30=??= L mol c S /586.1718
35.160908.30
??=
采用间歇反应釜，假设每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。求反应釜的实际体积为V ，计算如下：因为
()A A A X c c -=10，
A
A B B X c c c 00-=，
A
A R X c c 0=，
A
A S S X c c c 00+=
带入速率方程，整理后得：
()20
21A A A c cX b a k ++=γ
其中，
0A B c c a =，
()
K ++-=00001A S A B c c c c b ，K -=11c 。
带入数据： 61.2908.3195.10==a ，
()()15.592.2908.3586.17908.3195.101-=?++-=b
6575.092.211=-=c
根据公式：
X Af
A
AO
A dX t c R =-?
求得反应时间
(
)
(
)()
a
X ac b b a X ac b b Ln ac b c k cX b a dX c k t Af Af A X A A A Af
242441
1222010
20
1+--+-+-=++=
? 其中，()434.46575.061.2415.5422=??--=-ac b
将有关数据带入上式得反应时间为：
()()min 9.15361.2240.0434.415.561.2240.0434.415.5434
.4908.31076.41
4=?+?--?+?+-???=
-Ln
t 所需的反应体积为：
()30042.183)160/9.153(70.72m t t q V t =+?=+=
通常反应器的装填系数η可取0.6-0.85。如果物料在反应过程中产生泡沫或沸腾状态，通常装填系数应取较低值，一般为0.6—0.7；若反应状态平稳，可取0.8—0.85（物料黏度大时，可取最大值）。本设计综合考虑反应物和生成物的物性参数，最终选用装填系数η=0.8。则反应器的实际体积为：
3323075.2298.042.1838.0m m V V t ≈===
（2）若采用连续釜式反应器生产乙酸乙酯，单位时间处理的原料量及原料组成如前计算所示。
乙酸的转化率可由反应速率方程球得，将其变换为转化率的函数有
()()()()[]K X c c X c c X c c X c c k A A S A A R A A B A A A A /000000001++---=γ
将初始组成及反应速率1k 及平衡常数K 带入上式化简后得
()()()()()()
h
m kmol L mol A ?=??=?
??
????+?+-?-?-??=--334
/2853.0min /10755.492.2/40.0908.3586.1740.0908.3040.0908.3195.1040.0908.3908.31076.4γ
根据A
Af
A r R X c q V -=
00可求得所需反应体积为
334.3982853
.040
.0908.370.72m V r =??=
反应器的实际体积为：
30.8398.340.8497.925r V V m ===
由计算结果知：采用间歇操作所需的反应体积较之连续釜式反应器要小，故选用间歇式反应釜。
2.3 热量衡算
乙酸的进料量为，在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量，具体结果如下表：
表2-1 进料出料组成
物质 进料/kmol h
出料/kmol h 乙酸 284.09 170.454 乙醇 568.18 340.908 乙酸乙酯 0 113.636 水
284.09
397.726
热量衡算公式： 4321Q Q Q Q +=+ 式中：
1Q 进入反应器物料的能量，KJ 2Q ：化学反应热，KJ
3Q ：供给或移走的热量，有外界向系统供热为正，有系统向外界移去热量为负，KJ 4
Q ：离开反应器物料的热量，KJ
表2-2 各物质的热容参数
物质 A B C
D
乙醇 -67.4442 184.252 -7.297263
10? 1.052245
10?
乙酸 65.98 14.69 0.153
10? —
乙酸乙酯 155.94 23.697 -1.9976310? 0.4592510? 水
50.8111
21.2938
-0.630974310?
0.0648311510?
乙醇的乙醇的,p m c 值为：
()23
,,,351.51325311
67.444218.425210351.57.2972610351.5 1.0522410351.567.4442647.64578901.5929456.9733135.5820p m l K c A BT CT DT J mol K -----=+++=-+??-??+??=-+-+=乙醇 乙酸乙
酯的
,p m
c 值
()23
,,,350.21325311
155.94 2.369710350.2 1.997610350.20.459210350.2155.9482.9395244.9857197.2197191.1135p m l K c A BT CT DT J mol K -----=+++=+??-??+??=+-+=乙酸乙酯 水的
,p m
c 值
()223
,,,373132531150.8111 2.12938103730.630974103730.06483111037350.811179.44265987.7867833.6441876.111p m H O l K c A BT CT DT J mol K -----=+++=+??-??+??=+-+= 乙酸的
,p m
c 值
()23
,,,373132311
65.98 1.469103750.1510375037565.9855.087521.0938099.9737p m l K c A BT CT DT J mol K ----=+++=+??-??+?=+-+=乙酸 水在100℃时的焓值
()()
()2373
3r
,,,373298
176.1111037329840.688
40.3963vap
m p m H O l K m H c dT H KJ mol --=+
=??-+=?水
乙醇在100℃时的焓值
()()
(
)()()351.5
373
r
,,,351.5,,,373298
351.5
331135.582010351.529838.74477.528810373351.57.253638.744 1.666947.6645vap
m m p m l C
p m l C
H c dT H c dT
KJ mol ??---=+
+=??-++??-=++=?
?乙醇乙醇乙醇
乙酸在100℃时的焓值
()(
)()373
3
r
,,,373298
1
99.9737103732987.4980m p m l C
H c dT KJ mol ?--==??-=?
乙酸乙酸
乙酸乙酯在100℃时的焓值
()()
(
)()()350.2
373
r
,,,350.2,,,373298
350.2
331
191.113510350.229830.539135.0733********.29.976130.539 3.079743.5948vap
m m p m l C
p m l C
H c dT H c dT
KJ mol ??---=+
+=??-++??-=++=?
?乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯 则以上数据可计算热量。
)
()()()(1n n n 酯酯乙醇乙醇水水乙酸乙酸rHm rHm rHm rHm n Q ??+??+??+??=
0106645.4718.5683963.401009.284498.71009.284333+??+??+??=
h KJ /10632.17?=
Q ???=3210113.636Q
()h
KJ 6
310275.36645.474980.75843.43396.4010113.636?=--+??=
)
(')(')(')('4n n n 酯酯乙醇乙醇水水乙酸乙酸rHm rHm rHm rHm n Q ??+??+??+??=33337170.54107.498397.7261040.3963340.981047.6645113.6361043.59483.855410KJ h
=??+??+??+??=?由：4321Q Q Q Q +=+
带入数据解得：h KJ Q Q Q Q /10837.171243?=--=
三、反应釜釜体的设计
3.1 釜体DN 、PN
将釜体视为筒体，本设计采用一般的反应釜，由于釜内物料为液-液相，高径比L /D 一般取1~1.3[2]，本设计取L /D 为1.2。实际体积3230m V =,取五个反应釜，则每个反应釜体积为3146m V =
由2L 4
i V D π
=
，i L=1.2D ，则3
34446
3.66L 3.14 1.2
i V D m π?=
==?，圆整mm Di 3800=。 查得釜体的mm DN 3800=
因操作压力10.4P MPa =，故：
0.6PN MPa = 3.2 筒体壁厚
最大操作压力为10.4P MPa =，设计压力P 取最大工作压力的1.05~1.1倍，本设计取设计压力1P=1.1P 1.10.40.44MPa =?=；
设计温度T ，C T ?=150；根据筒体设计压力和设计温度选择材料：01810Cr Ni Ti ，许用应力为[]111t MPa σ=。
焊缝系数Φ＝1.0（双面对接焊，100%无损探伤）。
表3-1 焊接接头系数φ
无损检测的长度比例
焊接接头形式
全部
局部 双面焊对接接头或相当于双面焊的对接接头
1.0
0.85 单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）
0.9
0.8
钢板负偏差：10.8C mm =,腐蚀裕量：
2 2.0C mm
=（双面腐蚀）。
表3-2 钢板负偏差C 1
钢板厚度 2 2.2 2.5 2.8-3.0 2.2-3.5 3.8-4 4.5-5.5 负偏差 0.13 0.14 0.15 0.16 0.18 0.2 0.2 钢板厚度 6-7 8-25 26-30 32-34 36-40 42-50 52-60 负偏差
0.6
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
根据内压圆筒壁厚的计算公式：
[]2d t
PD C
P
δσ?=
+-，
带入以上数据得: 0.443800
0.8 2.09.0211110.44
d mm δ?=
++=??-，
根据工程要求和钢材的使用壁厚范围圆整后，取20d mm δ=。
校核筒体水压试验强度，根据式：
()0.92T e T S
e
P D δσσδ+=
≤
因为01810Cr Ni Ti 的屈服极限130s MPa σ=，所以
0.90.91130117s MPa ?σ=??=，
()2T e T e
P D δσδ+=
，
1.25 1.250.440.55T P P MPa ==?=
取0.55T P MPa =，200.6217.4e n C mm δδ=-=--= ， 代入得：
()
0.55260017.441.37217.4
T MPa σ+=
=?
0.9T s
σ?σ<
故水压试验满足强度要求。
3.3 封头
封头包括有椭圆形、碟形、锥形、球冠形封头、平板封头等多种类型。从工艺操作要求考虑，对封头形状无特殊要求。球冠形封头、平板封头都存在较大的边缘应力，且采用平板封头厚度较大，故不宜采用。半球形封头受力最好，壁厚最薄，重量轻，但深度大，制造较难，中低压小设备不宜采用：碟形封头存在局部应力，受力不如椭圆形封头：标准椭圆形封头制造比较容易，受力状况比碟形封头好，综合考虑该精馏塔设计内压、温度等因素，最终确定采用标准椭圆形封头。
查文献选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。封头以
01810Cr Ni Ti 为材料。
标准形封头壁厚：
[]12
20.5d t
PD C C P
δσ?=
++-
其中：0.44P MPa =，3800D mm =，[]111t MPa σ=，1?=（整体冲压），10.8C =（钢板负偏差），22C mm =。代入得：
0.443800
0.6211.0211110.50.44
d mm δ?=
++=??-?
根据工程要求和钢材的使用壁厚范围圆整后，取20n mm δ=。与前计算的筒体壁厚一致。内表面积2h 16.28m F =。
封头的标准为：EHA 3800×40-01810Cr Ni Ti JB/T 4746. 综上：筒体和封头选材都为01810Cr Ni Ti ，壁厚20n mm δ=。
3.4 筒体长度H
图3-1 釜体几何尺寸
DN=3800mm ，L=1.2D ，查表以内径为公称直径的椭圆形封头的尺寸、内表面积和容积()JB/T 4337-95可得：375.7m V h =，直边高度1h =50mm ,曲面高度2h =950mm 。
V V V =+总筒体封头，
24
i D H V V π
=-总封头
m D V V H i
375.38.34
75
.7464
2
2
=?-=
-=
π
π
封头
筒体
圆整得: 3400mm H =。 釜体长径比
/i
L D 的复核
则()()i 12i L/D =H h +h /D =3400+95050/3800=1.16++，满足要求。
由加热的方式为用夹套内的水进行电加热可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压
P =0.1 MPa '。 P =0.1 MPa '<10.4P MPa =，故釜体厚度以内压计算为准，如前所示。
四、夹套的结构和尺寸
反应釜是进行化学反应的设备，在化学反应过程中常伴有放热和吸热，而且常常先加热以促进化学反应的进行，一旦反应开始往往又需要冷却，以调节温度维持反应的最佳条件，直到反应完毕又需要散热。因此，反应釜必须配备有加热和冷却的装置，以利维持最佳的工艺条件，取得最好的反应效果。
反应釜的加热和冷却有多种方式，除最常用的夹套和蛇管外，还有釜式换热器和电感应加热等。其中以夹套和蛇管两种传热方式使用最为广泛。本设计先采用夹套传热，当需要的传热面积较大，而夹套传热不能满足时，再采用蛇管传热。
夹套是在釜体的外侧用焊接或法兰连接的方式装设各种形状的钢结构，使其与釜体外壁形成密闭的空间，在此空间内通入加热或冷却介质，可加热或冷却反应釜内的物料。夹套的主要结构形式有整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等，其适用的温度和压力不同。本设计采用整体夹套。而整体夹套的形式又包括圆筒形、U型、分段式、全包式夹套，本设计采用U型夹套。
4.1 夹套DN、PN
表4-1 夹套直径与筒体直径的关系
Di（mm）500~600 700~1800 2000~3000 3000~4000 4000~5000
Dj（mm）Di+50 Di+100 Di+200 Di+300 Di+400
由于Di=3800mm，则Dj= Di+300=4100mm，即夹套的公称直径为DN=4100mm。由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取0.25
=。
PN MPa
4.2 夹套筒体高度H j
夹套筒体高度H j主要由传热面积确定，一般不低于料液高度，以保证充分传热。
η,夹套筒体高度H j可由估算。
根据装料系数η、操作体积V
带入数据计算得：
22
0.8467.75
2.563
3.8
44h j i
V V H m D ηππ-?-=
==??
圆整后，取H j =2.6m 。
4.3 夹套筒体壁厚
C ?130时水的蒸气压力为MPa 7.20，因为夹套的压力＜0.3MPa ，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。 由于
j
D ＝2800mm ＜3800mm ，取
min 3mm δ=，另外加上10.6C =（钢板负偏差1C ）
，
22C m m
=（腐蚀裕量）。
30.62 5.6d mm δ=++=，根据工程要求圆整后取14n mm δ=厚的01810Cr Ni Ti 钢板。
4.4 夹套封头
夹套的封头选标准椭球型，内径与筒体相同（j D ＝2800mm ）。代号EHA ，标准JB/T4746—2002。
因为W p 为常压＜0.3MPa ，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。由于j D ＝2800mm ＜3800mm ，取
min 2/1000j D δ=且不小于3mm ，另外加上10.6C =（钢板负偏差1C ），22C m m =（腐蚀余量）。
30.62 5.6d mm δ=++=，圆整后壁厚14n mm δ=，采用01810Cr Ni Ti 为封头材料。根据[]4中JB/T 4746—2002推荐：当DN<2000时，封头直边高度125h mm =；当DN>2000时，直边高度140h mm =。本设计中DN=2600>2000，则取140h mm =。根据DN ，1h ，查表可得：封头
2700h mm
=，容积
3
3.12h V m =。
封头标准为：EHA 2800×28-01810Cr Ni Ti JB/T 4746.
校核筒体水压试验强度，根据式：
()0.92T e T S
e
P D δσσδ+=
≤
因为01810Cr Ni Ti 的屈服极限130s MPa σ=，所以
0.90.91130117s MPa ?σ=??=，
()2T e T e
P D δσδ+=
，
'1.25 1.250.10.125T P P MPa ==?=
取0.125T P MPa =，140.6211.4e n C mm δδ=-=--= ， 代入得：
()
0.125280011.415.41211.4
T MPa σ+=
=?
0.9T s
σ?σ<
故水压试验满足强度要求。
4.5 传热面积校核
3800DN mm =釜体下封头的内表面积228.16m F k =，3800DN mm =，由于筒体高度
3375mm H =，则筒体内表面积21
3.40m F =。
则总换热面积：258.563.4028.16m F F F h k =+=+=总换热面积。
由于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断进行，且会引起釜内温度升高。为防止釜内温度过高，在釜体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。如果釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校
核，即：将总换热面积总换热面积F 与工艺需要的传热面积F 进行比较。若，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。
内另设置蛇管；反之则需要蛇管。
五、反应釜附件的选型及尺寸设计
5.1 工艺接管
反应釜上工艺接管包括进料接管、出料接管、水进出口接管、温度计管口等。
5.1.1 进料管
反应釜的进料口从顶盖引入，进料口下端的开口截成45度角，开口方向朝向釜的中心，以防止冲击釜壁。本设计采用内伸式进料管，管口浸没于料液中，可减少冲击页面而产生泡沫，有利于稳定液面，液面以上部分开有直径为5mm 的小孔，以防止虹吸现象。
乙醇进料管采用5.357?φ155=L 无缝钢管，法兰标记为： HG20593-97 法兰PL50-0.6 RF 01810Cr Ni Ti 。
乙酸进料管采用489?φ155=L 无缝钢管，法兰标记为：HG20593-97 法兰PL80-0.6 RF 01810Cr Ni Ti 。
5.1.2 出料接管
反应釜出料有上出料和下出料两种方式。上出料方式用于当反应釜液体物料需要输送到位置比反应釜高或并列的设备，通过压出管实现。下出料方式用云物料需放入另一个位置较低的设备、对于粘稠物料或含有固体颗粒的物料，在反应釜地步装设出料口。本设计采用下出口出料。
出料管采用6133?φ155=L 无缝钢管，法兰标记为：HG20593-97 法兰PL120-0.6 RF 01810Cr Ni Ti 。
5.1.3 夹套水进出口接管
夹套水进出口接管采用4108?φ155=L 无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰，法兰标记为：HG20593-97 法兰 PL100-0.6 RF
01810Cr Ni Ti 。
5.1.4 温度计管口
温度计管口采用4108?φ155=L 无缝钢管，法兰标记：HG20593-97 法兰PL100-0.6 RF 01810Cr Ni Ti 。
接管的具体位置，见设备图。
5.2 垫片尺寸及材质
根据[]4，工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的垫片，材料为耐油石棉橡胶板。 垫片标记为：
乙醇进料管：垫片PL50-0.6 JB4704-2000. 乙酸进料管：垫片PL80-0.6 JB4704-2000. 出料口接管：垫片PL120-0.6 JB4704-2000. 夹套水进出口接管：垫片PL100-0.6 JB4704-2000. 温度管口：垫片PL100-0.6 JB4704-2000.
5.3 开孔与补强
5.3.1 开孔
由于D=2600mm ，因此需要在釜体的封头上设置人孔。人孔标准按公称压力为0.6MPa 的等级选取。
该反应釜在最高工作压力小于或等于0.6MPa 的条件下工作，从人孔类型系列标准可知，公称压力为0.6MPa 的人孔类型很多。本设计采用旋柄快开人孔DG450。
该人孔标记为：HG2151695 人孔（R.A —2707）450 HG 21515—95.
如前计算所示（具体开孔情况，见精馏塔工艺条件图）；各接管开孔面积的总和均等于1.3~1.5倍的管截面积，乙醇进料管、乙酸进料管、出料口接管、夹套水进出口接管、温度管口开孔面积均取1.3倍管的截面积。
5.3.2 补强
为了降低峰值应力，需要对结构开孔部位进行补强，以保证容器安全运行。开孔应立集中的程度和开孔的形状有关，圆孔的应力集中程度最低，因此本设计均采用圆孔。
由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。本设计所选用的人孔筒节内径450d mm =，壁厚20n mm δ=。故补强圈内径1484D mm =，外径
2760D mm =，补强圈的厚度按下式估算：
()2145020 2.824.96760450
e
d mm D D δδ?-==≈--补
取整后，人孔处的补强圈取25mm 厚。
当壳体开孔满足全部满足条件时可不另行补强：①设计压力小于或等于 2.5MPa ：②两相邻开孔中心的间距应不小于两开孔直径之和的两倍：③接管公称外径小于或等于89mm 。
乙醇进料管5.357?φ,乙酸进料管489?φ，均满足可不另行补强的条件，不进行补强。 出料管6133?φ，夹套水进出口接管4108?φ，温度计管口4108?φ，开孔较大，需对其进行开孔补强。根据GB 1501998规定，采用补强圈结构补强时应遵循：①钢材的标准抗拉强度下限值
540b MPa σ≤；②补强圈厚度小于或等于1.5n δ；③壳体名义厚度
38n mm δ≤。根据已知条件，可判断出符合补强圈补强的条件。则此处采用补强圈补强。
出料管补强圈标记为： dN 133×6mm-D-01810Cr Ni Ti JB/T 4736。
夹套水进出口接管、温度计管口补强圈标记为： dN 108×4mm-D-01810Cr Ni Ti JB/T 4736。
5.4 釜体法兰联接结构的设计
根据DN ＝2600mm 、PN ＝0.6MPa ，由[8]确定容器法兰的类型为乙型平焊法兰。
标记：法兰RF2600-0.6 JB/T4701 材料：01810Cr Ni Ti 公称直径DN/
mm
法兰/mm 螺栓
D
1D
2D
3D 4D
δ
d
规格 数量
2600
2760
2715
2676
2656
2653
96
27
M24
72
法兰结构尺寸
根据PN ＝0.6MPa ＜1.6MPa 、介质温度90℃和介质的性质，参照[8] 知密封面形式为光滑面。
垫片选用耐油橡胶石棉垫片，材料为耐油橡胶石棉板（GB/T539）。垫片标记为：垫片 2600—0.6 JB4704—2000。
5.5 支座选型及设计
支座用来支承和固定设备。常用的有耳式支座和鞍式支座。本设计采用耳式支座。耳式支座又有A 、AN 和B 、BN 型四种，本设计选用耳式B 型支座，支座数量为4个。
反应釜总质量的估算：4321m m m m m +++=
式中：1m —釜体的质量（kg ）；2m —夹套的质量（kg ）；3m —搅拌装置的质量（kg ）；4m —附件的质量（kg ）。
其中：kg kg m 218842.2187572251403.21≈=?+?= kg kg m 10788.10774135542.12≈=+?= kg m 1003≈，kg m 1004≈
则kg kg m 3500346610010010782188≈=+++=
反应釜内的物料质量约为kg V M O H 41106.178.1510002?≈?==ρ（以水装满釜体计算），夹套中水的质量kg M 10002≈。故物料总质量kg M 434107.1101106.1?=?+?=。
装置的总质量：kg m 444'1005.21035.0107.1?=?+?=
每个支座承受的重力'Q 约为：KN g m Q 3.504/81.91005.24/4''=??==。
选择B 型带垫板，8号耳式支座，支座材料为Q235-A.F ，垫板材料为9190Ni Cr ，垫板厚度为16mm ，其规定标记为；JB/T4725-92 耳座B8，163=δ。
H
底板
筋板 垫板 地脚螺栓
1l 1b 1δ
1S 2l 2b 2δ
3l 3b 3δ
e
d
规格
600 480 360 26
145 510 380 18
720 600
16
72
36
M 30
B 型耳式支座的尺
夹套搅拌反应器设计(DOCX 30页)
夹套搅拌反应器设计 课程设计说明书设计题目夹套搅拌反应器设计 学生 学号 专业班级 指导老师耿绍辉 化工设备基础 Nefu.20121228
夹套搅拌反应器设计 目录 第一章设计方案简介 1.1反应釜的基本结构 1.2反应釜的机械设计依据 第二章反应釜机械设计的内容和步骤 第三章反应釜釜体的设计 3.1 罐体和夹套计算 3.2厚度的选择 3.3设备支座 3.4手孔 3.5选择接管、管法兰、设备法兰 第四章搅拌转动系统设计 4.1转动系统设计方案 4.2转动设计计算：定出带型、带轮相关计算 4.3选择轴承 4.4选择联轴器 4.5罐体搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计4.6电动机选择 第五章绘制装配图 第六章绘制大V带轮零件图 第七章本设计的评价及心得体会 第八章参考文献
夹套搅拌反应器设计 第一章设计方案简介 搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产或多或少地应用着搅拌操作，化学工艺过程的种种物理过程与化学过程，往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的，而带搅拌的反应器则以液相物料为特征，有液-液、液-固、液-气等相反应。 搅拌的目的是：1、使互不相溶液体混合均匀，制备均匀混合液、乳化液、强化传质过程；2、使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应；3、制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或发生液-固化学反应；4、强化传热，防止局部过热或过冷。所以根据搅拌的不同目的，搅拌效果有不同的表示方法。 搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌时比较弱的，所以在工业生产，大多数的搅拌操作均是机械搅拌。本设计实验要求的就是机械搅拌搅拌器设备的设计遵循以下三个过程：1根据搅拌目的和物理性质进行搅拌设备的选型。2在选型的基础进行工艺设计与计算。3进行搅拌设备的机械设计与费用评价。在工艺与计算中最重要的是搅拌功率的计算和传热计算。 1.1反应釜的基本结构
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
中南大学 《钢结构基本原理》 课程设计 设计名称：钢框架主次梁设计 专业班级：土木1112班 姓名：周世超 学号： 指导老师：龚永智 设计任务书 （一）、设计题目 某钢平台结构（布置及）设计。 （二）、设计规范及参考书籍 1、规范 （1）中华人民共和国建设部. 建筑结构制图标准[S]（GB/T50105－2001） （2）中华人民共和国建设部. 房屋建筑制图统一标准[S]（GB/T50001－2001） （3）中华人民共和国建设部. 建筑结构荷载规范[S]（GB5009－2001）（4）中华人民共和国建设部. 钢结构设计规范[S]（GB50017－2003）（5）中华人民共和国建设部. 钢结构工程施工质量验收规范[S]（GB50205-2001） 2、参考书籍
（1）沈祖炎等. 钢结构基本原理[M]. 中国建筑工业出版社，2006 （2）毛德培. 钢结构[M]. 中国铁道出版社，1999 （3）陈绍藩. 钢结构[M]. 中国建筑工业出版社，2003 （4）李星荣等. 钢结构连接节点设计手册（第二版）[M]. 中国建筑工业出版社，2005 （5）包头钢铁设计研究院?中国钢结构协会房屋建筑钢结构协. 钢结构设计与计算（第二版）[M]. 机械工业出版社，2006 （三）、设计内容 某多层图书馆二楼书库楼面结构布置示意图如图一所示，结构采用横向框架承重，楼面板为120mm厚的单向实心钢筋混凝土板。荷载的传力途径为：楼面板—次梁—主梁—柱—基础，设计中仅考虑竖向荷载与动荷载的作用。框架按照连续梁计算，次梁按照简支梁计算。其中框架柱为焊接H型钢，截面尺寸为H600X300X12X18，楼层层高取3.9米 采用的钢材为Q345，焊条为E50 柱网尺寸9 ×9，永久荷载5，活荷载10 活荷载分项系数为1.4 恒荷载分项系数为1.2 （四）、设计内容要求 1)验算焊接H型钢框架柱的承载能力，如不满足请自行调整 2)设计次梁截面CL-1（热轧H型钢）。 3)设计框架主梁截面KL-1（焊接工字钢）。 4)设计框架主梁短梁段与框架柱连接节点，要求采用焊缝连接，短
课程设计说明书 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：
要求与说明 一、学生采用本报告完成课程设计总结。 二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。所附设备安 装用计算机绘图画出。 三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。
目录 一、设计任务书 (5) 二、设计方案简介 (6) 1.1罐体几何尺寸计算 (7) 1.1.1确定筒体内径 (7) 1.1.2确定封头尺寸 (8) 1.1.3确定筒体高度 (9) 1.2夹套几何计算 (10) 1.2.1夹套内径 (10) 1.2.2夹套高度计算 (10) 1.2.3传热面积的计算 (10) 1.3夹套反应釜的强度计算 (11) 1.3.1强度计算的原则及依据 (11) 1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (12) 1.3.2.1压力计算 (12) 1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (12) 1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14) 1.3.4水压试验校核 (16) （二）、搅拌传动系统 (16) 2.1进行传动系统方案设计 (17) 2.2作带传动设计计算 (17) 2.2.1计算设计功率Pc (17) 2.2.2选择V形带型号 (17) 2.2.3选取小带轮及大带轮 (17) 2.2.4验算带速V (18) 2.2.5确定中心距 (18) (18) 2.2.6 验算小带轮包角 1 2.2.7确定带的根数Z (18) 2.2.8确定初拉力Q (19) 2.3搅拌器设计 (19) 2.4搅拌轴的设计及强度校核 (19) 2.5选择轴承 (20) 2.6选择联轴器 (20) 2.7选择轴封型式 (21) （三）、设计机架结构 (21) （四）、凸缘法兰及安装底盖 (22) 4.1凸缘法兰 (22) 4.2安装底盖 (23) （五）、支座形式 (24) 5.1 支座的选型 (24) 5.2支座载荷的校核计算 (26)
目录 一.概述……………………………………………………………2-6页 1.1化学反应器的基本介绍………………………………… 2-3页 1.2夹套式反应器的控制要求…………………………………3 页 1.3夹套式反应器的扰动变量………………………………3-4页 1.4基本动态方程式…………………………………………4-6页二．控制系统方案的确定…………………………………………6-7页三．控制系统设计…………………………………………………7-18页 3.1被控变量和控制变量的选择………………………………7-8页 3.2主、副回路的设计…………………………………………8-9页 3.3现场仪表选型………………………………………………9-12页 3.4主、副控制器正反作用选择………………………………12-13页 3.5控制系统方框图……………………………………………13页 3.6分析被控对象特性及控制算法的选择……………………13-14页 3.7控制系统整定及参数整定…………………………………14-18页四．课程设计总结……………………………………………………18页五．结束语……………………………………………………………18页六．参考文献…………………………………………………………19页
一概述 1.1 化学反应器的基本介绍 反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。 化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四 个方面分类： 一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器 通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物 料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。 连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。 二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类 物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。 三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。 四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器[1]。 绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反应过程的热效应大时，必须对反应器进行换热，其换热方式有夹套式、蛇管式、列管式等。如今用的最广泛的是夹套传热方式，且采用最普通的夹套结构居多。随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化。也大大促进了夹套反应器的反展。 夹套式反应器是一类重要的化工生产设备，由于化学反应过程伴有许多化学和物理现象以及能量、物料平衡和物料、动量、热量和物质传递等过程，因此夹套反应器操作一般都比较复杂，夹套反应器的自动控制就尤为重要，他直接关系到产品的质量、产量和安全生产。
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
课程设计任务书 题目：梯形钢屋架 ——某工业厂房 适用专业：土木工程2010级 指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰 太原理工大学建筑与土木工程学院 2013年12月
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋面排水坡度见表1，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。不考虑积灰荷载。 注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2（6.0m） 0.40kN/m2（7.5m） 三、设计内容及要求 要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。 1. 设计内容 （1）进行屋盖结构布置并选取计算简图； （2）屋架内力计算及内力组合； （3）屋架杆件设计； （4）屋架节点设计； （5）屋架施工图。 2. 设计要求 （1）整理设计计算书一份 ○1设计条件 ○2结构布置 ○3计算简图 ○4荷载选取 ○5内力计算 ○6内力组合 ○7构件设计 ○8节点设计 ○9挠度验算 （2）绘制施工图 ○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图； ○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。
表1 梯形钢屋架课程设计任务表 坡度1:10 1:20 长度（m）60（柱距6m）75（柱距7.5m）72（柱距6m）90（柱距 题号跨度 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 27 30 21 24 地点 北京市 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 上海市17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 乌鲁木齐33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4546 成都市49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 南京市65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 哈尔滨81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 太原市97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 运城市113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 长治市129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 吕梁市145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 四、参考资料 （1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社 （2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社 （3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012 （4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社 （5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院 （6）钢结构设计规范，GB 50017-2003 （7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社
乙酸乙酯间歇反应釜 工 艺 设 计 说 明 书
目录 前言 (3) 摘要 (4) 一．设计条件和任务 (4) 二.工艺设计 (6) 1. 原料的处理量 (6) 2. 原料液起始浓度 (7) 3. 反应时间 (7) 4. 反应体积 (8) 三. 热量核算 (8) 1. 物料衡算 (8) 2. 能量衡算 (9) 3. 换热设计 (12) 四. 反应釜釜体设计 (13) 1. 反应器的直径和高度 (13) 2. 筒体的壁厚 (14) 3. 釜体封头厚度 (15) 五. 反应釜夹套的设计 (15) 1. 夹套DN、PN的确定 (15) 2. 夹套筒体的壁厚 (15) 3. 夹套筒体的高度 (16) 4. 夹套的封头厚度 (16) 六. 搅拌器的选型 (17) 1. 搅拌桨的尺寸及安装位置 (17) 2. 搅拌功率的计算 (18) 3. 搅拌轴的的初步计算 (18) 结论 (19) 主要符号一览表 (20) 总结 (21) 参考书目 (22)
前言 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，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，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。
化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目: 管式反应器设计 化工系
化工专业课程设计——设计文档质量评分表( 100分)
评委签名: 日期:
目录 绪论 (1) 1设计内容与方法介绍 (2) 1.1反应器设计概述 (2) 1.2设计内容 (3) 1.3生产方法介绍 (4) 1.4反应器类型特点 (6) 1.5反应器选择及操作条件说明 (7) 2工艺计算 (8) 2.1主要物性数据 (8) 2.2MATLAB 计算，确定管长，主副反应收率 (8) 2.3管数计算 (10) 3压降计算公式 (10) 4催化剂用量计算 (11) 5换热面积计算 (11) 6反应器外径计算 (12) 7壁厚计算 (13) 8筒体封头计算 (13) 9管板厚度计算 (14) 10设计结果汇总 (14) 11设计小结 (15)
绪论 管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器能够很长, 如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构能够是单管, 也能够是多管并联, 能够是空管, 如管式裂解炉, 也能够是在管内填充颗粒状催化剂的填充管, 以进行多相催化反应, 如列管式固定床反应器。一般, 反应物流处于湍流状态时, 空管的长径比大于50, 填充段长与粒径之比大于100(气体)或200( 液体) , 物料的流动可近似地视为平推流。管式反应器返混小, 因而容积效率( 单位容积生产能力) 高, 对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。另外, 管式反应器可实现分段温度控制。管式反应器在近40年里, 由于其体积小, 效率高的特点, 在化工中的应用与发展十分迅速。因此, 对管式反应器的研究具有深远的意义。 中国自20世纪80年代引进这一先进技术后, 由上海化工研究院、南华集团设计院和郑州工业大学在”七五”期间承担了管式反应器的国家攻关项目, 四川大学在”八五”、”九五”、”十五”期间也承担了管式反应器的国家攻关项目和有关基础研究工作。一些研究、设计院和高校大力协同, 积极开展基础研究工作和承担工程项目, 至今取得了很大的成绩, 填补了这一领域的空白。随着现代高科技的发展, 中国研制的新型管式反应器也必将赶上世界先进水平, 在化工界占有一席之地。
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 参考实例： 钢结构课程设计例题 －、设计资料 某一单层单跨工业长房。厂房总长度为120m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为－20℃。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺120mm 厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面活荷载标准值为0.6kN/㎡，雪荷载标准值为0.75kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm ×400mm，所用混凝土强度等级为C20。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235―A―F，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸 屋架支撑布置见图2所示。 符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆） 图2 屋架支撑布置图 三、荷载与内力计算 1.荷载计算 荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 放水层（三毡四油上铺小石子）0.35kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40kN/㎡保温层（120mm厚泡沫混凝土）0.12*6=0.70kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道设备自重0.10 kN/㎡ 总计 3.387kN/㎡可变荷载标准值 雪荷载0.75kN/㎡ 积灰荷载0.50kN/㎡ 总计 1.25kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN 组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=4.0644×1.5×6=36.59 kN 1 P=1.75×1.5×6=15.75 kN 2 组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN 屋架上弦节点荷载 3 P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN 4 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。 电子技术课程设计报告设计课题：反应测试器的设计与开发 专业班级：电气工程及其自动化 学生姓名：陈旭亮 指导教师：于爱华、张震宇、郑玉珍、瞿晓设计时间：2013/7/3——2013/7/11 自动化与电气工程学院 反应测试器的设计与开发 一、设计任务与要求： 设计任务：设计一个反应能力测试电路，当被测对象看到第一个LED点亮后，即迅速按下按键，用LED发光二极管指示人的反应速度的快慢。 除了LED显示，还可以增加蜂鸣器电路，按键过程中可以让它鸣叫， 也可以超时后鸣叫。 设计内容： 1、数字电路部分设计：用555芯片和CD4017芯片，设计一个反应能力测 试电路，当被测对象看到第一个LED点亮后，即迅速按 下按键，用LED发光二极管指示人的反应速度的快慢。 除了LED显示，还有蜂鸣器，过程中可以让它鸣叫，也 可以超时后鸣叫。该部分还用到相关的与非门、或非门、 非门等芯片（如74HC00、74HC02、74HC04等）以及三 极管（如8050，用于放大驱动）等器件。 2、模拟电路部分设计：用7805芯片和相关外围电容，设计一个5V 稳压电 源。考虑到安全性，不做降压和整流部分，而是直接通入 DC，如9V DC适配器。5V电源用于给数字部分供电。 设计要求： 1、基本部分：实现反应能力LED显示，LED显示要能区分出人反应速度的 快慢。可以用单个点亮（不同的LED点亮代表不同的反应速度）、 或多个点亮（点亮的LED越少，代表反应能力越快）的方法，诸 如此类，具体不作规定。 2、发挥部分：在基本部分基础上加入声音功能，可以在测试过程中让其鸣叫， 也可以测试超时后让其鸣叫，具体不作规定。 二、方案设计与论证： 反应测试器总体方框图如图所示： 《反应工程》 课程设计说明书 院（部）名称化学与材料工程学院学生姓名 设计项目乙酸乙酯的反应器设计 指导教师 专业班级化学工程与工艺 前言 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，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，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。 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 过程控制系统课程课题：反应釜温度控制系统 系另I」：电气与控制工程学院 专业：自动化_____________ 姓名： ________ 彭俊峰_____________ 学号：__________________ 指导教师： _______ 李晓辉_____________ 河南城建学院 2016年6月15日 反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC 调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。 1系统工艺过程及被控对象特性选取 被控对象的工艺过程 本设计以工业常见的带搅拌釜式反应器（CSTR）为过程系统被控对象。 反应器为标准3盆头釜，反应釜直径1000mm,釜底到上端盖法兰高度1376mm, 反应器总容积，耐压。为安全起见，要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过。反应器压力报警上限组态值为。反应器的工艺流程如图1-1所示。 S8Q A a珑厲娜口 图1-1釜式反应器工艺流程图 该装置主要参数如表1-1所示。各个阀门的设备参数如表1-2所示，其中，D g为阀门公称直径、K v为国际标准流通能力。 表1-1主要测控参数表 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 土建专业 钢结构 课程设计 钢结构课程设计 一、课程设计的性质和任务 《钢结构》是土木工程专业的重要专业课，为了加强学生对基本理论的理解和《钢结构》设计规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，必须在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用能力。课程设计又是知识深化、拓宽的重要过程，也是对学生综合素质与工程实践能力的全面锻炼，是实现本科培养目标的重要阶段。通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨、扎实的工作作风。为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。 课程设计的任务是，通过进一步的设计训练，使学生熟悉钢结构基本构件的设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般钢结构设计的基本技能；能够根据不同情况，合理地选择结构、构造方案，熟练地进行结构设计计算，并学会利用各种设计资料。 二、课程设计基本要求 课程设计是综合性很强的专业训练过程，对学生综合素质的提高起着重要的作用。基本要求如下： 1、时间要求。一般不少于2周； 2、任务要求。在教师指导下，独立完成一项给定的设计任务，编写出符合要求的设计说明（计算）书，并绘制必要的施工图。 3、知识和能力要求。在课程设计工作中，能综合应用各学科的理论知识与技能，去分 析和解决工程实际问题，使理论深化，知识拓宽，专业技能得到进一步延伸。通过毕业设计，使学生学会依据设计任务进行资料收集、和整理，能正确运用工具书，掌握钢结构设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、技术文件编写的能力，提高计算机的应用能力。 三、课程设计的内容 《钢结构》课程设计的选题要符合教学基本要求，设计内容要有足够的深度，使学生达到本专业基本能力的训练。对学习好、能力强的学生，可适当加深加宽。 题目：钢屋架设计 采用平面钢屋架作为设计题目。设计内容包括：屋架内力计算、屋架杆件设计；节点设计；施工图绘制以及材料用量计算等。 完成的设计成果包括：结构设计计算书一份，施工图1~3张（2号）。 普通钢屋架设计 案例及设计指导 参考题目： 一、题目：普通梯形钢屋架设计 （一）设计资料 郑州某工业厂房，长度102m，屋架间距6m，车间内设有两台20/5t中级工作工作制桥式吊车，屋面采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板。水混珍珠岩制品保温层10cm，20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度和屋面积灰荷载按指定的数据进行计算。 1、屋架跨度（1）24m （2）27m 2、屋面积灰荷载标准值（1）m2（2）m2钢结构课程设计参考示例
课程设计——反应测试器的设计与开发解析
乙酸乙酯反应器课程设计
化学反应工程期末考试试题及答案
反应釜温度过程控制课程设计
化学反应工程期末考试真题
钢结构课程设计
相关主题
文本预览