式中V0—封头体积;查《GB/T 25198-2010》[9]标准椭圆封头的形式和尺寸得V0=0.8270 m3;Di=1800mm代入上式中,得: =2.43m
圆整后取Hi=2.5m=2500mm。
筒体高度确定后,应按照圆整后的高度修正实际容积,则实际容积V=V封头+V筒体=0.8270+Π×1.82/4×2.5=7.20m3。
(3) 校核
参考《化工设备设计全书 搅拌设备设计》[2]P126,简单核算η、H/Di,大致符合要求即可。
Hi/Di=2.5/1.8=1.4接近1.6,大致符合要求。
2.2.2 封头的选择
碟形封头较好,但是成型困难,很少使用;锥形封头有利于排料,但是容易使流体形成停滞区,会产生死区;半球形封头在其内壁产生的应力最小,壁厚最薄,节省材料,但封头深度较大,制造困难;椭圆形封头与圆筒对接时受力最好,应力分布较好;综上选择标准椭圆形封头。封头规格如图2.1所示:
 
图2.1 标准椭圆封头
查《GB/T 25198-2010》[9]标准椭圆封头的形式和尺寸得到:筒体封头的尺寸如表2.1所示:
表2.1 筒体封头尺寸表
V0/ m3    A0 /m2    H /mm    h /mm
0.8270    3.6535    475    25
2.3 夹套工艺尺寸的确定
2.3.1 夹套的选择
(1) 夹套直径Dj的确定
根据《化工设备设计全书 搅拌设备设计》[2]P136表4-4,根据设计压力在0.6~1.6范围内,选择整体式夹套;根据表4-5 Di =1800mm,在700~1800mm之间,所以Dj= Di +100=1800+100=1900mm
(2) 夹套高度Hj的确定
设筒体液层深度为Z
釜体的总体积V总=V封头+V筒体=0.8270+Π×1.82/4×2.5=7.20m3
装料系数η=0.7,公称容积Vg=ηV=0.75V=0.75×8.02=6.015 m3,液层的高度为Z,则Z可由公式(2.3)求得:
                                         (2.3)
代入数值得: = =2.04m
根据《化工设备设计全书 搅拌设备设计》[2]P96,为保证充分传热,夹套高度一般比容器液面高出50~100mm,取高出液面60mm,根据式(2.4)再核算
                                     (2.4)
代入数值得:
所以Hj=Z+0.06=2.04+0.06=2.1m=2100mm。
(3) 夹套封头的选择
夹套封头DN=1900mm,查《GB/T 25198-2010》[9]标准椭圆封头的形式和尺寸得夹套封头尺寸如表2.2所示:
表2.2 夹套封头尺寸表
V0 /m3    A0 /m2    H/ mm    h/ mm
0.9687    4.0624    500    25
(4) 夹套传热面积校核
S筒体= =3.14×1.9×2.1=12.53 m2
S封头=4.0624 m2
S总= S筒体+ S封头=12.53+4.0624=16.6 m2﹥15.6 m2
所以满足传热要求。
(5)釜体及夹套的尺寸
经过以上计算可得釜体以及夹套的工艺尺寸如图2.2所示。
 
图2.2 釜体及夹套尺寸图
2.3.2 夹套的设计
(1) 夹套封闭结构确定
由《化工设备设计手册》[1]P956,夹套封口设计有封口锥和封口环两种,本次设计选择封口锥封口,封口锥的结构如图2.3所示结构:
本次设计选择如图(a)所示的结构。
因为δnj=δnj封=6mm,夹套封头为椭圆形,封头与夹套采用全焊接对接焊。
 
图2.3 夹套的封闭结构
 (2) 夹套封头与容器封头的连接结构
 
图2.4 夹套封头与容器封头的连接结构
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