氯乙烯聚合釜的设计说明书+CAD图纸+答辩PPT(5)
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