曹宁宁生物反应器课程设计

安徽工程大学机电学院

S=

KP设Dg2?????0.5Pt?C

P设=1.1×（2.5＋0.9）=3.74㎏／㎝2（0.9为静压） K=0.716 S=

KP设Dg2?????0.5Pt?C

=0.716×3.74×3400/(2×1520×0.9－0.5×3.74) ＋C =3.33＋C

=3.33＋0.6＋2＋0.59 =6.52mm (2)锥体 S=

f?PDg?????0.5Pt?C

S0=

f?PDg

???t??0.5P=0.60×3.74×3400/(1520×0.9－0.5×3.74) （f查表为0.60） =5.58mm

S= S0＋C=5.58＋0.6＋2＋0.59=8.77mm 取S=10mm h0=25mm 校核锥体所受最大应力处： σ=

PD中2scos45?

=3.74×3410/(2×10×cos35°) =778.5≦[σ]t

（二）锥体为外压容器的壁厚计算

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1．标准椭圆封头 设S0=5mm

R内=0.9Dg=3060mm

R内／100S0=3060／100×5=6.12 查图表4-1得B=375

[P ]=B×S0／R内=375×5／3060=0.61㎏／㎝2＞0.3㎏／㎝2 满足要求

取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm 则S=S0＋C=8mm 2．筒体 设S0=5mm L/D=0.57 D=3400/5=680 查图表4-1得 B=320

[P ]=320×5／3400=0.47㎏／㎝2＞0.3㎏／㎝2 S0=5mm

故可取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm 则S= S0＋C=8mm 3．锥形封头 因为α=45°

所以22.50°＜α＜60°

按第四章发酵罐设计的中封头设计可知，加强圈间中锥体截面

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积最大直径为： 2×3115／2×tan35°=2181.5mm

取加强圈中心线间锥体长度为1557.5mm 设S0=5mm

L／D=1557.5／3400=0.458 D／S0=3400／5=680 查表4-1得B=370

[P ]=B×S0/D=370×5/3400=0.54㎏／㎝2＞0.3㎏／㎝2 故取S0=5mm

C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm 所以S= S0＋C=8.2mm 取S=9㎜

综合前两步设计，取两者中较大的。由生产经验确定 标准椭圆型封头厚度为8mm h0=50mm 圆筒壁厚 8mm

标准型封头壁厚 10mm h0=50mm 五、锥形罐的强度校核

1．内压校核

液压试验 P试=1.25P设

由于液体的存在，锥体部分为罐体受压最中之处即最危险 设计压力 P=3.74㎏／㎝2 液压试验 P设=1.25P=4.68㎏／㎝2 查得A3钢σ=2400㎏／㎝2

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?试?P试?Dg??S?C??2?S?C?

=4.68×[3400＋(10-3.2)]/2×(12-3.2) =905.9㎏／㎝2

0.9ψσ=0.9×0.9×2400=1944㎏／㎝2＞σ试 可见符合强度要求，试压安全 2．外压试验 以内压代替外压

P=1.5×（S＋C）=1.5×（1.0＋0.3）=1.3㎏／㎝2 P试=1.25P=1.63㎏／㎝2＜P内试 故可知试压安全 3．刚度校核

本设计中允许S=2×3400／1000=6.8mm 而设计时取厚度为S=8mm，故符合刚度要求

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