20立方米机械搅拌通风发酵罐设计+CAD图纸(6)
名义厚度 =3+0.6+2+ = 6 mm
2.3.2 罐体封头厚度计算
罐体封头厚度由式（2.3）计算：
（2.3）
mm
名义厚度 =3+0.6+2+ =6mm
2.4 水压试验校核
液压试验压力：
当设计温度小于200℃时， 接近，取 =1
所以： MPa
水压试验时罐壁内产生的最大应力： （2.4）
式中： ； mm；C=2.6m代入得 MPa
该条件下16MnR的 = 345MPa，则常温下水压时的许可应力为： MPa
因 ，水压试验的强度足够。
3 传动装置设计
3.1 搅拌器的设计
选搅拌器时，考虑两方面的因素，一是介质的性质，如被搅拌液体的黏度、密度及腐蚀性；另一方面是反应过程的特性及传质传热的要求等。本次设计采用应用较广的涡轮式搅拌器。这类搅拌器与推进式搅拌器相似，搅拌速度也较大，切向线速度3~8m/s，D：L：h=20：5：4，弯叶数多为6叶。涡轮搅拌器使流体均匀地由垂直方向运动改变成水平方向运动，自涡轮流出的高速液流沿圆周切线方向散开，从而使整个液体体积内得到剧烈搅拌。
机械搅拌通风发酵罐的搅拌涡轮有三种型式，分平叶式、箭叶式和弯叶式。可根据发酵特点、基质及菌体特性选用。参考发酵工厂工艺设计概论P103，由于黑曲霉发酵过程中有中间补料操作，对混合要求较高，因此选用弯叶圆盘涡轮式搅拌器。
低黏度均相液体混合时，容器内径与的搅拌器直径比值 在（6：1）~（3：1），取 =700， =2300/700=3.28符合标准。
根据HG 3796.5-2005[13]，弯叶圆盘涡轮式搅拌器的型式和尺寸如图2.2和表2.3所示。
图2.2 搅拌器的型式
表2.3 搅拌器的尺寸
Dj d d2 D1 d1 d0
B h h2 L b t 许用
扭矩
M 参考质量G
700 90 145 470 M12 M10 6 8 140 170 40 175 25 95.4 4597 32.1
3.2 搅拌轴的设计
3.2.1 搅拌轴功率计算
（1）不通气时轴功率计算
搅拌过程进行时需要动力，这动力也称搅拌功率，具有一定结构形状的设备中装有一定物性的液体，其中用一定形式的搅拌器以一定的转速进行搅拌时，将对液体做功并使之发生流动，这是使搅拌器连续运转所需要的功率即搅拌功率。显然，搅拌功率是搅拌器的几何参数、搅拌罐的几何参数、物料的物性参数和搅拌器的运转参数的函数。
搅拌功率准数Np是搅拌设备最基本得特征参数之一，搅拌功率：
（3.1）
影响搅拌功率P的主要因素有以下四种：
①搅拌器的集合尺寸和转速：如叶轮的直径d、叶宽b、叶片倾角 、转速N、单个叶片数Np和叶轮离罐底宽度e等。
②搅拌容器的结构：如罐形、罐径D、深度H、挡板数Nb和挡板宽度Wb等。
③搅拌介质的特性：液体的密度 、粘度 等。
④重力加速度g等。
上述影响因素可以用下式关联：
式中：B—桨叶宽，m； d—搅拌器直径，m；
D—搅拌容器内径，m； Fr—弗劳德数， ；