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安徽工程大学课程设计任务书

班级：课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 学生姓名：

指定参数： 1． 全容：50m3 2． 容积系数：75% 3． 径高比：1：2 4． 锥角：900 5．

工作介质：啤酒

设计内容： 1．

完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印）

1) 封面 2) 设计任务书

3) 生物反应器设计化工计算 4) 完成生物反应器设计热工计算 5) 完成生物反应器设计数据一览表 2．

完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A4纸打印）

设计主要参考书： 1． 生物反应器课程设计指导书 2． 化学工艺设计手册 3． 机械设计手册 4． 化工设备 5．

化工制图

接受学生承诺：

本人承诺接受任务后，在规定的时间内，独立完成任务书中规定任务 接受学生签生物工程教研室

2010-11-15

字：

啤酒露天发酵罐设计

第一节 发酵罐的化工设计计算

一、发酵罐的容积确定

在选用时V全=50m3的发酵罐

则V有效=Ｖ全×?=50×75%= 37.5m3（?为容积系数）

二、基础参数选择

1．D:H: 选用D:H=1:2 2．锥角： 取锥角为900 3．封头：选用标准椭圆形封头

4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3

6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂

三、D、H的确定

由D:H=1：2，则锥体高度H1=D/2tan450=D/2(450为锥角的一半) 封头高度H2=D/4=0.25D

圆柱部分高度H3=（2-0.5-0.25）D=1.25D 又因为V全=V锥+V封+V柱

???×D2/4×H1+×D3+ ×D2×H3

2434 =50 m3 = 得D=3.43m

查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm 再由V全=50m3，D=3.4m

得径高比为： D: H=1:2

由D=3400mm查表得 椭圆封头几何尺寸为：

h1=850mm h0=50mm F=13.0m2 V=5.60m3 筒体几何尺寸为： H=4137mm F=38.115m2 V=44.856m3 锥体的几何尺寸为： h0=50mm r=471mm H=1895mm F=

?2??2

d2??=19.43m ?0.7?0.3cosa??0.64??4sina??V=

???23

=9.74m d3?0.7?0.3cosa?0.72???24?tga??则：锥形罐总高：H=850+50+4137+50+1895=6982mm 总容积：V=5.60+44.856+9.74=60.196 实际充满系数?：37.5/60.196=62.3% 罐内液柱高：

H丿=

37.5?9.742

*10+(3002+50)=6706.3mm 2?*3.6/4四、发酵罐的强度计算

（一）罐体为内压容器的壁厚S计算 1.标准椭圆封头