南宫NG28

要计算不同容量和压力下不锈钢反应釜的壁厚，我们可以使用上述的薄壁圆筒承受内压的设计公式。我们假设反应釜为圆柱形，具体参数如下：

假设条件

• 材料许用应力（σ）：150 MPa
• 焊缝系数（E）：0.85
• 腐蚀裕量（C）：2 mm

壁厚计算公式

$t = \frac{P \cdot D}{2 \cdot \sigma \cdot E - P} + C$

其中：

• $t$ = 壁厚
• $P$ = 设计压力
• $D$ = 内径
• $\sigma$ = 材料的许用应力
• $E$ = 焊缝系数
• $C$ = 腐蚀裕量

计算步骤

1. 计算内径：假设内径 $D$ 和高度 $H$ 比例为1:1，即 $D \approx H$。对于圆柱形反应釜，体积 $V$ 和内径 $D$ 的关系为： $V = \pi \cdot \left( \frac{D}{2} \right)^2 \cdot D$ $D^3 = \frac{4 \cdot V}{\pi}$

2. 计算壁厚：将内径 $D$ 代入壁厚公式计算。

计算结果

1升反应釜（体积：1000 cm³）

• 内径 $D \approx 12.7$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 12.7}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 2.20 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 12.7}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 4.67 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 12.7}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 8.67 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 12.7}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 20.75 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 12.7}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 37.80 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 12.7}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 71.70 \text{ mm}$

2升反应釜（体积：2000 cm³）

• 内径 $D \approx 16.1$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 16.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 2.66 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 16.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 5.88 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 16.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 10.77 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 16.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 26.62 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 16.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 47.43 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 16.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 88.28 \text{ mm}$

5升反应釜（体积：5000 cm³）

• 内径 $D \approx 22.1$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 22.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 3.11 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 22.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 6.48 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 22.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 11.61 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 22.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 29.38 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 22.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 53.15 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 22.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 99.45 \text{ mm}$

10升反应釜（体积：10000 cm³）

• 内径 $D \approx 31.1$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 31.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 4.34 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 31.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 8.65 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 31.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 15.59 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 31.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 40.24 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 31.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 71.91 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 31.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 132.25 \text{ mm}$

20升反应釜（体积：20000 cm³）

• 内径 $D \approx 39.8$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 39.8}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 5.54 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 39.8}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 11.00 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 39.8}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 20.40 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 39.8}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 51.12 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 39.8}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 94.60 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 39.8}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 175.21 \text{ mm}$

30升反应釜（体积：30000 cm³）

• 内径 $D \approx 47.1$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 47.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 6.31 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 47.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 12.66 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 47.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 23.52 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 47.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 58.30 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 47.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 108.87 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 47.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 198.51 \text{ mm}$

50升反应釜（体积：50000 cm³）

• 内径 $D \approx 55.1$ cm
• 壁厚（mm）：
  • 0.5 MPa: $t \approx \frac{0.5 \cdot 55.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 0.5} + 2 \approx 7.85 \text{ mm}$
  • 1 MPa: $t \approx \frac{1 \cdot 55.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 1} + 2 \approx 15.41 \text{ mm}$
  • 2 MPa: $t \approx \frac{2 \cdot 55.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 2} + 2 \approx 28.72 \text{ mm}$
  • 5 MPa: $t \approx \frac{5 \cdot 55.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 5} + 2 \approx 71.23 \text{ mm}$
  • 10 MPa: $t \approx \frac{10 \cdot 55.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 10} + 2 \approx 131.45 \text{ mm}$
  • 20 MPa: $t \approx \frac{20 \cdot 55.1}{2 \cdot 150 \cdot 0.85 - 20} + 2 \approx 243.54 \text{ mm}$