Проектирование реакторного аппарата с рубашкой и перемешивающим устройством
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
°метр жесткости фланцевого соединения:
Аф = [уп+уб +0,25(уф1+уф2)(Dб - Dс.п)2]1(6.21)
Аф = [3,0410-5 + 4,7210-5 + 0,25(0,059+0,062)(1,105-1,046)2]-1 =5467
Параметр жесткости фланцев:
Вф1 = уф1 (Dб - D - S0)(6.22)
Вф1 = 0,059(1,105-1,0-0,020)=0,005 1/МН;
Вф2 = уф2(Dб-D-S0)(6.23)
Вф2 = 0,062(1,105-1,0-0,020)=0,0053 1/МН.
Безразмерный коэффициент фланцевого соединения
? = Афуб = 54674,7210-5 = 0,258,(6.24)
Коэффициент жесткости фланцевого соединения
?ф =Аф[уБ+0,25(Вф1+Вф2)(Dб-Dс.п.)];(6.25)
?ф = 5467[4,7210-5+0,25(0,005+0,0053)(1,105-1,046)]=1,09
Равнодействующая внутреннего давленияд = 0,785Dс.п2р = 0,7851,0462 0,5=0,429 МН(6.26)
Реакция прокладок в рабочих условияхп = 2?Dс.пbЕmр = 23,141,0460,00852,50,5=0,07 МН(6.27)
Усилия, которое возникает от температурных деформаций фланцевого соединения:
ф = ?zбfбЕб(?фt tф-?бttб)(6.28)
ф = 0,258442,35110-42,11105(12,610-6120-9,610-6116)=0,224 МН
где ?фt = (?ф1t+ ?ф2t)/2 = (12,610-6+12,610-6)/2=12,610-6.(6.29)
Монтажное болтовое усилие фланцевого соединения по разным условиям
Рб1/ = ?Dс.пbЕq = 3,141,0460,008520 = 0,558 МН(6.30)
Рб1// = ?ф(QДР) +Rп+4М/Dс.п(6.31)
Рб1// = 1,09(0,4290)+0,07+40/1,046 = 0,538 МН
Расчетная болтовая нагрузка (р > 0,6 МПа):
Рб1 = max {Рб1/;Рб1//},(6.32)
Рб1 = max {0,558;0,538} = 0,558 МН
Условие мощности прокладки
[q](6.33)
- условие прочности прокладки выполнено.
Болтовая нагрузка в рабочих условиях:
РБ2=РБ1+(1-ф)•(QдР)+Qtф+4М/Dcп,(6.34)
Рб2 = 0,558+(1-1,09)(0,4290)+0,224+40/1,046 = 0,82 МН.
Расчетная болтовая нагрузка:
Рбф =max{Рб1;Рб2 }= max {0,558; 0,82}= 0,82 МН.(6.35)
Напряжение растяжения болтов (шпилек) в рабочих условиях и условиях монтажа соответственно:
;(6.36)
.(6.37)
Момент, что скручивает, при затягивании гаек
Мскр = МНм.(6.38)
Касательное напряжение в болтах (шпильках)
?б = (6.39)
Эквивалентное напряжение в болтах (шпильках):
(6.40)
(6.41)
Условие мощности болтов (шпилек)
?БЕ20 ? [?б]20;(6.42)
,5 МПа < 230 МПа - условие выполнено;
?БЕt ? [?б]t(6.43)
МПа < 228 МПа - условие выполнено
Приведенный изгибающий момент в диаметральном сечении фланца в условиях монтажа:
М01ф=0,5•РБ1(DБ-Dc.п)=0,5•0,558•(1,105-1,046)= 0,0165 МН?м.(6.44)
Приведенный изгибающий момент в диаметральном сечении фланца в рабочих условиях:
М02ф=0,5•[PБ2(DБ-Dc.п)+Qд(Dc.п-D-SE)]•/,(6.45)
М02ф =0,5•[0,82•(1,105-1,046)+0,429•(1,046-1-0,02)] 147/146=0,03 МНм.
Расчетный приведенный момент в диаметральном сечении фланца
М0ф= max{0,0165 МНм, 0,03 МНм}=0,03 МНм.(6.46)
Вспомогательная величина
? =20•S0=20•0,010=0,2(6.47)
Расчетный диаметр при D ? ?
D* = D = 1,0 м.(6.48)
Максимальные напряжения в сечении S0 фланцев от действия изгибающего момента М0ф:
(6.49)
(6.50)
Максимальное кольцевые напряжения в дисках фланцев от действия изгибающего момента М0ф:
(6.51)
(6.52)
Кольцевые меридиональные напряжения во втулке фланцев от действия внутреннего давления:
(6.53)
(6.54)
Эквивалентные напряжения в сечении So:
(6.55)
(6.56)
Условия прочности:
,(6.57)
;(6.58)
МПа < (600•0,9=540 МПа) - условие прочности выполнено;
МПа < (600•0,9=540 МПа) - условие прочности выполнено.
Условие герметичности фланцевого соединения:
;(6.59)
, (6.60)
где =0,009 рад - допускаемый угол поворота фланца [14]
(6.61)
=0,008 рад < =0,009 рад - условие герметичности выполнено.
=,(6.62)
=0,0082 рад < =0,009 рад - условие герметичности выполнено.
Окончательно принимаем фланцы:
Фланец 4-1200-10- ВСт3сп ГОСТ 28759.2-90.
Фланец 5-1200-10- ВСт3сп ГОСТ 28759.2-90.
7. Выбор опоры
Вертикальные аппараты обычно устанавливают на стойках, если их размещают внутри помещения, или на подвесных лапах, когда аппарат размещают между перекрытиями в помещении или на специальных стальных конструкциях.
По заданию тип опор - лапы.
Берем тип опоры - лапы.
Все опоры для стальных сварных аппаратов стандартизованные.
Конструкции опор для вертикальных аппаратов показаны на рис.14.1 [7], а их основные характеристики - в табл. 14 1 - 14.4 [7]. В зависимости от толщины стенки корпуса аппарата лапы привариваются или непосредственно к корпусу, или к накладному листу.
Материал этих деталей выбирается из условия эксплуатации. Накладной лист приваривают к корпусу аппарата сплошным швом. Если опоры изготовлены из углеродистой стали, а аппарат - из коррозионностойкой стали, накладные листы должны быть изготовлены из стали той же марки, что и корпус аппарата.
Число опор определяется расчетом и конструктивными исследованиями: лап должно быть не меньше двух, стоек - не меньше трех.
Масса пустого аппарата:
(7.1)
где - масса обечайки аппарата, кг;
- масса днища аппарата, кг;
- масса крышки аппарата, кг;
- масса обечайки рубашки, кг;
- масса днища рубашки, кг;
- масса фланца, кг;
- масса перемешивающего устройства, кг;
=440 кг - масса привода, кг;
,05 - коэффициент, учитывающий массу неучтенных устройств (люков, штуцеров и т. п.).
Масса обечайки аппарата:
(7.2)
Масса днища аппарата:
(7.3)
Масса крышки аппарата:
(7.4)
Масса обечайки рубашки:
(7.5)
Масса днища рубашки:
(7.6)
Масса фланца:
(7.7)
Масса перемешивающего устройства: .
Масса пустого аппарата:
Масса раствора:
в аппарате:
(7.8)
в рубашке:
(7.9)
где - объем жидкости в рубашке, кг;
(7.10)
Масса аппарата, заполненного жидкостью:
(7.11)