Аппараты с перемешивающими устройствами
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
bsp;
.1.1 Оболочки, нагруженные внутренним давлением
1.)Расчёт толщины стенки цилиндрической обечайки.
S = + Ск + С1 ,
где D - внутренний диаметр, мм;
[s] - допустимое напряжение ([s]=139 МПа);
?- коэффициент прочности продольного сварного шва обечайки (?=1,0);
Ск - прибавка на коррозию, мм;
С1 - дополнительная прибавка на округление до стандартной толщины листа, мм.
S = + 2 + С1 = 3,24 + С1 = 4 мм
(по таблице [5, табл. 7] - Рекомендуемый сортамент листовой стали ГОСТ 5681-57).
С1 = 4 - 3,24 = 0,76 мм.
2.)Расчёт эллиптической крышки.
Для стандартных крышек исполнительная толщина стенки
Sэ = + Ск + С1 ,
где Sэ - толщина стенки эллиптической крышки (днища), м
Sэ = + 2 + С1 = 3,24 + С1 = 4 мм.
(по таблице [5, табл. 7] - Рекомендуемый сортамент листовой стали ГОСТ 5681-57).
С1 = 4 - 3,24 = 0,76 мм.
.1.2 Оболочки, нагруженные наружным давлением.
1.)Расчёт толщины стенки цилиндрической обечайки
Толщина стенки цилиндрической обечайки предварительно определяется по формуле:
S = max{k2 D10 -2; 1,1 тАв} + Ск + С0 ,
Коэффициент k2 определяется по номограмме в зависимости от вспомогательных коэффициентов:
k1 = ; k3 = ; k4 = ;
где ny - коэффициент запаса устойчивости в рабочем состоянии
(ny = 2,4);
Е - модуль продольной упругости для материала обечайки при расчётной температуре стенки;
L - расчётная длинна гладкой обечайки, мм;
D - внутренний диаметр аппарата, мм;
Расчётная длинна гладкой обечайки:
L = Н2 - H6,
для данного аппарата по таблице [8, табл. 7]:
Н2=1825 мм;
H6 = 440 мм;
L = 1825 - 440 = 1532 мм,
k1 = =0,45 ;
k3 = = 0,96 ;
k4 = = 0,70 ;
По номограмме [5, рис.3.2.] определим коэффициент k2: k2 = 0,28;
S = max{0,28 160010 -2; 1,1 тАв} + 2 + С0 =
mах{4,48; 0,57} + 2 + С0 = 8 мм.
С0=8 - 6,48=1,52 мм.
После предварительного определения толщины стенки обечайки проверим допускаемое наружное давление:
[Р] = ,
где [Рр] - допускаемое давление из условия прочности;
[РЕ] - допускаемое давление из условия устойчивости;
[Рр] = = =1,04 МПа ,
[РЕ] = ,
где
В1 = min{1,0; 8,15 } =
min{1,0; 8,15 } = min{1,0; 13,9} =1,0.
Тогда,
[РЕ] = = 0,13 МПа.
следовательно,
[Р] = = 0,13 МПа.
Для правильности последующих расчётов, необходимо чтобы выполнялось условие:
Ррн [Р]
Условие Ррн [Р] выполняется (0,09 МПа < 0,13 МПа), следовательно, толщину стенки из условия прочности примем равной S=8 мм.
2.) Расчёт толщины стенки стандартной эллиптической крышки, работающей под наружным давлением.
Толщина стенки стандартной эллиптической крышки, работающей под наружным давлением, определяется по формулам:
Sэ = max+ Cк + C1 = max=+ Cк + C1 =
=max{2,93; 0,52} + 2 + C1 = 5 мм.
C1 = 5 - 4,93 =0,07 мм.
Толщину стенки аппарата принимаем равной S=8 мм.
3.2 Подбор и расчёт привода
Тип привода подбирается в зависимости от расчётной мощности электродвигателя и заданной частоты вращения по таблице [5, табл. 9] и уточняется по таблице [5, табл. 8] в зависимости от избыточного давления в корпусе.
3.2.1 Определим мощность, потребляемую приводом
Nэл. дв = ,
где Nэл. дв - мощность, потребляемая приводом, кВт;
Nвых. - мощность, потребляемая на перемешивании, кВт;
hв - К.П.Д подшипников, в которых крепится вал мешалки,
hв = 0,91тАж0,99;
hмуф. - К.П.Д, учитывающий потери в компенсирующих муфтах,
hмуф = 0,99;
hпрв. - К.П.Д, механической части привода, hприв. = 0,85тАж0,97;
hупл. - К.П.Д, учитывающий потери мощности в уплотнении,
hупл. = 0,96тАж0,98.
Nэл. дв = = 1,37 кВт.
Выбираем стандартный и больший по мощности двигатель Nст. = 3,0 кВт (рекомендованный для данной частоты вращения), [5, табл. 9]. Для двигателя полученной мощности по таблице [5. табл. 9] рекомендован привод типа 2 (привод со встроенными в редуктор опорами вала мешалки, с частотой вращения выходного вала n=20 320 об/мин.). Исполнение привода - 1 (для установки на крышке). Номинальное давление в аппарате - 3,2 МПа.
3.2.2 Определим расчётный крутящий момент на валу
Т = 9,55 10 6 ,
где kд - коэффициент динамичности нагрузки (для трехлопастных мешалок в аппарате с перегородкой kд = 1,2).
Т = 9,55 10 6 = 49063 Нмм.
.2.3 Определим диаметр вала.
Размер привода выбирается по диаметру вала
dв = ,
где [tкр] - допускаемое напряжение при кручении, Па;
[tкр] = 210 7 Па =20 МПа.
dв = = 23,06 мм
Учитывая, что для данной мощности привода и частоты вращения вала рекомендован габарит привода, а также условие виброустойчивости вала выполнимо при диаметре вала 65 мм, примем dстанд = 65 мм по ОСТ 26-01-1225-75. Габарит привода - 3.
Стандартный привод по условиям работы подшипников и наиболее слабых элементов конструкции рассчитан на определённое допустимое осевое усилие [F], которое для привода типа 2, исполнения 1, габарита 2 равно 13500 Н [5, табл. 17]. Действующее осевое усилие на вал привода аппарата определяется по формуле:
F = P - G Fм ;
Fвверх = Pизб. - G + Fм ;
Fвниз = - (Pатм. - Pост.) G Fм ;
где d - диаметр вала в зоне уплотнения;
Аупл. - дополнительная площадь уплотнения , м; Аупл. = 32,510 -4 м 2 по таблице [4, табл. 3.2];
G - масса вращающейся части привода;
Fм - осевая составляющая сила взаимодействия мешалки с рабочей средой;
G = (mв + mмеш. + mмуф.) g;
mв = ;
где mв - масса вала;
mмеш. - масса мешалки (по таблице [8, табл. 6] mмеш. = 3,7 к