Аппараты с перемешивающими устройствами
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Введение
чертеж мешалка корпус схема
Аппараты с перемешивающими устройствами широко используются при проведении основных технологических процессов в химической и биохимической промышленности. На практике наибольшее распространение получил механический метод перемешивания жидких сред в аппарате, состоящем из корпуса и перемешивающего устройства. Отраслевыми стандартами Минхимнефтемаша установлены конструкции и параметры специальных составных частей аппаратов с мешалками, что позволяет осуществить компоновку аппарата из типовых элементов (корпуса, мешалки, уплотнения вала, привода перемешивающего устройства и.т.д.). В частности привод выбирается по ОСТ 26-01-1205-95 в соответствии с частотой вращения мешалки, номинальным давлением в корпусе аппарата. Одновременно устанавливается тип уплотнения для вала мешалки: сальниковое или торцовое. Необходимо учитывать, что приводы типа 1 и 3 с концевой опорой в аппарате для вала мешалки не надёжны в эксплуатации при воздействии абразивной или коррозионной активной среды на вал и вкладыш подшипника. Типоразмер мотор - редуктор (электродвигателя в сборе с редуктором) выбирается в соответствии с заданной частотой вращения вала мешалки и потребляемой мощности электродвигателя. В аппаратах всех типов могут применяться внутренние теплообменные устройства - змеевики, либо непосредственный обогрев рабочей среды подачей горячего пара.
1.Задание кафедры
Номер варианта 41
Номинальный объём V, м3 4,0
Внутренний диаметр D, мм 1600
Исполнение корпуса 00
Параметры мешалки
Шифр 41
Диаметр dм , мм 400
Частота вращения n, мин-1 320
Потребляемая мощность N, кВт 1,2
Давление в корпусе
Избыточное Ри , МПа 0,2
Остаточное Ро , МПа 0,01
Уровень жидкости в корпусе Hж/D 1,2
Параметры среды
Наименование толуол
Температура t , оС 100
Плотность r, кг/м3 870
2. Выбор материалов
Материалы, выбранные для деталей и сборочных единиц, должны обеспечивать надежность аппарата с мешалкой в работе и экономичность в изготовлении. При выборе материала необходимо учитывать рабочую (расчетную) температуру в аппарате, давление и коррозионную активность рабочей среды.
Химической средой в аппарате является толуол, рабочая температура среды - 100 оС, избыточное давление в корпусе аппарате 0,2 МПа.
Выбираем наиболее подходящий и относительно дешевый материал по таблице [5, табл. 2]. Для всех узлов деталей и аппарата выбираем сталь X18H10T по ГОСТ 5632-72;
П - коррозионная стойкость материала (П 0,110 -3 м/год ( вполне стойкие), [5, табл. 2];
[s]* - нормативное допускаемое напряжение (по ГОСТ 5632-72) ([s]*t=100 =139 МПа, [5, табл.3]);
Е - расчётное значение модуля упругости (Е=2,010 5 МПа - для легиро -ванной стали, [5, табл. 4]);
? - коэффициент линейного расширения (?t =16,610 -6 град -1 (для t от 20 до 100 оС), [5, табл. 6]).
3. Расчётная часть
.1 Расчёт геометрических размеров корпуса аппарата
Расчёт обечаек, днищ, крышек корпуса аппарата на прочность и устойчивость под действием внутреннего и наружного давления с учётом термостойкости и коррозионной стойкости материалов должны выполняться в соответствии с ГОСТ 14249-80.
Для выполнения расчёта предварительно необходимо определить ряд параметров.
Расчётное давление - давление, при котором производится расчёт на прочность и устойчивость элементов корпуса аппарата.
Расчётное давление для элементов аппарата принимается, как правило, равным рабочему или выше его. Под рабочим давлением понимается максимальное внутреннее избыточное (Ри) или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учёта гидростатического давления среды.
Если на элемент аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5% и выше от рабочего, то расчётное давление должно быть повышено на эту величину:
Рр = Ри + Ргидр = Ри + rgHж10 -6,
где Рр - расчётное рабочее давление для элементов аппарата, МПа;
Ри - избыточное рабочее давление среды, Па
r - плотность жидкости, кг/м 3;
g - ускорение свободного падения (g=9,81 м/с),
Hж - расстояние от уровня жидкости до нижней точки рассчитываемого элемента, м.
Hж=1,2тАвD=1,2тАв1,600=1,92 м.
Рассчитаем гидростатическое давление:
Ргидр = rgHж10 -6 = 8709,811,9210 -6 = 0,016 МПа
Условие Ргидр 0,01), следовательно гидростатическое давление учитываем.
Рр = 0,2+0,016= 0,216 МПа.
Определим расчётное наружное давление при проверке стенок корпуса на устойчивость для элементов корпуса, находящихся под рубашкой:
Ррн = Ра - Ро,
где Ррн - расчётное наружное давление, МПа;
Ра - атмосферное давление (Ра = 0,1), МПа;
РО - остаточное давление в корпусе аппарата, МПа;
Ррн = 0,1 - 0,01 = 0,09 МПа.
Определим расчётную температуру. За расчётную температуру принимается температура среды в аппарате (tрасч.= tср=100 оС).
Допускаемое напряжение для выбранного материала определим по формуле:
[s] =h[s] *,
где [s] - допускаемое напряжение, МПа;
[s] *- нормативное допускаемое напряжение, МПа;
h - поправочный коэффициент пожаро- и взрывоопасности (для данной среды h=1,0).
[s] = 1,0139 = 139МПа,
Поправка на компенсацию коррозии Ск:
Ск = ПLh ,
где П - скорость коррозии в рабочей среде (в толуоле П=0,110 -3 м/год);
Lh - срок службы аппарата (Lh = 20 лет)
Ск = 0,110 -320 = 2 мм.
&n