Проектирование химического аппарата с эллиптическим днищем и съемной эллиптической крышкой, предназначенного для перемешивания воды и нашатырного спирта. Выбор конструкционных материалов. Расчет на прочность и виброустойчивость деталей устройства.
Российский химико-технологический университет имени Д.И.Аппарат состоит из корпуса - 1 (обечайки), к которой приварено эллиптическое днище - 2; внизу находится штуцер - 3 для слива продуктов. К рубашке также приварены 3-4 опоры аппарата в виде лап - 7, также приварены два строповых устройства - 8 для транспортировки полого аппарата.Для материала корпуса, днища, крышки, фланцев, вала, мешалки берем сталь 08Х 18Н 10Т. Для рубашки (вода при температуре 100 ) берем сталь 08Х 18Н 10Т.По ГОСТУ высоту цилиндрической части без учета высоты фланца и отбортовок днища и крышки следует назначить 1000 мм.Корпус аппарата изготавливается из листов проката, поставляемых металлургической промышленностью.Расчет цилиндрических обечаек проводиться при воздействии внутреннего и внешнего давлений, а толщина стенки принимается максимальной из вычисленных значений. Так как гидростатическое давление в нижней точке аппарата, равное не превышает на 5 % рабочее избыточное давление, то расчетное внутреннее давление определяется по формуле , где - рабочее давление аппарата: где, - толщина стенки цилиндрической обечайки, - внутренний диаметр обечайки, - прибавка на округление до стандартной толщины листа, - коэффициент сварного шва, - Допускаемое напряжение для выбранного материала корпуса определяется по формуле: , где - поправочный коэффициент, учитывающий взрыва - и пожараопасность среды в аппарате, поскольку среда не взрыва - и не пожараопасна то коэффициент будет равен =1 По ГОСТУ толщину стенки аппарата следует назначить 8 мм. Расчетное наружное давление для корпуса аппарата находящегося под рубашкой находиться по формуле: , где - остаточное давление в рубашке, - рабочее давление в рубашке, - атмосферное давление в рубашке, По ГОСТУ толщину стенки аппарата следует назначить 10 мм.Расчет толщины стенки эллиптического днища проводиться при воздействии внутреннего и внешнего давлений, а окончательная ее толщина принимается максимальной из вычисленных значений. По ГОСТУ толщину стенки эллиптического днища следует назначить 8 мм.Расчет толщины стенки эллиптической крышки выполняется только при действии внутреннего давления по формуле: .Толщины стенок рубашки определяется при воздействии внутреннего давления в рубашке и внешнего давления сжатия , равного, разности внешнего атмосферного и внутреннего остаточного давления. = - рабочее давление в рубашке аппарата: где, стенки цилиндрической обечайки рубашки аппарата, - внутренний диаметр рубашки, - прибавка на округление до стандартной толщины листа, - коэффициент сварного шва, - поправка на коррозию, где - скорость коррозии (для вполне стойких материалов, =0,1мм/год), - срок службы аппарата равный 10 годам, получим равное 1мм Допускаемое напряжение для выбранного материала корпуса определяется по формуле: где - поправочный коэффициент, учитывающий взрыва-и пожараопасность среды в аппарате. Нормативное допускаемое напряжение стали при различных температурах приведены в таблице П-3.Нормативное допускаемое напряжение для стали 08Х 18Н 10Т при температуре в 100 равна =139 МПА. По ГОСТУ толщину стенки рубашки аппарата следует назначить 12 мм.При воздействии внутреннего давления . где - толщина стенки эллиптического днища, - в вершине стандартного эллиптического, , По ГОСТУ толщину стенки эллиптического днища следует назначить 12 мм.Допускаемое давление в корпусе аппарата определяется на основе условий прочности оболочки, днища и крышки аппарата, равно: где - допускаемое внутреннее давление для эллиптической крышки допускаемое внутреннее давление для цилиндрической обечайки корпуса, - допускаемое внутреннее давление для днища: . Значит, допускаемое давление в корпусе аппарата будет равно 1,62 МПА. Допускаемое давление в рубашке определяется на основе условий прочности и жесткости стенок корпуса аппарата и на основе условий прочности стенок рубашки и аппарата и равно: Допускаемое внешнее давление для цилиндрической обечайки корпуса: где - допускаемое внешнее давление из условия прочности цилиндрической обечайки корпуса: . Назначим толщину цилиндрической и эллиптической части аппарата 14мм и проведем расчет.Болты разрешается применять при условном давлении до 2,5 МПА и температуре до 300 . Фланцевые соединения крышки с корпусом аппарата представлены двумя типами фланцев: плоские приварные и фланцы приварные встык (фланцы с шейкой). Следовательно, для нашего аппарата целесообразно назначить фланец приварной встык типа выступ - впадина. П-9 [1] Расчетная сила осевого сжатия фланцев, требуемая для обеспечения герметичности соединения: , где - рабочее давление Усилие, возникающие от разности температур фланца и болта.
План
План
1. Техническое задание
2. Выбор конструкционных материалов
3. Расчетная часть
3.1 Расчет основных размеров аппарата
3.2 Расчет толщин элементов аппарата
3.2.1 Расчет толщины цилиндрической обечайки аппарата
3.2.2 Расчет толщины эллиптического днища аппарата
3.2.3 Расчет толщины эллиптической крышки аппарата
