Определение толщины стенки обечайки, нагруженной внутренним давлением. Описание подбора и расчета привода, вычисление вала вертикального перемешивающего устройства. Характеристика и особенности рабочего давления. Расчет шпонки на смятие и мешалки.
Аннотация к работе
Задание кафедры: произвести расчет и конструирование химического реакционного аппарата Номер варианта 36 Номинальный объем V, м3 3,2 Внутренний диаметр D, мм 1600 Давление в корпусеВыполнение курсового проекта по расчету и конструированию аппарата с перемешивающим устройством готовит студента к выполнению последующих проектов по специальным дисциплинам и дипломному проектированию. Собственно аппараты разделены по наиболее удобному для конструирования и расчета их на прочность признаку на три характерных вида: теплообменные, колонные и емкостные. Перемешивание в жидких средах широко применяется в химической и биохимической промышленности для приготовления суспензий, эмульсий и получения гомогенных систем (растворов). В данной области, как следует из уравнения Бернулли, образуется зона пониженного давления, куда устремляется жидкость, находящаяся в аппарате. Отраслевыми стандартами Минхимнефтемаша установлены конструкции и параметры специальных составных частей аппаратов мешалки, что позволяет осуществить компоновку аппарата из типовых элементов (корпуса, мешалки, уплотнения вала, привода перемешивающего устройства по ОСТ 26-01-1205-95) в соответствии с частотой вращения мешалки, номинальным давлением в корпусе аппарата.Материалы, выбранные для деталей и сборочных единиц, должны обеспечить надежность аппарата и мешалки в работе и экономичность в изготовлении. При выборе материала необходимо учитывать рабочую температуры в аппарате, давление и коррозионную активность рабочей среды. Материалами для изготовления стальных сварных аппаратов являются полуфабрикаты, поставляемые металлургической промышленностью в виде листового, сортового и фасонного проката, труб, специальных поковок и отливок. Материалы должны быть химически и коррозионностойкими в заданной среде при ее рабочих параметрах, обладать хорошей свариваемостью и соответствующими прочностными и пластическими характеристиками в рабочих условиях, допускать холодную и горячую механическую обработку, а также иметь возможно низкую стоимость и быть недифицитными. Учитывая эти условия, выбираем материал по таблице 2,[3, с.8]: Для корпуса, мешалки и вала - Сталь 0Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72Расчетная часть курсового проекта включает в себя проверочные механические расчеты составных частей аппарата с мешалкой по главным критериям работоспособности (прочность, устойчивость, термостойкость, коррозионная стойкость и т.д.). Расчет обечаек, днищ, крышек корпуса аппарата на прочность и устойчивость под действием внутреннего и наружного давления с учетом термостойкости и коррозионной стойкости материалов выполняется в соответствии с ГОСТ 14249-80[16].Расчетное давление - это давление, при котором производится расчет на прочность и устойчивость элементов корпуса аппарата. Рабочее давление - это максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса. Если отсутствуют причины, вызывающие повышение рабочего давления, то расчетное давление принимают равным рабочему. Для аппаратов, заполненных жидкостью, необходимо также принимать в расчет гидростатическое давление, если его значение превышает 5% от избыточного давления. Ри - избыточное давление в корпусе, задается условиями технологического процесса;Определяем допускаемое напряжение для выбранного материала поправочный коэффициент, учитывающий пожароопасность и взрывоопасность среды, среда не является взрыво-и пожароопасной; Поправка для компенсации коррозии С к расчетным толщинам конструктивных элементов, находящихся в контакте с агрессивной средой, определяется по формуле: , где П - скорость коррозии в рабочей среде. Из одной или нескольких обечаек образуется цилиндрический корпус аппарата. коэффициент прочности продольного сварного шва обечайки (по ГОСТ 14249-80), для стыковых и тавровых швов с двусторонним проваром и выполненных автоматической сваркой по таблице 1.8 [15, с.15]: C - поправка на коррозию; C=2 мм.Цилиндрические цельносварные корпусы как горизонтальных, так и вертикальных аппаратов с обеих сторон ограничиваются днищами. Толщина эллиптической крышки находится по формуле: 2.1.4 Расчет элементов аппарата при наружном давлении Предварительно определяют ориентировочное значение толщины стенки, а затем проверяют выбранную толщину на допустимое давление. Допускаемое давление из условия прочности: Вспомогательный коэффициент: Допускаемое давление из условия устойчивости: Определяем допускаемое наружное давление: Условие выполняется если 0,39 МПА <0,55 МПА - условие выполняется. Проверим допускаемое наружное давление: Допускаемое давление из условия прочности: Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости: Где коэффициент Кэ определяется по рисунку 7.11 [15, с.133]: Кэ=0,945.Вал нагружен крутящим моментом, а также осевой силой, зависящей от веса мешалки и давления в аппарате. Определение мощности потребляемой приводом мощность, потребляемая приводом; К.П.Д. подшипников, в которых крепится вал мешалки, - К.П.Д.
План
Содержание
Задание кафедры: произвести расчет и конструирование химического реакционного аппарата
Введение
1. Выбор материала
2. Расчетная часть
2.1.1 Определение расчетного давления в аппарате
2.1.2 Определение толщины стенки обечайки, нагруженной внутренним давлением
2.1.3 Расчет эллиптической крышки
2.2 Подбор и расчет привода
2.3 Выбор уплотнения
2.4 Расчет вала вертикального перемешивающего устройства