Рекомендации по расчету и проектированию химических аппаратов, снабжённых мешалками: подбор и расчет элементов корпуса аппарата, расчёт и конструирование перемешивающего устройства. Разработка эскизного проекта, проверочные расчеты, проверка пригодности.
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»При выполнении курсового проекта студенты решают следующие основные задачи: а) выбор материалов и конструктивное оформление аппарата в соответствии с заданными технологическими параметрами протекающего процесса; Разработка конструкции аппарата и его расчет выполняются в соответствии с техническим заданием, которое, в свою очередь, определяется техническими требованиями, предъявляемыми к аппарату - уровень эффективности, надежности, безопасности, и характеристиками процесса, к которым относятся свойства перерабатываемой среды и параметры технологического процесса. Значительную долю всего химического оборудования составляет емкостная аппаратура, расчету и конструированию которой в программе подготовки инженера-технолога уделяется большое внимание.В зависимости от назначения (чаще всего от протекающего технологического процесса) различают следующие химические аппараты: реактор, испаритель, теплообменник, колонна и т.д. Форма корпуса, а следовательно, и обечайки определяется химико-технологическими требованиями, предъявляемыми к аппарату, а также конструктивными соображениями и может быть цилиндрической, конической, сферической и т.д. Поэтому при конструировании аппаратов, если это не противоречит каким-то особым требованиям, предъявляемым к аппарату, рекомендуется применять цилиндрические обечайки. В зависимости от назначения цилиндрические аппараты находят применение, как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении, причем предпочтение следует отдавать вертикальному исполнению, особенно для тонкостенных аппаратов, работающих под избыточным давлением. В таком случае исключаются дополнительные изгибающие напряжения в корпусе от силы тяжести аппарата и среды, характерные для горизонтальных аппаратов, лежащих на отдельных опорах.Аппарат снабжен штуцерами 3, 4 и т.д., которые служат для подачи исходных компонентов, выгрузки готовой продукции, установки контрольно-измерительных приборов и т.д. Для поддержания заданного температурного режима ведения процесса аппарат имеет рубашку 5 . Устанавливают аппарат на опоры-стойки или боковые опоры-лапы 6. Привод состоит из моноблочного мотор - редуктора (или электродвигателя с различными механическими передачами) 7, который устанавливается на стойке 8, закрепленной на опоре привода 9, приваренной к крышке аппарата.Конструкционные материалы для изготовления элементов химического аппарата выбирают в зависимости от химического и коррозионного действия среды, температуры и давления. При выборе материалов для аппаратов, работающих при низких или высоких температурах, необходимо учитывать, что механические свойства материалов существенно изменяются в зависимости от температуры.Проект выполняется в следующей последовательности: 1-й этап - ознакомление с заданием, рекомендуемой литературой, требованиями, предъявляемыми к курсовому проекту; 2-й этап - выполнение расчетов элементов корпуса на прочность;Корпус аппарата состоит из цилиндрической обечайки, днища и крышки. Для нагревания или охлаждения обрабатываемых в аппарате продуктов аппарат снабжен приварной рубашкой. На основании исходных данных на проектирование (внутренний объем V и внутренний диаметр аппарата D) из указанных таблиц определяется длина цилиндрической части корпуса l.Расчет на прочность и устойчивость производится по ГОСТ 14249-89. Толщину стенок определяют по формулам (2.1) где PR - давление в аппарате, МПА; SR - расчетное значение толщины стенки, мм; D - внутренний диаметр обечайки, мм; [s] допускаемое напряжение, МПА (зависит от марки стали и рабочей температуры). Для стыковых и тавровых двухсторонних швов, выполняемых автоматической сваркой, коэффициент прочности сварочного шва j=1;. для тех же швов, выполняемых вручную, j=0.9 .Прибавка на коррозию c определяется по формуле: c = V • Т, где V - скорость коррозии (обычно принимают 0.1 - 0.2 мм/г), Т - срок службы аппарата (обычно принимают 10-12 лет). Толщину стенки, вычисленную по формуле (2.1), округляют в большую сторону до ближайшей стандартной толщины листа (2,4,5,6,8,10,12,14,16,18, 20,22,24,26,28,30 мм, ГОСТ 10885-75).Толщину стенки эллиптического отбортованного днища (рис.2.3а) определяют по формулам: а) днища, нагруженного внутренним давлением При действии наружного давления полученное значение толщины стенки s необходимо проверить по формуле (2.4). В этом случае допускаемое давление из условия прочности в пределах упругости: , (2.9) а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле Толщину стенки конического отбортованного днища (рис.2.3 б) с углом при вершине 2a <1400 , нагруженного внутренним давлением, рассчитывают следующим образом.Толщину стенки цилиндрической части рубашки определяют по формуле (2.1), эллиптического днища - по формуле (2.7), толщину стенки конического днища - по формулам (2.11) и (2.12).
План
Оглавление
Введение
1. Общие сведения
1.1 Назначение и характеристики аппаратов
1.2 Конструкция химического аппарата
1.3 Выбор материалов для изготовления деталей аппарата
1.4 Последовательность выполнения проекта
2. Подбор и расчет элементов корпуса аппарата
2.1 Выбор размеров корпуса аппарата
2.2 Цилиндрические обечайки
2.3 Днища и крышки аппаратов приварные
2.4 Расчет элементов рубашки
2.5 Крышки отъемные
2.6 Фланцевые соединения
2.7 Устройства для присоединения трубопроводов
2.8 Опоры аппаратов
3. Расчет и конструирование перемешивающего устройства
