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.
Аннотация к работе
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