Определение расчетных параметров химического аппарата

Введение

При разработке химического аппарата обеспечено соответствие правилам Госгортехнадзора. Основные параметры аппарату соответствуют ГОСТ 20680 – 75. Выбор материалов, методов испытания аппарата пробным давлением, а также требования к контрольной и предохранительной арматуре в соответствии с ОСТ 26292 – 71.

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашки аппарата, механического перемешивающего устройства.

    Корпус аппарата состоит из приваренного конического днища и цилиндрической обечайки. Корпус аппарата предназначен для проведения в нем физико – химических процессов, а также для крепления к нему остальных частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху – к обечайке корпуса, снизу – к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусом с помощью фланцевого соединения), а также штуцер для выгрузки продукта. приваренный к нижней части днища корпуса.

К крышке аппарата крепится стойка, с закрепленным на ней сальниковым уплотнением, подшипниковой опорой с двумя подшипниками, и муфтой, соединяющей вал мотор – редуктора, закрепленный в верхней части стойки, с валом турбинного открытого перемешивающего устройства. Также к крышке приварены смотровой люк, штуцер ввода и два штуцера для крепления манометра и термопары.

Корпус и крышка скреплены между собой посредством фланцевого соединения типа плоский с паронитовой прокладкой, обеспечивающей надежное уплотнение. Материалы болтов и гаек: сталь 35 ХМ. Рубашка аппарата служит для подачи (через штуцер) пара, обогревающего содержимое корпуса. Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней ее части. Также, к рубашке приварены четыре опоры. Для более равномерного распределения местной нагрузки от опоры на корпусе рубашки под опорой приваривается накладной лист. Материал корпуса, крышки. рубашки, мешалки и ее вала – сталь 10Х17Н132. Эта сталь выбрана, потому что она технологична в обработке, хорошо деформируется в холодной и горячих средах, т.е. обладает хорошей штампуемостью. Она хорошо сваривается всеми видами сварки и не требует обязательной термической обработки изделия после сварки.

Но самое важное – сталь отлично противостоит рабочей среде – воде, обладающей большой коррозийной активностью. Удорожание аппарата следствие применения нержавеющей стали компенсируется долговечностью конструкции и повысившейся безопасностью ее эксплуатации.

 

 

 

 

Определение расчетных параметров химического аппарата

Определение пробных давлений

 

Пробное давление для аппарата  

Р_пр = 1.25Р_а = 1.25 0.5  = 0.7 МПа                     (1.1)                            

Пробное давление для рубашки

Р_пр = 1.25Р_руб = 1.25 0.4  = 0.5 МПа                       (1.2)

Расчет элементов корпуса аппарата

Выбор фланцевого соединения

Фланцы выбирают по условному проходу Dy = Da = 2800 мм и условному давлению Ра = 0.5МПа ≤ Py = 0.6 МПа

Рисунок 1.1 – Эскиз фланцевого соединения

 

Таблица 1.1

Выбор привода

По техническому заданию:

привод тип 1,

мощность приводы N=18.5кВт,

частота вращений n= 170 об/мин

мотор-редуктор МП02-15

 

Рисунок 1.2 – Эскиз привода типа 1

 

 

привод	стойка	d	dp*	l p*	D1	D2	D3 (H9)	D4	H1*	H2	H3	l о
1	05	МП02-15	95	80	50	680	630	545	515	1540	795	500	450

 

Размеры, мм						z	α, град	Масса, кг, не более
Исполнение		h2	h3	s	do
3, 4
l 2	h1
600	520	30	10	16	27	8	72	1350

 

 

 

Выбор мешалки

По техническому заданию D_m=800 мм. Шифр мешалки 03 турбинная открытая.

 

 

                                   Рис.2.1 - Эскиз турбинной открытой мешалки

 

Таблица 2.1

Основные параметры ступицы

d1, мм	h, мм	d3, мм	d5, мм	d6, мм	d7, мм	d8, мм	d9, мм	c, мм	c1, мм	h2, мм	s2, мм
80	150	130	105	М10	68	13	32	100	100	28	12

Расчет мешалки на прочность

Расчётный крутящий момент с учетом пусковых нагрузок

1559.57                                          (2.1)

где К_д коэффициент динамичности К_д =1.5;

номинальная мощность двигателя привода,

 угловая скорость вала мешалки,

                                                                        (2.2)             

Рисунок 2.3 - Расчётная схема турбинной открытой мешалки

Условие прочности:

83.4 МПа,                                                          (2.3)

Где диаметр ступицы =130 мм,

Суммарная площадь биссекторного сечения шва

=2 3069.664мм², (2.4)

Где =0.85 =6.8 мм;

Cк = 1 мм.

Выбор штуцеров

Рисунок 3.1 - Стальной фланцевый тонкостенный штуцер

Таблица 3.1

Выбор люка

Рисунок 3.2 - Эскиз люка

 

Таблица 3.2

Основные размеры люка

 

Py, МПа	Dy	dH⋅s	D	Dб			H1		H2	h		dб	Число болтов Z
							1	2		1	2
	мм
0.6	250	273⋅7	370		335	326		328	240	16	22	М16	8

Выбор опор

Рисунок 3.3 - Опора вертикального аппарата

Вес аппарата

𝐺≅1,5×𝜌_𝐻2𝑂×𝑉×𝑔=1.5 9.81 32=470.9кН                                            (3.1)

Нагрузка на одну опору

𝑄= = =117.7 кН ,                                                                                       (3.2)

где n – число опор

𝑄<[𝑄],

𝑄< 160 кН

 

 

Таблица 3.3

Библиографический список

1. Поляков А.А. Механика химических производств. М.: Альянс, 2005. -392 с.

2. Методические указания №4355. Расчет химического аппарата с механическим перемешивающим устройством. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2005.- 87 c.

3. Методические указания №5083. Методические указания по оформлению конструкторской документации курсового проекта по прикладной механике. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2016.-32 с.

4. Аристов В.М., Аристова Е.П. Инженерная графика, М.: Альянс, 2006. -256

 

с.

Введение

При разработке химического аппарата обеспечено соответствие правилам Госгортехнадзора. Основные параметры аппарату соответствуют ГОСТ 20680 – 75. Выбор материалов, методов испытания аппарата пробным давлением, а также требования к контрольной и предохранительной арматуре в соответствии с ОСТ 26292 – 71.

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашки аппарата, механического перемешивающего устройства.

    Корпус аппарата состоит из приваренного конического днища и цилиндрической обечайки. Корпус аппарата предназначен для проведения в нем физико – химических процессов, а также для крепления к нему остальных частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху – к обечайке корпуса, снизу – к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусом с помощью фланцевого соединения), а также штуцер для выгрузки продукта. приваренный к нижней части днища корпуса.

К крышке аппарата крепится стойка, с закрепленным на ней сальниковым уплотнением, подшипниковой опорой с двумя подшипниками, и муфтой, соединяющей вал мотор – редуктора, закрепленный в верхней части стойки, с валом турбинного открытого перемешивающего устройства. Также к крышке приварены смотровой люк, штуцер ввода и два штуцера для крепления манометра и термопары.

Корпус и крышка скреплены между собой посредством фланцевого соединения типа плоский с паронитовой прокладкой, обеспечивающей надежное уплотнение. Материалы болтов и гаек: сталь 35 ХМ. Рубашка аппарата служит для подачи (через штуцер) пара, обогревающего содержимое корпуса. Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней ее части. Также, к рубашке приварены четыре опоры. Для более равномерного распределения местной нагрузки от опоры на корпусе рубашки под опорой приваривается накладной лист. Материал корпуса, крышки. рубашки, мешалки и ее вала – сталь 10Х17Н132. Эта сталь выбрана, потому что она технологична в обработке, хорошо деформируется в холодной и горячих средах, т.е. обладает хорошей штампуемостью. Она хорошо сваривается всеми видами сварки и не требует обязательной термической обработки изделия после сварки.

Но самое важное – сталь отлично противостоит рабочей среде – воде, обладающей большой коррозийной активностью. Удорожание аппарата следствие применения нержавеющей стали компенсируется долговечностью конструкции и повысившейся безопасностью ее эксплуатации.

 

 

 

 

Определение расчетных параметров химического аппарата