Зміст
Введення
1. Вибір конструкційних матеріалів і їх механічних характеристик
2. Розрахунок основних елементів апарата
2.1 Визначення розрахункових параметрів апарату
2.1.1 Висота корпусу апарата
2.1.2 Висота рідини в апараті
2.1.3 Розрахункове внутрішній тиск в апараті
2.2 Розрахунок обичайки корпусу
2.2.1 Товщина стінки обичайки при навантаженні внутрішнім розрахунковим надлишковим тиском визначається виразом
2.2.2 Визначення товщини стінки обичайки при навантаженні осьової розтягує силою
2.2.3 Товщину стінки обичайки, навантаженої зовнішнім тиском, знаходять з умови стійкості обичайки від зовнішнього тиску
2.3 Розрахунок еліптичного днища
2.3.1 Товщина стінки днища, навантаженого внутрішнім розрахунковим надлишковим тиском, визначається виразом
2.3.2 Товщина стінки днища, навантаженого зовнішнім тиском, розраховується за формулою
2.3.3 Конструктивна надбавка до розрахункової товщині днища
2.3.4 Товщина днища з урахуванням прибавок
2.3.5 Для еліптичних днищ, якщо довжина циліндричної відбортованої частини h, більше параметра
2.4 Розрахунок сорочки апарату
2.4.1 По таблиці Е1 додатка Е приймаємо діаметр сорочки D р = 900 мм, параметр а = 30 мм
2.4.2 Висота сорочки з урахуванням днища (без товщини днища)
2.4.3 Розрахунок обичайки сорочки
2.4.4 Розрахунок днища сорочки
2.5 Параметри штуцерів апарата
2.6 Підбір фланцевого з'єднання
2.7 Розрахунок перемішують
2.7.1 Визначення основних геометричних розмірів мішалки
2.7.2 Потужність, необхідна на перемішування
2.7.3 Вибір привода
2.8 Вибір опор апарату
Висновки
Список літератури
Додатка
Введення
Хімічні апарати призначені для ведення в них одного або декількох хімічних, фізичних або фізико-хімічних процесів. Переробляються в апараті речовини можуть бути в будь-якому агрегатному стані і різної хімічної активності. Різними можуть бути температурні режими і тиску.
Характер роботи апаратів буває безперервний і періодичний, а установка їх може бути стаціонарною (в приміщенні або на відкритому майданчику) і не стаціонарною (передбачає або допускає переміщення апарата).
Апарати з перемішуючими пристроями є найбільш Найпоширенішим видом устаткування, використовуваного в хімічній технології для проведення різних фізичних і хімічних процесів. Вибір апаратів з перемішуючими пристроями та конструктивні особливості апаратів визначаються характеристикою процесу, властивостями переміли середовища, продуктивністю технологічної лінії, температурними параметрами процесу і тиском, при якому процес здійснюється. Таке різноманіття факторів, впливають на вибір конструкції, ускладнюють задачу оптимального проектування апаратів. Вирішення цього завдання вимагає знання гідродинамічних, фізичних і хімічних механізмів процесу, залежить від наявності конструкційних матеріалів, ступеня розробки стандартних конструкційних рішень і від можливостей розрахунку нетривіальних конструкцій в тих випадках, коли стандартні методи конструювання стають неприйнятними.
Настільки складні проблеми можуть бути вирішені лише на основі детального вивчення окремих характеристик обладнання з тим, щоб на цій основі вибрати ті основні параметри апарату, які відповідальні за швидкість протікання процесу в цілому і впливають на конструктивне його оформлення.
Розрахунок полягає у визначенні конструктивних розмірів апарату і у виборі на їх основі стандартної конструкції апарату.
Вихідні дані
Обсяг апарату V = 0,40 м 3 .
Внутрішній діаметр апарату D = 800 мм.
Висота корпусу апарата Н = 950 мм.
Внутрішній тиск в апараті Р = 1,0 МПа,
Тиск у сорочці Р руб = 0,5 МПа.
середу в апараті: анілін.
Концентрація речовини: С * = 3%.
Температура середовища в апараті t = 20 В° С.
Термін служби апарату П„ = 5 років.
Тип мішалки: лопатева.
Число оборотів мішалки в хвилину n = 85 об/хв.
Щільність: ПЃ = 1020 кг/м 3 .
Коефіцієнт динамічної в'язкості: М = 4,4 Па в€™ с
Марка стали: 08Х18Н10Т, будь товщина.
Швидкість корозії: П = 0,1 мм/рік.
Рисунок 1 - Корпус апарату Вода прісна: 20К.
Розрахунок виконуємо за методикою, викладеною в [1] Г· [6].
1. Вибір конструкційних матеріалів і їх механічних характеристик
Згідно завдання проекту застосовуємо високолеговану сталь 08Х18Н10Т. Це сталь аустенітного класу, має стійкість майже до всіх середовищ, добре деформується в гарячому і холодному стані, легко зварюється. Швидкість корозії цієї сталі прийнята П = 0,1 мм/рік.
Допустимі напруги і модуль пружності.
Для сталі 08Х18Н10Т (табл. Б1, додаток Б) знаходимо:
Допустима напруга при температурі 20 В° С [Пѓ] 20 = 168 МПа, модуль пружності Е 20 = 2.10 5 МПа, при температурі 100 В° С значення цих характеристик наступні: [Пѓ] 100 = 156 МПа = 156 Н/мм 2 , Е 100 = 2.10 5 МПа.
Для матеріалу сорочки (сталь 20К) допустиме напруження і модуль пружності також знаходимо лінійним інтерполяцією аналогічно розглянутому:
при 20 В° С [Пѓ] 20 = 147 МПа, Е 20 = 1,99 В· 10 5 МПа,
при 100 В° С [Пѓ] 100 = 142 МПа, Е 100 = 1,91 В· 10 5 МПа.
Значить приймаємо, при t = 20 В° С:
[Пѓ] 20 = 168 МПа (1)
Е 20 = 2,00 В· 10 5 МПа (2)
2. Розрахунок основних елементів апарата
2.1 Визначення розрахункових параметрів апарату
2.1.1 Висота корпусу апарата
Висоту корпуса апарата знаходимо, використовуючи рис.1:
h 1 = H-( H е. +100), (3)
де Н е. = 0,25 В· D - висота еліптичної частини кришки,
100 мм - розмір, який приблизно враховує висоту циліндричної відбортовки кришки і товщину фланця кришки.
Отримуємо:
h 1 = 950 - (200 +100) = 950 - 300 = 650 мм.
2.1.2 Висота рідини в апараті
Зазвичай приймають висоту рідини в апараті менше висоти корпусу апарату на 50-100 мм, отримуємо:
h ж = h 1 - (50 ... 100) = 650 - (50 ... 100) = 600 ... 500 м. (4)
Для розрахунків приймаємо h ж = 600мм = 0,6 м.
2.1.3 Розрахункове внутрішній тиск в апараті
Розрахункове внутрішній тиск в апараті складається з заданого внутрішнього тиску і гідростатичного тиску середовища:
Р Р = Р + Р Г , ( 5)
де Р Г - гідростатичний тиск середовища.
Очевидно:
Р Г = ПЃ В· g В· h ж = 1020.9, 81.0, 6 = 6003,72 Па ≈ 0,006 МПа, (6)
тут g = 9,81 м/с 2 - прискорення вільного падіння,
ПЃ = 1020 кг/м 3 - щільність середовища (див. таблицю Б1 додатка Б).
Оцінюємо величину гідростатичного тиску в порівнянні з тиском в апараті
? Р% = (Р Г /р) В· 100 = (0,006/1,0) В· 100 = 0,6% (7)
Якщо ? Р% ≤ 5%, то гідростатичний тиск не враховують (якщо ? Р% > 5%, то розрахунковий тиск одно Р Р = Р )
У нашому випадку розрахунковий тиск дорівнює
Р Р ...
