Проверка необходимости укрепления отверстия под пульсационное колено

Ширина зоны укрепления в обечайках [5]

,

где - толщина стенки штуцера, мм;

- расчётный диаметр, мм. Определяется по [5], в нашем случае ,

Тогда

Минимальное расстояние от оси штуцера до края цилиндрической обечайки

,

где - ширина зоны укрепления, мм;

d – внутренний диаметр штуцера, мм.

Тогда

.

Максимальный расчётный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления [2]

,

где - исполнительная толщина стенки обечайки, мм;

- расчётная толщина стенки рубашки, мм.

Тогда

Так как диаметр отверстия под пульсационное колено меньше (159<173) то укрепление отверстия не требуется.

Подбор опор

Опоры подбираются из расчёта действующей на них нагрузки. Нагрузкой будет считаться вес заполненного продуктом аппарата.

Так как толщина стенок обечайки, днища и крышки, т.е. основных тяжёлых элементов корпуса приблизительно одинакова то для определения веса корпуса необходимо найти поверхностную плотность материала корпуса и площадь корпуса аппарата, перемножив их найдём вес корпуса.

Поверхностная плотность

,

где =78000 - удельный вес стали, ;

- толщина стенки корпуса, м.

Тогда

Площадь корпуса

,

где - площадь крышки, [4];

- площадь цилиндрических частей обечайки, ,

- площадь конических переходов [4].

Тогда

.

Тогда вес корпуса

Вес жидкости рассчитывается по следующей формуле

,

где - объём крышки, [4];

- удельный вес жидкости, .

Тогда

Вес снаряжённого аппарата

Выбираем стандартную цилиндрическую опору для колонных аппаратов «Опора 2-2000-63-32-1000» ОСТ 26-467-78. Схема опоры приведена на рисунке 5.3

Рисунок 5.3 – Схема цилиндрической опоры для колонных аппаратов

Для придания конструкции большей устойчивости а также для регулирования её вертикального положения на обечайке верхней отстойной зоны устанавливаются опорные лапы.

Выбираем две стандартных опоры - «Опора 1-160000 ОСТ 26-665-79» каждая из которых выдерживает нагрузку в 160 кН [4] (смотреть рисунок 5.4).

Высота одной опоры h=585 мм.

Рисунок 5.4 – Конструкция стандартной опоры

Строповые устройства

В соответствии с [4] выбираем строповые устройства для стальных сварных аппаратов на грузоподъемность 0,5 – 32 т по ГОСТ 13716-73. Выбираем два сварных крюка на каждый из которых будет приходиться нагрузка

Геометрические параметры крюка (смотреть рисунок 5.5), мм: L=135, B=110, H=92, h=42, l=90, , , , s=16, , K=12, , c=3.

Рисунок 5.5 – Эскиз стропового крюка

Заключение

В результате произведённой работы были определены основные параметры пульсационного насадочного экстрактора. Были определены материальные потоки процесса экстракции в аппарате.

Основные конструктивные характеристики экстрактора следующие:

- диаметр массообменной зоны, ;

- высота массообменной зоны, ;

- диаметр верхней отстойной зоны, ;

- высота верхней отстойной зоны, ;

- диаметр нижней отстойной зоны, ;

- высот нижней отстойной зоны, ;

- диаметр штуцеров сплошной фазы, ;

- диаметр штуцеров дисперсной фазы, ;

- диаметр штуцера сдувки, ;

- диаметр штуцера опорожнения, .

Техническая характеристика аппарата:

1) Состав исходного раствора, % масс:

- Вода 59.67;

- HNO3 2.25;

- UO2(NO3)2 29.54;

- Fe(NO3)3 8.67.

2) Состав экстрагента, % масс:

- трибутилфосфат 20;

- керосин 80.

3) Производительность аппарата по урану 1000 кг/ч

4) Производительность по жидким фазам, кг/с:

- сплошная фаза (исходный раствор) 1.557;

- дисперсная фаза (экстрагент) 3.223.

5) Давление, МПа (кг/см²):

- рабочее 0.4 (4);

- расчётное 0.5 (5).

6) Расчётная температура стенки 20°С

7) Частота пульсаций 70 1/мин

8) Интенсивность пульсаций 1200 мм/мин

9) Скорость коррозии корпуса 0.1 мм/год

10) Срок службы аппарата 10 лет

Литература

1 Пищулин В.П. Расчет насадочных колонных экстракторов: Руководство для студентов. – Северск: Отделение № 1 ТПУ, 1995. – 48 с.

2 ГОСТ 14249-89. Сосуды аппараты. Нормы и методы расчётов на прочность.

3 Лащинский А.А Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры: Справочник. – Л.; Машиностроение, 1970.-752 с.

4 Лащинcкий А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник.- Л.: Машиностроение, 1981 – 382 с.

5 ГОСТ 24755-89. Сосуды аппараты. Нормы и методы расчётов на прочность укрепления отверстий.

6 Карпачёва С.М., Захаров Е.И. Основы теории и расчёта пульсационных колонных реакторов. – М.: Атомиздат, 1980, с. 256.