Определение основных размеров корпуса аппарата

Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине “Конструирование и расчёт элементов оборудования”

КиРЭО.0202.170500.013.КП

Нормоконтролёр Работу выполнил

к.т.н., доцент студент гр. ММ-41

Веткин Ю. А. ________________

_______________

Задание
Реферат

47 стр., 21 рисунок, 4 источника.

Стальной сварной аппарат, обечайка, днище, рубашка, перемешивающее устройство, привод перемешивающего устройства, мешалка турбинная открытая, объём реактора, давление в реакторе и в рубашке, поверхность теплообмена.

Объектом исследования является стальной сварной аппарат с перемешивающим устройством.

Цель работы – по заданным исходным данным сконструировать аппарат из стандартных узлов и элементов с последующим его проверочным расчётом.

Расчёт аппарата на прочность проводим, используя основные зависимости теории тонкостенных оболочек вращения.

Оглавление

Введение 4

1. Подбор и расчёт корпусных элементов аппарата и рубашки 5

1.1. Определение основных размеров корпуса аппарата 5

1.2. Проектирование эллиптической крышки 5

1.3. Проектирование конического днища 6

1.4. Расчёт высоты жидкости в аппарате 6

1.5. Подбор рубашки 6

1.6. Определение толщин стенок корпусных элементов 7

1.6.1. Расчётные параметры 7

1.6.2. Расчёт корпуса аппарата 8

1.6.3. Расчёт эллиптического днища 10

1.6.4. Расчёт конического днища 10

1.6.5. Расчёт переходной зоны 12

1.6.6. Расчёт рубашки 13

2. Расчёт и подбор штуцеров и люка 15

3. Конструирование и расчёт укрепления отверстий 16

4. Выбор, проверка прочности и жесткости фланцевых соединений 20

4.1. Выбор фланцевых соединений для трубной арматуры 20

4.2. Конструирование и расчёт фланцевого соединения эллиптического
днища с корпусом аппарата 21

4.3. Расчёт фланцевого соединения, работающего под внутренним давлением 24

4.4. Расчёт фланца приваренного встык 25

5. Выбор привода и уплотнение вала мешалки 27

5.1. Выбор схемы и определение режима работы
перемешивающего устройства 27

5.2. Определение мощности, затрачиваемой на перемешивание и глубины
воронки 27

5.3. Выбор мотор – редуктора 28

5.4. Выбор уплотнения мешалки 28

6. Расчёт вала и элементов мешалки 30

7. Подбор опор и проверка прочности стенки аппарата под опорой 36

7.1. Подбор опор 36

7.2. Проверка прочности стенки аппарата под опорой-лапой 37

8. Построение эпюр напряжений и деформаций для корпусных элементов
аппарата 39

8.1. Цилиндрическая часть аппарата 39

8.2. Эллиптическое днище 39

8.3. Коническая часть аппарата 41

8.4. Торовая часть аппарата 42

Заключение 46

Список использованной литературы 47

Введение

Аппарат химического и нефтехимического производства предназначен для проведения в нем технологических процессов, а также для хранения и перемешивания различных химических веществ. Перемешивание в жидких средах широко применяется в химической промышленности для приготовления эмульсий, суспензий, и получения гомогенных систем (растворов). Одним из основных способов перемешивания является механический способ, т.е. с помощью мешалок различной конструкции. Мешалки приводятся в движение при помощи механической энергии из внешнего источника. Мешалке сообщается вращательное движение либо непосредственно от электродвигателя, либо через редуктор.

Перемешивающее устройство характеризуется интенсивностью и эффективностью действия. Первая определяется временем, требуемым для достижения заданного технологического результата, вторая – затратами энергии для этого. Чем меньше время и расход энергии, тем выше интенсивность и эффективность перемешивающего устройства.

Проектируемый аппарат состоит из цилиндрической обечайки, эллиптического днища, конического днища, выполненных в соответствии с ГОСТами. Для поддержания температурного режима используется рубашка, которая приваривается к корпусу аппарата. Для интенсификации технологического процесса используется перемешивающее устройство – турбинная мешалка, приводимая в действие от мотор редуктора, установленного на стойке. Для обеспечения герметичности в месте вала перемешивающего устройства используется торцовое уплотнение. Аппарат крепится к фундаменту в вертикальном положении при помощи опорных лап.

1. Подбор и расчёт корпусных элементов
аппарата и рубашки

Крышки и днища относятся к корпусным элементам, ограничивающим с торцов основную часть аппарата (как правило, цилиндрический корпус). В этих элементах обычно располагаются все технологические отверстия, необходимые для обеспечения непрерывной работы и технического обслуживания аппаратов (подвод и вывод перерабатываемой среды, люки-лазы, контрольно-измерительные приборы и пр.) В аппаратах с мешалкой на верхнем днище монтируется привод перемешивающего устройства и уплотнение. Днища соединяются с цилиндрической обечайкой сваркой, а крышки – при помощи фланцевого соединения.

Определение основных размеров корпуса аппарата

, где

– производительность аппарата;

– продолжительность перемешивания;

;

Выбираем аппарат ВКЭ – вертикальный с коническим отбортованным днищем (угол при вершине 60º) и эллиптической крышкой с параметрами ГОСТ 9931—85:

Ø Номинальный объем аппарата ;

Ø Длина цилиндрической части ;

Ø Площадь аппарата ;

Ø Диаметр аппарата внутренний .

Рисунок 1 – Схема аппарата

Уточняем значение коэффициента заполнения аппарата:

Рисунок 2 – Эллиптическое днище с внутренним базовым диаметром

.