ПАХТ гр.ХТПК-71 Таскин В.Б.. Содержание 2 Введение 5 Теоретическая часть 6

• Название: Содержание 2 Введение 5 Теоретическая часть 6
• Дата: 10.11.2021
• Размер: 435.13 Kb.
• Имя файла: ПАХТ гр.ХТПК-71 Таскин В.Б..docx
• Тип: Реферат; #268071
• страница: 9 из 9

4.5 Расчет фланцевых соединений и крышек

Основной исходной величиной при расчете болтов является расчетное растягивающее усилие в них. При рабочих условиях расчетное растягивающее усилие в болтах определяют по формуле



где Da — средний диаметр уплотнения (прокладки), м; Рп- расчетная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностей в рабочих условиях, необходимая для обеспечения герметичности, МН; р — рабочее давление, МПа.
Расчетную силу сжатия прокладки прямоугольного сечения сепаратора определяют по формуле


где b — эффективная ширина прокладки, причем b = b₀, m ; b₀ — действительная ширина прокладки (в м), определяемая конструкцией уплотнительной поверхности (гладкая, типа выступ—впадина, типа шип—паз и др.); k — коэффициент, зависящий от материала и конструкт прокладки, например, для плоских прокладок из резины k= 1,0, из паронита, фторопласта, кожи k = 2,5 (толщина прокладок обычно составляет 2—3 мм).

МПа

МПа

Расчетную силу сжатия прокладки прямоугольного сечения греющей камеры определяют по формуле

МПа

МПа

Диаметр болтовой окружности сепаратора определяют по формуле

м

Диаметр болтовой окружности греющей камеры определяют по формуле

м

Расчетный диаметр болтов сепаратора определяют по формуле

м

м

Расчетный диаметр болтов греющей камеры определяют по формуле

м

м

Число болтов сепаратора находят по формуле



где F_б—площадь сечения выбранного болта по внутреннему диаметру резьбы, м2; _д—допускаемое напряжение на paстяжение в болтах, МН/м2.



Число болтов греющей камеры находят по формуле



Наружный диаметр фланца сепаратора определяют по формуле

м

Наружный диаметр фланца греющей камеры определяют по формуле

м

Для определения высоты плоского фланца предварительно находят следующие величины:

вспомогательную величину Ф при рабочих условиях (в ):

Ф=(Р/

вспомогательную величину А (в ):

А=2

где — предел текучести материала фланцев при рабочей температуре, МН/м² (для стали Х17 можно принять = 240 МН/м2); — толщина обечайки, соединяемой фланцем м. Коэффициенты и ₂ можно определить из графиков рис. IV.2 .

для сепаратора

Ф=(0,3/240)*1.8=0,0023

А=2*70*0,00 =0,005
для греющей камеры

Ф=(0,4/240)1.15=0,019

А= =0,005

Высоту фланца сепаратора h (в м) определяют по формулам:

при Ф<1,13А

= =0,024 м

Высоту фланца греющей камеры h (в м) определяют по формулам:

при Ф<1,13А

=0,5 =0,069 м

В месте уплотнения высота пло­ской крышки h (в м), работающей под избыточным

давлением р < 10 МПа, определяется по формуле



для сепаратора

+0,001=0,0037 м

для греющей камеры

+0,001=0,006 м

4.6 Расчёт штуцеров

Определим диаметр условного перехода для входа раствора:

Примем w=2м/с

= = = 0,037 м

Примем стандартный = 0,04 м

Определим диаметр условного прохода для пара w=15 м/с;,

при p> 0,5 мПа

= = = 0,013 м

Примем стандартный = 0,012 м

4.7 Расчет опор аппаратов

Толщину ребра определяют по формуле



м

Общая длина сварного шва



м

5 Расчет вспомогательного оборудования

5.1. Расчет барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с баро­метрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 °С). Смесь охлаждающей воды и конден­сата выливается из конденсатора по барометриче­ской трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.

5.2. Определение расхода охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_B определяют из теплового баланса конденсатора:



Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3—5 град. Поэтому конечную температуру воды t_к на выходе из конденсатора принимают на 3—5 град ниже температуры конденсации паров:
°С

Тогда

кг/с

5.3. Расчет диаметра барометрического конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора опре­деляют из уравнения расхода:



где р— плотность паров, кг/м3; v— скорость паров, м/с.

При остаточном давлении в конденсаторе по­рядка Па скорость паров v принимают 15— 25 м/с

м

По нормалям НИИХИММАШа подбираем конденсатор диаметром, равным расчетному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром d_бк = 500 мм.

5.4. Расчет высоты барометрической трубы

В соответствии с нормалями [5], внутренний диаметр барометрической трубы d_бт равен 300 мм. Скорость воды в барометрической трубе v_B равна:

м/с
Высоту барометрической трубы определяют по уравнению



где В—вакуум в барометрическом конденсаторе, Па; сумма коэффициентов местных сопротивлений; — коэффициент трения в барометрической трубе; Нбт, dбт — высота и диаметр барометрической трубы, м; 0,5— запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

В = Р_атм - Р_П = 9,8 Па



где _вх и _вых — коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.

Коэффициент трения зависит от режима тече­ния жидкости. Определим режим течения воды в ба­рометрической трубе:



Для гладких труб при Re = 36667 коэффициент трения λ = 0,0023

м

5.5. Расчет производительности вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса G_возд опре­деляется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конден­сатора:

кг/с

где 2,5 — количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0,01 — количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.

Объемная производительность вакуум-насоса равна:



Температуру воздуха рассчитывают по уравнению

°С

Давление воздуха равно:

Рвозд = Рп - Рн.п

где Р_п-давление сухого насыщенного пара Па при t_возд=31,5 °С
Р_возд=0,15 Па

Тогда



Зная объемную производительность V_возд и остаточ­ное давление Р_бк по ГОСТ 1867—57 [4] подбираем вакуум-насос типа ВВН-6, мощностью на валу N =12,5 кВт [1]

6. Методы интенсификации процессов выпаривания

Испарение при температурах ниже температуры кипения данного раствора происходит с его поверхности, в то время как при кипении растворитель испаряется во всём объёме кипящего раствора, что значительно интенсифицирует процесс удаления растворителя из раствора.

Хорошая циркуляция раствора в аппарате способствует интенсификации теплообмена, в первую очередь со стороны кипящей жидкости. Как известно, увеличение скорости движения жидкости приводит к уменьшению толщины теплового пограничного слоя, снижению его термического сопротивления и повышению коэффициента теплоотдачи (при этом скорость движения раствора в трубах составляет 1-3 м/с). Кроме того, циркуляция раствора предотвращает быстрое отложение на стенках кипятильных труб твёрдой фазы (накипи).

Появляется возможность осуществлять выпаривание кристаллизующихся и высоковязких растворов. В многокорпусных выпарных установках для повышения температуры кипения и повышения концентрации раствора от первого корпуса к последнему применяют противоточную схему, что приводит к уменьшению вязкости раствора и, следовательно, к повышению интенсивности теплоотдачи при кипении, увеличению коэффициента теплопередачи.

Заключение

Техническое задание представляло собой разработку выпарного аппарата с принудительной циркуляцией и вынесенной греющей камерой с исходными данными. На его основе были выбраны наилучшие параметры схемы и конструктивной проработки, выполнены необходимые расчеты и разработана конструкторская документация (чертеж общего вида, технологическая схема), предназначенная для изготовления аппарата. В процессе проектирования были задействованы современные возможности ЭВМ, совершенствующие труд конструктора, повышающие производительность проектирования и улучшающие оформление проекта.

При разработке проекта активно использовались знания из ряда пройденных дисциплин: гидравлика и гидравлические машины, технологии металлов, и т.д.

Список используемых источников

1. 
   Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 3-е. В 2-х кн.: Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. М.: Химия, 2002. – 400 с.: ил.
   
2. 
   Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. Под ред. чл.-корр. АН России П.Г. Романкова. - 11-е изд., стереотипное. Перепечатка с изд. 1987г. - М.: ООО “РусМедиаКонсалт”, 2004. – 576 с.
   
3. 
   Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии Учебник для вузов - 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатано с изд. 1973 г. — М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. — 753 с.
   
4. 
   ГОСТ 1867—57. Вакуум-насосы низкого давления.
   
5. 
   ОСТ 26716-73. Барометрические конденсаторы.
   
6. 
   ГОСТ 11987-81. Аппараты выпарные трубчатые.