Расчет химического аппарата. Техническое задание 4 3 введение 5 3 Определение расчетных параметров химического аппарата 7 3

• Название: Техническое задание 4 3 введение 5 3 Определение расчетных параметров химического аппарата 7 3
• Анкор: Расчет химического аппарата
• Дата: 26.05.2021
• Размер: 0.82 Mb.
• Имя файла: 914.docx
• Тип: Техническое задание; #210189

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ 2

Техническое задание 4 3

ВВЕДЕНИЕ 5 3

Определение расчетных параметров химического аппарата 7 3

1.1 Выбор конструкционных материалов 7 3

1.2 Определение пробных давлений 7 3

1.3 Определение геометрических размеров аппарата 7 3

1.4 Расчет элементов корпуса аппарата 8 3

1.5 Выбор фланцевого соединения 9 4

1.6 Выбор привода 11 4

Расчет перемешивающего устройства 12 4

1.7 Выбор мешалки 12 4

1.8 Расчет мешалки на прочность 13 4

1.9 Расчет шпонки в ступице мешалки 14 4

1.10 Расчет вала мешалки на виброустойчивость 14 4

Выбор комплектующих элементов 16 4

1.11 Выбор штуцеров 16 4

1.12 Выбор люка 17 4

1.13 Выбор опор 17 4

1.14 Выбор сальникового уплотнителя 19 4

Библиографический список 20 4

ВВЕДЕНИЕ 7

Определение расчетных параметров химического аппарата 9

1.2Определение пробных давлений 9

1.3Определение геометрических размеров аппарата 9

1.4Расчет элементов корпуса аппарата 10

1.4.1Расчет толщины стенки корпуса 10

1.4.2Расчет толщины стенки рубашки 11

1.5Выбор фланцевого соединения 11

1.6Выбор привода 12

Расчет перемешивающего устройства 14

1.8Расчет мешалки на прочность 15

1.10Расчет вала мешалки на виброустойчивость 16

Выбор комплектующих элементов 18

1.11Выбор штуцеров 18

1.12Выбор люка 19

1.13Выбор опор 19

1.1Выбор сальникового уплотнителя 21

Библиографический список 23

Техническое задание 4

ВВЕДЕНИЕ 5

Определение расчетных параметров химического аппарата 7

1.1 Выбор конструкционных материалов 7

1.2 Определение пробных давлений 7

1.3 Определение геометрических размеров аппарата 7

1.4 Расчет элементов корпуса аппарата 8

1.4.1 Расчет толщины стенки корпуса 8

1.4.2 Расчет толщины стенки рубашки 9

1.5 Выбор фланцевого соединения 9

1.6 Выбор привода 11

Расчет перемешивающего устройства 12

1.7 Выбор мешалки 12

1.8 Расчет мешалки на прочность 13

1.9 Расчет шпонки в ступице мешалки 14

1.10 Расчет вала мешалки на виброустойчивость 14

Выбор комплектующих элементов 16

1.11 Выбор штуцеров 16

1.12 Выбор люка 17

1.13 Выбор опор 17

1.14 Выбор сальникового уплотнителя 19

Библиографический список 20

Техническое заданиеXВариант	914
Тип аппарата	ВЭЭ-01
Va, м3	4
Da, мм	1600
Шифр мешалки	03
dm, мм	400
n, об/мин	170
N, кВт	3
Привод	Тип 1, МП01-10
Pa, МПа	0,6
Pруб, МПа	0,35
Pост, МПа	0,03

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, с закрепленным на ней сальниковым уплотнением, крепится стойка с подшипниковой опорой с двумя подшипниками, и муфтой, соединяющей вал трёхлопастного перемешивающего устройства с промежуточным валом, приводимым во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Также к крышке приварены смотровой люк, штуцера ввода и два штуцера для крепления манометра и термопары. Корпус и крышка скреплены между собой посредством фланцевого соединения типа плоский фланец 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 5 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

Выбор конструкционных материаловXТаблица 1. Подбор материала.
Параметр	Размерность	Значение
Среда	-	Вода
Материал корпуса аппарата, рубашки, фланцев	-	10Х17Н13М2Т
П	мм/год	0,1
Та	лет	10
Cк, мм	мм	1
[σ]t=100℃	МПа	139
[σ]t=20℃	МПа	146
E	МПа	2E+10
Материал болтов	-	35ХМ

1

2. Определение пробных давлений

Пробное давление для аппарата:



Пробное давление для рубашки:

3. Определение геометрических размеров аппарата

Высота крышки аппарата:



Высота отбортовки крышки:



Высота днища аппарата:



Высота отбортовки днища:



Высота цилиндрической части аппарата:



Расчетная высота обечайки:



Истинная высота обечайки:



Высота рубашки:



Диаметр рубашки:

4. Расчет элементов корпуса аппарата

   1. Расчет толщины стенки корпуса

При воздействии внутреннего давления с учетом ручной сварки для соединения встык односторонним швом ( ):



При воздействии наружного давления:

2. Расчет толщины стенки рубашки

5. Выбор фланцевого соединения

Рисунок 1. Эскиз фланцевого соединения.

XТаблица 2. Основные размеры фланцев приварных встык по ГОСТ 27759.2-90 и болтов для стальных аппаратов (выборка), мм.
D, мм	1600
D1, мм	1730
D2, мм	1690
D3, мм	1648
D4, мм	1660
D5, мм	1645
a, мм	17,5
a1, мм	14
s, мм	10
h, мм	55
d0, мм	23
z	60
dб, мм	М20
l, мм	140

6. Выбор привода

Рисунок 2. Эскиз привода.XТаблица 3. Основные габариты мотор-редукторов.
d	dв	D1	D2	D3	D4	H1	H2	H3	l0	l2	h1
50	40	540	500	430	410	1235	720	475	350	450	500
h2	h3	s	d0	z	a, град	Масса, кг
30	8	14	23	8	72	620

Высота мотор редуктора:

Расчет перемешивающего устройства

Выбор мешалкиXШифр мешалки: 03

Диаметр мешалки, мм: 400

Тип мешалки: турбинная открытая

2

Рисунок 3. Эскиз турбинной мешалкиXТаблица 5. Размеры мешалки.
dм, мм	d1, мм	h, мм	b, мм	s, мм		Допустимый крутящий момент, КНм		Масса, кг
400	45	90	80	6		0,35		7,2

Рисунок 4. Эскиз неразъемной ступицы.XТаблица 6. Размеры ступицы неразъемной.
d1, мм	h, мм	d3, мм	d5, мм	d6, мм	d7, мм	d8, мм	d9, мм	c, мм	c1, мм	h2, мм	s2, мм
45	90	70	55	М6	35	13	32	64	50	22	8

8. Расчет мешалки на прочность

Расчетный крутящий момент с учетом пусковых нагрузок:



Условие прочности:







Условие прочности выполняется.

Расчет шпонки в ступице мешалкиXТаблица 7. Размеры сейчений шпонок и пазов (мм.).
Диаметр вала	Размеры сейчений шпонок			Глубина паза
				вал		втулка
d1	b	h	t		t1
45	14	9	5,5		3,8

3

Условие прочности шпонки на смятие:





Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

10. Расчет вала мешалки на виброустойчивость

Длина вала:













Приведенная масса:



Приведенная жесткость:





Критическая угловая скорость:



Условие виброустойчивости:

Выбор комплектующих элементов

11. Выбор штуцеров

Рисунок 5. Стальной фланцевый штуцер.

Таблица 8. Размеры стального фланцевого шту-цера.

X

12. Выбор люка

Рисунок 6. Эскиз люка.

Таблица 9. Основные размеры стального загрузочного люка

13. Выбор опор

Вес аппарата:



Нагрузка на одну опору:

Рисунок 7. Лапа вертикального аппарата.XТаблица 10. Подбор опоры.
[Q], кН	Тип опоры	a, мм	a1, мм	b, мм	c, мм	c1, мм	h, мм	h1, мм	S1, мм	K, мм	K1, мм	d, мм	dБ
25	1	125	155	155	45	90	230	16	8	25	40	24	М20

1. Выбор сальникового уплотнителя

Рисунок 8. Сальниковые уплотнения типов IA и IIA: 1 – корпус; 2 – кольцо опорное; 3 – кольцо; 4 – фонарь; 5 – втулка нажимная; 6 – набивка; 7 – прокладка; 8 – шпилька; 9 – гайка.

XТаблица 11. Размеры сальникового уплотнителя типов IА и IIА
d, мм	D, мм	D1, мм	D2, мм	d1, мм	d2, мм	n1	z	H, мм	H, мм	D, мм	Масса, кг
50	205	170	148	70	М12	4	2	190	105	15	8,5

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.

5. Д.В. Зиновьев. Основы проектирования в КОМПАС-3Dv17 – ДМК –Пресс, 2019 -232 с.

Москва 2021