Пояснительная записка. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой
 Скачать 6.58 Mb.
|
 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» Кафедра машиноведения (МВ) АППАРАТ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ С ЛОПАСТНОЙ МЕШАЛКОЙ Пояснительная записка к курсовому проекту АВЛ 015.00.00 ПЗ Разработала: студентка гр. 5121-П Кириллина Ю. С. Руководитель проекта: доц. каф. МВ Островская Э. Н. Казань 2014 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 2 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П Содержание
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 3 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П Задание на проектирование
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П Выбор материалов для изготовления деталей аппарата. Конструкционные материалы для изготовления элементов химического аппарата выбирают в зависимости от химического и коррозионного действия среды и температуры. Заданная среда: 40%-ный водный раствор H2SO4 Температура среды: 20ºС По таблице 7[1] выбираем марку стали и материал для прокладок, в соответствии с заданными условиями: Марка стали: 08Х17Н13М2Т Материал для прокладок: асбестовый картон ГОСТ 2850-75
Корпус аппарата состоит из цилиндрической обечайки, днища и крышки. Типы и основные размеры емкостных аппаратов стандартизованы. Основными параметрами для выбора размеров корпуса являются внутренний номинальный объём и внутренний диаметр.  Конструктивная схема корпуса типа ВЭЭ по ГОСТ 9931-82 показана на рис.1. По таблице 1[1] определяем длину цилиндрической части корпусаl. l=975мм
Толщину стенок определяют по формуле:  ;  ; (2.1)где рR- давление в аппарате, МПа; sR - расчетное значение толщины стенки, мм; D - внутренний диаметр обечайки, мм; [] допускаемое напряжение, MПа (зависит от марки стали и рабочей температуры), - коэффициент прочности сварного шва, мм (зависит от типа выполнения); c- прибавка на коррозию мм. Давление в аппарате рR=1МПа Внутренний диаметр D=1800мм По таблице 8[1] определяем []=160МПа Коэффициент прочности сварного шва =1 (автоматическая сварка) Прибавка на коррозию c=2мм  ; s=8ммИзм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П Размеры эллиптического днища (рис 2) выбираем по таблице 5[1] 
Аппараты с рубашками находятся под наружным давлением. Тонкостенные обечайки под действием наружного давления могут потерять первоначальную форму (устойчивость) с образованием нескольких волн смятия. Давление, при котором оболочка начнет деформироваться, называется критическим. Поэтому полученное значение толщины стенки следует проверить на допускаемое наружное давление. Для эллиптического днища расчетная длина обечайки определяется по формуле:  ; (2.2) .Допускаемое наружное давление определяется по формуле (ГОСТ 14249-80):  (2.3)Здесь допускаемое давление из условия прочности определяется по формуле:  (2.4)а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости рассчитывается по формуле  (2.5)где Е - модуль упругости, МПа; пи - коэффициент устойчивости; lR- расчётная длина обечайки. Если в результате расчета окажется, что давление в рубашке больше допускаемого, т.е  , необходимо увеличить толщину стенки обечайки.Модуль упругости определяем по таблице 9[1]  пи =2,4 рруб=0,3МПа  ; ; ;0,3МПа>0,17МПа, следовательно, увеличиваем толщину стенки обечайки. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П s=10мм  ; ; ;0,33МПа<0,3МПа
Толщину стенки эллиптического отбортованного днища определяют по формуле:  ; (2.6)При действии наружного давления полученное значение толщины стенкинеобходимо проверить на допускаемое наружное давление по формуле (2.3). В этом случае допускаемое давление из условия прочности в пределах упругости: ; (2.7)а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле  (2.8) ; s=10мм ; ; ;0,36МПа>0,3МПа
Толщину стенки цилиндрической части рубашки определяют по формуле (2.1), эллиптического днища - по формуле (2.6). В качестве расчётного давления Рrпринимают давление в рубашке. Для корпусов с внутренним диаметром D1800 мм диаметр рубашки принимают больше внутреннего диаметра аппарата D на 100мм. Расположение рубашки на корпусе аппарата показано на рис 3. Для D=100-1800 h=140, h1=300  ;s=4мм  ;s=4мм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П Фланцевые соединения Фланцевые соединения применяют для разъёмного соединения составных частей корпуса, крышки с корпусом и т.д. Соединение состоит из двух фланцев, прокладки, которую размещают между уплотнительными поверхностями фланцев, болтов (шпилек), гаек и шайб.(рис.4а) Фланцевые соединения стандартизованы. Фланцы плоские приварные с гладкой уплотнительной поверхностью (рис.4б) применяют при р<2.5МПа и t≤300°С. Для герметизации фланцевого соединения применяют прокладки. Плоские неметаллические прокладки используют для уплотнения гладких поверхностей фланцев. Они подбираются в зависимости от давления и температуры. При давлении до 1.6 МПа и температуре до 550°С для прокладок применяют асбестовый картон.  Фланцы и прокладки, подобранные по стандартам, в расчёте не нуждаются. По таблице 11[1] выбираем фланцы
Фланец 2-1800-1 ОСТ 26-426-82 По таблице 12[1] выбираем прокладки
Прокладка 2-1800-10 ОСТ 26-430-79 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П При конструировании аппаратов выполняют проверочный расчёт болтов в соответствии с ОСТ 26-373-82 по следующей методике:
 ; (2.9)где PR – внутреннее давление (давление в аппарате), Dсп - средний диаметр прокладки, рассчитываемый по формуле  ; (2.10) ; .
 ; (2.11)где вп - ширина прокладки, рассчитываемая по формуле  ;  ;m=2.5 для прокладок из асбестового картона; в0 – эффективная ширина прокладки, при    .
Принимают наибольшее значение из трёх расчетных  ; (2.12)где q=20МПа для прокладок из асбестового картона.  ; (2.13)где nБ – число отверстий, fБ – площадь поперечного сечения стержня болта  , [σ]20 - допускаемые напряжения для материала болта при 20°С  ; (2.14) ,По таблице 13[1] определяем [σ]20 =110МПа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 АВЛ 015.00.00 ПЗ Разраб. Кириллина Провер. Островская Реценз. Н. Контр Утверд. Аппарат вертикальный с лопастной мешалкой Лит. Листов 25 КНИТУ, 5121 - П  ; ; . .
 (2.15) .
 ; (2.16)где [σ]t - допускаемые напряжения для материала болта при рабочей температуре, PБ2 - болтовая нагрузка РБ2≈1,3РБ1max Если условия (2.15) или (2.16) не выполняются, то увеличивают число болтов, но так, чтобы оно оставалось кратным четырём.  .   .Болты, винты, гайки и шайбы являются стандартными изделиями, их размеры приведены в таблицах. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||