Введение
Химические аппараты предназначены для ведения в них одного или нескольких химических, физических или физико-химических процессов. Перерабатываемые в аппарате вещества могут быть в любом агрегатном состоянии и различной химической активности. Различными могут быть температурные режимы и давления.
Характер работы аппаратов бывает непрерывный и периодический, а установка их может быть стационарной (в помещении или на открытой площадке) и не стационарной (предусматривающей или допускающей перемещение аппарата).
Аппараты с перемешивающими устройствами являются наиболее распространенным видом оборудования, используемого в химической технологии для проведения различных физических и химических процессов. Выбор аппаратов с перемешивающими устройствами и конструктивные особенности аппаратов определяются характеристикой процесса, свойствами перемешиваемой среды, производительностью технологической линии, температурными параметрами процесса и давлением, при котором процесс осуществляется. Такое многообразие факторов, влияющих на выбор конструкции, затрудняют задачу оптимального проектирования аппаратов. Решение этой задачи требует знания гидродинамических, физических и химических механизмов процесса, зависит от наличия конструкционных материалов, степени разработки стандартных конструкционных решений и от возможностей расчета нетривиальных конструкций в тех случаях, когда стандартные методы конструирования становятся неприемлемыми.
Столь сложные проблемы могут быть решены лишь на основе детального изучения отдельных характеристик оборудования с тем, чтобы на этой основе выбрать те основные параметры аппарата, которые ответственны за скорость протекания процесса в целом и оказывают влияние на конструктивное его оформление.
Расчет заключается в определении конструктивных размеров аппарата и в выборе на их основе стандартной конструкции аппарата.
Исходные данные
Объем аппарата V= 0,40 м3.
Внутренний диаметр аппарата D=800 мм.
Высота корпуса аппарата Н=950 мм.
Внутреннее давление в аппарате Р= 1,0 МПа,
Давление в рубашке Рруб =0,5 МПа.
Среда в аппарате: анилин.
Концентрация вещества: С* = 3%.
Температура среды в аппарате t= 20°С.
Срок службы аппарата ф = 5 лет.
Тип мешалки: лопастная.
Число оборотов мешалки в минуту n = 85 об/мин.
Плотность: с = 1020 кг/м3.
Коэффициент динамической вязкости: М= 4,4 Па•с
Марка стали: 08Х18Н10Т, любая толщина.
Скорость коррозии: П = 0,1 мм/год.
Рисунок 1 - Корпус аппарата Вода пресная: 20К.
Расчет выполняем по методике, изложенной в [1] ч [6].
- Введение
- 1. Выбор конструкционных материалов и их механических характеристик
- 2. Расчет основных элементов аппарата
- 2.1 Определение расчетных параметров аппарата
- 2.1.1 Высота корпуса аппарата
- 2.1.2 Высота жидкости в аппарате
- 2.1.3 Расчетное внутреннее давление в аппарате
- 2.2 Расчет обечайки корпуса
- 2.2.1 Толщина стенки обечайки при нагружении внутренним расчетным избыточным давлением определяется выражением
- 2.2.2 Определение толщины стенки обечайки при нагружении осевой растягивающей силой
- 2.2.3 Толщину стенки обечайки, нагруженной наружным давлением, находят из условия устойчивости обечайки от наружного давления
- 2.3 Расчет эллиптического днища
- 2.3.1 Толщина стенки днища, нагруженного внутренним расчетным избыточным давлением, определяется выражением
- 2.3.2 Толщина стенки днища, нагруженного наружным давлением, рассчитывается по формуле
- 2.3.3 Конструктивная прибавка к расчетной толщине днища
- 2.3.4 Толщина днища с учетом прибавок
- 2.3.5 Для эллиптических днищ, если длина цилиндрической отбортованной части h, больше параметра
- 2.4 Расчет рубашки аппарата
- 2.4.1 По таблице Е1 приложения Е принимаем диаметр рубашки Dр=900 мм, параметр а = 30 мм
- 2.4.2 Высота рубашки с учетом днища (без толщины днища)
- 2.4.3 Расчет обечайки рубашки
- 2.4.4 Расчет днища рубашки
- 2.5 Параметры штуцеров аппарата
- 2.6 Подбор фланцевого соединения
- 2.7 Расчет перемешивающего устройства
- 2.7.1 Определение основных геометрических размеров мешалки
- 2.7.2 Мощность, необходимая на перемешивание
- Мощность, необходимая на перемешивание
- 2.7.3 Выбор привода
- 2.8 Выбор опор аппарата
- Выводы