Вертикальный аппарат с перемешивающим устройством (стр. 1 из 5)

Министерство образования и науки Украины

Восточноукраинский национальныйный университет

Рубежанский филиал

Кафедра ОФТМ

Пояснительная записка

к курсовому проекту по прикладной механике

«ВЕРТИКАЛЬНЫЙ АППАРАТ С ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ»

Выполнил студент гр. ТД-.41

.Копылец Сергей

Руководитель проекта

Лихачёв А.И.

г. Рубежное, 2002 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат

Задание на курсовой проект

Ведомость курсового проекта

Введение

1. Выбор материала

2. Расчет толщины обечайки корпуса

3. Расчет эллиптического днища

4. Расчет рубашки

5. Расчет на прочность укрепления отверстий

6. Расчет фланцевых соединений

7. Расчет перемешивающего устройства

8. Выбор привода перемешивающего устройства

9. Определение веса аппарата

10. Выбор опор аппарата

Список литературы

РЕФЕРАТ

Курсовой проекта содержит два листа графической части формата А-1 и пояснительную записку в «35» листов.

Ключевые слова – обечайка, днище, крышка, мотор-редуктор, фланец, патрубок, перемешивающее устройство, штуцер, технологическое отверстие, рубашка, уплотнение, выбор материала аппарата, определены расчетные параметры, выполнены расчеты толщины стенок обечайки, днища, рубашки, произведены расчеты на прочность укрепления отверстий, выбран тип фланцевого соединения, определена мощность на перемешивание, выбран привод перемешивающего устройства, подобраны опоры аппарата.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

«Утверждаю»

Зав. кафедрой ОФТМ

Овчаренко В.В.

«ВЕРТИКАЛЬНЫЙ АППАРАТ С ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ»

№ п/п	Наименование исходных данных	Единицы измерения	Величина параметров
1.	Объем аппарата v	м3	5
2.	Внутренний диаметр аппарата Д	мм	1800
3.	Высота аппарата Н	мм	2230
4.	Внутреннее избыточное давление Р	[мПа]	1.5
5.	Наружное избыточное давлениеРН	мПа	1.0
6.	Рабочая температура	оС	20
7.	Среда – HNO3 (100%)r	кг/м3	1510
8.	Срок службыt	лет	15
9.	Тип перемешивающего устройства – листовая мешалка

ВЕДОМОСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

№ опр	Формат	Обозначение	Наименование	К-во	№ экз.	Примечание
1.	А1	Аппарат вертикальный	1	1
2.	А1	Узлы аппарата	1	1
3.	А4	КППМ4.160000000П.3	Пояснительная записка	1	1

ВВЕДЕНИЕ

Развитие химической и нефтехимической промышленности требует создания новых высокоэффективных, надежных и безопасных в эксплуатации технологических аппаратов. Применение веществ, обладающих взрывоопасными и вредными свойствами, ведение технологических процессов под большим избыточным давлением и при высокой температуре обусловливает необходимость детальной проработки вопросов, связанных с выбором средств защита для обслуживающего персонала, с прочностью и надежностью узлов и деталей аппаратов. Перед химическим машиностроением поставлена задача создания и выпуска высокопроизводительного оборудования. Химическое машиностроение должно внести большой вклад в развитие топливно-энергетического комплекса нашего государства.

Основной целью данного курсового проекта является изучение конструкций наиболее распространенных аппаратов химических производств, что достигается выполнением расчетов на прочность деталей и узлов, округленных рассчитанных параметров до стандартных значений, выполнением чертежей общего вида и узлов аппарата.

1. ВЫБОР МАТЕРИАЛА

Для изготовления сварных стальных аппаратов применяют полуфабрикаты, поставляемые металлургической промышленностью в виде листового, сортового и фасонного проката, труб, специальных поковок и отливок.

Материалы должны быть химически и коррозионностойкими в заданной среде, обладать хорошей свариваемостью и, соответственно, прочностными и пластичными характеристиками в рабочих условиях, допускать холодную и горячую механическую обработку.

При выборе конструкционных материалов основным критерием является его химическая и коррозионная стойкость в данной среде. Другим критерием является температура аппарата. Основным материалом для химического машиностроения являются коррозионностойкие стали различных марок, чугун, бронза и неметаллические материалы. С учетом агрессивности среды, температуры и давления аппарате для проектируемого аппарата выбираем высоколегированную сталь 08Х21Н6М2Т с допускаемым напряжением s = 233 МПа

2. РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ОБЕЧАЙКИ КОРПУСА

Исходные параметры:

	Объем аппарата	V=5
	Внутренний диаметр аппарата	D=1800
	Высота аппарата	Н=2230 мм
	Внутреннее избыточное давление	Р= 1,5 МПа
	Наружное избыточное давление	Рн= 1,0Мпа
	Рабочая температура	200С
	Среда в аппарате	HNO3
	Долговечность аппарата
	Днище и крышка	эллиптические
	Крышка	Съемная
	Днище	Приварное
	Рубашка	гладкая, приварная
	Мешалка	Листовая

2.1. Для заданной среды (HNO₃) (табл. 1 МУ, стр.27) принимаем:

плотность ρ=1510 кг/м³

коэффициент динамической вязкости μ=0.8 н.с/м²

Для корпуса аппарата выбираем высоколегированную сталь марки 08Х21Н6М2Т. Эта сталь по способу выплавки спокойная, легко сваривается всеми видами сварки.

Для рубашки, в которой будет циркулировать горячая вода или водяной пар, принимаем по таблице № 1(МУ, стр.27) углеродистую конструкционную сталь 20К. Скорость коррозии принимаем П=0,05 мм/год для рубашки и П=0,1мм/год для корпуса, поскольку температура больше 20⁰С.

2.2. Допускаемые напряжения и модуль упругости:

а) для стали 08Х21Н6М2Т по таблице № 2 (МУ, стр.28) –

20⁰С

=233МПа Е=2,0 × 10^-5 МПа

б) для стали 20К находим:

при 20⁰С

²⁰ = 147 МПа Е²⁰= 1,99×10⁵ МПа

2.2.1. Высота корпуса аппарата при снятой крышке

, где

– высота элептической части крышки,

100 мм – размер, который ориентировочно учитывает высоту цилиндрической отбортовки крышки и толщину фланца крышки.

h₁=2230-(0,25×1800+100)=1680 мм

2.2.2. Высота жидкости в аппарате

h_ж=h₁-(50…100)=1680-(50…100)=1630…1580 мм

Принимаем к расчету. h_ж=1600 мм = 1,6 М

2.2.3. Расчетное внутреннее давление в аппарате

, где

Р_г – гидростатическое давление –

Рг=

×g×h_ж=1510×9,81×1,6=23700Па=0,024МПа

g = 9,81 – ускорение свободного падения;

r = 1510 – плотность среды;

h_ж = 1600 – высота жидкости в аппарате.

Оцениваем величину гидростатического давления

р% =рг/р×100=0,024/1,5 ×100=1,6%<5%

Р = 1,5 МПа – внутреннее избыточное давление в аппарате,

Если

, то Р_Г не учитывается

2.2.3.1 Расчет обечайки корпуса

2.2.3.2 Толщина стенки обечайки при нагружении внутренним расчетным избыточным давлением

, где

j = 0,9 – коэффициент сварного шва. Обечайка имеет сварной шов.

Р_р = 1,5 Н/мм² – расчетное давление (см. п.3.3.3)

Д_вн = 1800 мм

[

] = 233 Н/мм² – допускаемое напряжение (см. п.3.2)

S_R=(1,5×1800)/(2×233×0.9-1,5)=6,46 мм

2.2.4. Толщина стенки обечайки при нагружении осевой растягивающей силой.

Осевая растягивающая сила

F_R=(p×r²×r_r)/4=(3.14×1800²×1,5)/4=3,82 ×10⁶ H