Курсовая работа: Аппарат с механическим перемешивающим Устройством

РЕФЕРАТ

с. 53, рис. 24, табл. 19, ист. 33.

СТАЛЬНОЙ СВАРНОЙ АППАРАТ, ОБЕЧАЙКА, ДНИЩЕ, РУБАШКА, ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ПРИВОД ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, МЕШАЛКА ТУРБИННАЯ ОТКРЫТАЯ, ОБЪЕМ АППАРАТА, ДАВЛЕНИЕ В АППАРАТЕ И РУБАШКЕ, ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА.

Объектом курсового проектирования является стальной сварной аппарат с перемешивающим устройством.

Цель работы – по заданным исходным данным сконструировать аппарат из стандартных узлов и элементов с последующим его проверочным расчётом.

Расчёт корпуса аппарата на прочность проводим, используя зависимости теории тонкостенных оболочек вращения.

Содержание

Введение........................................................................................................... 6

1 Подбор и расчет корпусных элементов аппарата и рубашки.................... 7

1.1 Исходные данные для проектирования корпуса аппарата................... 7

1.2 Определение расчетных параметров..................................................... 7

1.3 Расчет корпусных элементов аппарата при испытаниях...................... 8

1.4 Определение основных размеров корпуса аппарата.......................... 10

1.5 Подбор днищ........................................................................................ 11

1.6 Подбор рубашки.................................................................................. 13

1.7 Расчет корпусных элементов аппарата................................................ 14

1.7.1 Расчет цилиндрической обечайки на прочность........................... 14

1.7.2 Расчет цилиндрической обечайки на устойчивость....................... 14

1.7.3 Расчет эллиптического днища на прочность................................. 15

1.7.4 Расчет конического днища на прочность...................................... 16
1.7.5 Расчет конического днища на устойчивость.................................. 16

1.7.6 Расчет соединения обечайки с тороидальным переходом............. 17

1.8 Расчет рубашки аппарата..................................................................... 18

1.9 Определение минимальных допускаемых давлений........................... 19
2 Расчёт и подбор штуцеров и люка............................................................ 20

2.1 Расчет и подбор штуцеров................................................................... 22

2.2 Подбор люка-лаза................................................................................ 23
3 Выбор фланцевых соединений.................................................................. 24

3.1 Фланцы штуцеров, люка и аппарата................................................... 24

3.2 Подбор прокладок для фланцевых соединений.................................. 27

3.3 Подбор крепежных элементов фланцевого соединения...................... 28

4 Конструирование и расчет укрепления отверстий.................................... 29
4.1 Проверка отверстия под люк-лаз......................................................... 29

4.2 Проверка отверстия штуцера для резервного входа.......................... 30

4.3 Проверка отверстия штуцеров для входа сырья................................ 30
4.4 Проверка отверстия штуцера для предохранительного клапана....... 31

4.5 Проверка отверстия для датчика температуры и датчика давления.. 31

4.6 Проверка отверстия для выхода теплоносителя................................. 32

4.7 Проверка отверстия для входа теплоносителя.................................... 32

5 Подбор опор и проверка прочности стенки аппарата под опорой.......... 33
5.1 Подбор опор......................................................................................... 33
5.2 Проверка прочности стенки аппарата под опорой............................. 34

5.3 Подбор подкладного листа.................................................................. 36

5.4 Подбор стропового устройства аппарата........................................... 37
6 Выбор привода и уплотнения вала мешалки............................................ 38
6.1 Исходные данные для проектирования привода аппарата................ 38

6.2 Конструкция перемешивающего устройства....................................... 38

6.3 Определение режима работы перемешивающего устройства............ 39

6.4 Выбор мотор-редуктора...................................................................... 39

6.5 Выбор уплотнительного устройства.................................................... 42

6.6 Конструирование стойки привода....................................................... 43

6.7 Выбор муфты........................................................................................ 44

7 Расчет вала и элементов мешалки............................................................. 45

7.1 Подбор мешалки.................................................................................. 45

7.2 Расчет вала перемешивающего устройства......................................... 46

7.2.1 Расчет вала на виброустойчивость................................................ 46

7.2.2 Расчет вала на жесткость................................................................ 47

7.2.3 Расчет вала на прочность............................................................... 48

Заключение.................................................................................................... 51

Список использованных источников............................................................ 52

Введение

Сосуды и аппараты, применяемы в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой и смежных отраслях промышленности, принято считать тонкостенными, если толщина их стенки не превышает 10% внутреннего диаметра. Такие сосуды и аппараты эксплуатируются обычно при давлении не более 10 МПа.

Основным узлом сосуда и аппарата является корпус, который определяет его форму, размеры, объём, производительность и стоимость. Корпус изолирует обрабатываемую среду, подвергаясь её химическому воздействию и воспринимая при этом механические и тепловые нагрузки. Следовательно, надёжность работы аппарата во многом зависит от надёжности его корпуса.

Корпуса аппаратов состоят из оболочек различной конфигурации, соединенных друг с другом как неразъёмными (сварными, паяными), так и разъёмными (фланцевыми и др.) соединениями. Корпуса работают чаще всего в условиях статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением, а также при действии осевых или поперечных усилий и изгибающих моментов.

Для интенсификации различных процессов, происходящих в аппарате, таких как гомогенизация, теплообмен или химическая реакция, применяют перемешивание. Перемешивание в аппарате осуществляется с помощью механических перемешивающих устройств. Основным элементом такого устройства является мешалка. Мешалки бывают быстроходные (работают в турбулентном и переходном режимах) и тихоходные (работают в ламинарном режиме). Привод мешалки осуществляется от электродвигателя через редуктор, как правило, объединенных в единый мотор-редуктор и приводной вал. Вал может быть единым, или включать в себя один или два промежуточных вала. Валы между собой соединяются муфтами.

1. Подбор и расчет корпусных элементов аппарата и рубашки

1. Исходные данные для проектирования корпуса аппарата

Для проектирования корпуса аппарата с применяются исходные данные согласно заданию на проектирование.

Производительность:

Q = 12 м³/ч.

Время пребывания жидкости в аппарате:

t = 35 мин.

Коэффициент заполнения аппарата:

А = 0,7.

Диаметр аппарата:

D = 2200 мм.

Рабочее давление в аппарате:

Р_раб = 2 МПа.

Рабочее давление в рубашке:

Р_1раб = 0,5 МПа.

Рабочая температура среды в аппарате:

Т = 5 °С.

Тип нижнего днища:

Днище стандартное коническое отбортованное с углом конуса 90°. Материал корпусных деталей:

Сталь 12Х18Н10Т.

​