- •Методическое пособие к выполнению курсовых работ по прикладной механике Расчет и конструирование химических реакционных емкостных аппаратов
- •Глава 1. Справочные таблицы к курсовому проекту по механике 4
- •Глава 2. Расчет корпуса аппарата 38
- •Глава 3. Расчет элементов механического
- •Глава 4. Расчет опор корпуса химических аппаратов 80
- •Глава 5. Уплотнения вращающихся валов 91
- •Глава 6. Фланцевые соединения аппаратов 95
- •Глава 7. Пример расчета
- •Введение
- •Глава 1. Справочные таблицы
- •1) Сталь толсто- листовая
- •2) Сталь двухслойная
- •Глава II. Расчет корпуса аппарата
- •2.1. Конструктивные особенности корпусов аппаратов
- •2.2 Выбор комплектующих элементов и материалов
- •2.3 Расчет корпуса аппарата на прочность
- •2.3. Расчет корпуса при нагружении наружным давлением
- •Глава III. Расчет элементов механического перемешивающего устройства
- •3.1 Расчет мешалок
- •3.1.1 Типы и параметры мешалок
- •3.1.2 Расчет мешалок.
- •3.1.3 Определение осевого усилия вала
- •3.1.4 Подшипники качения
- •3.2 Расчет вала вертикального перемешивающего устройства
- •3.2.1 Расчет вала на виброустойчивость
- •3.2.2. Проверка прочности на кручение и изгиб
- •3.2.3. Проверка на жесткость
- •Глава IV. Расчет опор корпуса химических аппаратов
- •4.1. Расчет опор
- •Глава V. Уплотнения врашающихся валов
- •5.1 Сальниковые уплотнения
- •5.2 Торцовое уплотнение
- •5.3 Расчет уплотнений
- •Глава 6 фланцевые сооединения аппаратов
- •1.Выбор материала.
- •7.3 Расчетная часть
- •3.3Подбор уплотнения
- •7.3.6.1. Подбор подшипников.
- •3.6.2 Проверочный расчет.
- •3.10 Расчет фланцевого соединения
2.3. Расчет корпуса при нагружении наружным давлением
Расчетные схемы элементов корпуса представлены на рис. 2.3.
I. Толщина стенки цилиндрической обечайки предварительно определяется по формуле
(2.9)
Коэффициент К2 определяется по номограмме, приведенной на рис. 2.4, в зависимости от вспомогательных коэффициентов:
Рис.2.4 Номограмма для расчета на устойчивость
в пределах упругости обечаек, работающих под наружным давлением
где nу= 2,4 - коэффициент запаса устойчивости в рабочем состоянии;
Е - модуль продольной упругости для материала обечайки при расчетной температуре стенки;
L - расчетная длина гладкой обечайки (см. рис. 2.3);
D - внутренний диаметр аппарата.
После предварительного определения толщины стенки обечайки проверяют допускаемое наружное давление по формуле
; (2.10)
где допускаемое давление из условия прочности
(2.11)
а допускаемое давление из условия устойчивости
; (2.12)
где
2. Толщина стенки стандартного эллиптического днища, работающего под наружным давлением, определяется по формулам
. (2.13)
3. Расчет конического днища; Толщину стенки предварительно определяют по формуле (2.9) условно считая оболочку цилиндрической.
После определения толщины стенки проверяют допускаемое наружное давление:
;
где [pp]- допускаемое давление из условия прочности;
[pE]- допускаемое давление из условия устойчивости.
; (2.14)
. (2.15)
Коэффициент .
За расчетную длину принимают
. (2.16)
Расчетный диаметр конической обечайки определяется по формуле
, (2.17)
где D - внутренний диаметр аппарата;
D0 - внутренний диаметр нижнего штуцера;
α - угол при вершине конуса.
Типы, параметры и размеры корпусов аппаратов
Рис.2.5
Корпус типа 00
Таблица 2.4
Параметры конструкции
корпуса типа 00 по ОСТ 26-01-1246-75
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм |
| ||||||||
D |
H |
H1 |
H2 |
L |
h |
h1 |
b |
δ |
H6
| |
0,63 |
1000 |
950 |
1375 |
725 |
360 |
325 |
50 |
100 |
6 |
275 |
1,00 |
1200 |
1450 |
1700 |
1175 |
450 |
825 |
50 |
120 |
325 | |
1,25 |
1100 |
1320 |
775 |
420 |
575 |
50 |
340 | |||
1,6 |
1650 |
1870 |
1325 |
450 |
925 |
50 |
350 | |||
2,0 |
1400 |
1550 |
1750 |
1175 |
450 |
725 |
50 |
140 |
8 |
375 |
2,5 |
1850 |
2050 |
1475 |
540 |
1025 |
50 |
390 | |||
3,2 |
1600 |
1850 |
2100 |
1425 |
540 |
925 |
50 |
160 |
425 | |
4,0 |
2250 |
2560 |
1825 |
650 |
1325 |
50 |
440 | |||
5,0 |
1800 |
2230 |
2510 |
1740 |
550 |
1175 |
50 |
180 |
490 | |
6,3 |
2780 |
3060 |
2290 |
650 |
1700 |
50 |
500 | |||
8,0 |
2000 |
2880 |
3230 |
2340 |
800 |
50 |
200 |
540 | ||
10,0 |
2200 |
2980 |
3310 |
2390 |
800 |
50 |
220 |
550 |
Таблица 2.5
Параметры конструкции
к
Рис. 2.6 Корпус типа 01
Размеры H6, h, h1, b, δ (табл. 2.4)
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм | ||||||||
D |
D1 |
H |
H1 |
H2 |
H3 |
H4 |
L |
I | |
0,63 |
1000 |
1100 |
950 |
1160 |
675 |
100 |
220 |
- |
200 |
1,0 |
1200 |
1300 |
1100 |
1320 |
775 |
110 |
240 |
540 |
250 |
1,25 |
1300 |
1520 |
975 | ||||||
1,6 |
1650 |
1870 |
1325 | ||||||
2,0 |
1400 |
1500 |
1550 |
1740 |
1175 |
150 |
260 |
650 | |
2,5 |
1850 |
2100 |
1475 |
700 | |||||
3,2 |
1600 |
1700 |
1850 |
1425 |
750 | ||||
4,0 |
2250 |
2570 |
1825 | ||||||
5,0 |
1800 |
1900 |
2230 |
2520 |
1740 | ||||
6,3 |
2780 |
3010 |
2290 |
950 | |||||
8,0 |
2000 |
2200 |
2880 |
3270 |
2340 |
320 |
375 | ||
10,0 |
2200 |
2400 |
2980 |
3360 |
2390 |
1100 |
Таблица 2.6
П
Рис. 2.7 Корпус типа 10
корпуса типа 10 по ОСТ 26-01-1246-75
Номи-нальн. объем, м3
|
| |||||||||||||
D |
H |
H1 |
H2 |
L |
h |
h1 |
b |
δ |
H6
| |||||
3,2 |
1600 |
1850 |
2100 |
1425 |
540 |
525 |
50 |
160 |
8 |
425 | ||||
4,0 |
2250 |
2560 |
1825 |
650 |
1325 |
440 | ||||||||
5,0 |
1800 |
2230 |
2510 |
1740 |
1175 |
180 |
475 | |||||||
6,3 |
2780 |
3060 |
2290 |
1700 |
490 | |||||||||
8,0 |
2000 |
28802980 |
3230 |
2340 |
800 |
1700 |
200 |
540 | ||||||
10,0 |
2200 |
2980 |
3310 |
2390 |
1700 |
220 |
590 | |||||||
12,5 |
2400 |
3080 |
3420 |
2440 |
900 |
1650 |
100 |
240 |
12 |
640 | ||||
16,0 |
3880 |
4400 |
3240 |
2450 |
650 | |||||||||
20,0 |
2500 |
4180 |
4650 |
3490 |
1050 |
2650 |
260 |
690 | ||||||
25,0 |
2800 |
4480 |
5270 |
3740 |
2850 |
280 |
740 | |||||||
32,0 |
3000 |
4980 |
5720 |
4190 |
3250 |
300 |
790 | |||||||
40,0 |
3200 |
5700 |
6450 |
4850 |
- |
3850 |
320 |
850 | ||||||
50,0 |
3000 |
7580 |
8330 |
5790 |
- |
5850 |
300 |
840 | ||||||
53,0 |
3200 |
8300 |
9050 |
7450 |
- |
6450 |
320 |
890 |
Т
Рис. 2.8 Корпус типа 11
Параметры конструкции
корпуса типа 11 по ОСТ 26-01-1246-75;
Размеры H6, h, h1, b, δ (табл. 2.6)
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм | ||||||||
D |
D1 |
H |
H1 |
H2 |
H3 |
H4 |
L |
I | |
3,2 |
1600 |
1700 |
1850 |
2120 |
1425 |
150 |
260 |
750 |
250 |
4,0 |
2250 |
2570 |
1825 | ||||||
5,0 |
1800 |
1900 |
2230 |
2520 |
1740 | ||||
6,3 |
2780 |
3070 |
2290 |
950 | |||||
8,0 |
2000 |
2200 |
2280 |
2670 |
2340 |
320 |
950 |
375 | |
10,0 |
2200 |
2400 |
2980 |
3360 |
2390 |
1100 | |||
12,5 |
2400 |
2600 |
3080 |
3380 |
2440 |
350 | |||
16,0 |
3880 |
4410 |
3240 |
1280 | |||||
20,0 |
2600 |
2800 |
4180 |
4660 |
3490 | ||||
25,0 |
2800 |
3000 |
4480 |
5270 |
3740 |
450 | |||
32,0 |
3000 |
3200 |
4980 |
5780 |
4190 | ||||
50 |
7580 |
8380 |
6790 |
- |
Таблица 2.8
Параметры конструкции
корпуса типа 20 по ОСТ 26-01-1246-75
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм | ||||||||
D |
H |
H2 |
L |
h |
h1 |
b |
δ |
H6 | |
0,63 |
1000 |
1225 |
950 |
330 |
275 |
50 |
100 |
6 |
600 |
1,00 |
1200 |
1385 |
1060 |
330 |
275 |
120 |
712 | ||
1,25 |
1585 |
1260 |
450 |
475 |
120 |
722 | |||
1,6 |
2035 |
1710 |
925 |
120 |
722 | ||||
2,0 |
1400 |
1900 |
1525 |
625 |
140 |
8 |
824 | ||
2,5 |
2300 |
1925 |
540 |
1025 |
140 |
834 | |||
3,2 |
1600 |
2360 |
1935 |
925 |
160 |
936 | |||
4,0 |
2760 |
2335 |
650 |
1325 |
160 |
946 | |||
5,0 |
1800 |
2750 |
2260 |
1175 |
180 |
1048 | |||
6,3 |
3340 |
2850 |
1700 |
180 |
1058 | ||||
8,0 |
2000 |
3500 |
2960 |
800 |
1700 |
200 |
1160 | ||
10,0 |
2200 |
3670 |
3080 |
1700 |
220 |
1282 |
Рис. 2.9 Корпус типа 20
Таблица 2.9
П
Рис. 2.10 Корпус типа 21
корпуса типа 21 по ОСТ 26-01-1246-75;
Размеры H6, h, h1, b, δ (табл. 2.8)
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм | |||||||
D |
D1 |
H |
H2 |
H3 |
H4 |
L |
I | |
0,63 |
1000 |
1100 |
1225 |
950 |
80 |
240 |
330 |
200 |
1,0 |
1200 |
1300 |
1385 |
1060 |
100 |
330 |
250 | |
1,25 |
1585 |
1260 |
500 | |||||
1,6 |
2035 |
1710 |
540 | |||||
2,0 |
1400 |
1500 |
1900 |
1525 |
125
150 |
260 |
630 | |
2,5 |
2300 |
1925 |
700 | |||||
3,2 |
1600 |
1700 |
2360 |
1935 |
150 |
750 | ||
4,0 |
2760 |
2335 | ||||||
5,0 |
1800 |
1900 |
2750 |
2250 | ||||
5,3 |
3340 |
2850 |
950 | |||||
8,0 |
2000 |
2200 |
3500 |
2960 |
320 | |||
10,0 |
2200 |
2400 |
3670 |
3080 |
1100 |
375 |
Т
Рис. 2.11
Параметры конструкции
корпуса типа 30 по ГОСТ 26-01-1246-75
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм | ||||||||
D |
H |
H2 |
L |
h |
h1 |
b |
δ |
H6 | |
3,2 |
1600 |
2360 |
19352335 |
540 |
925 |
50 |
160 |
8
|
936 |
4,0 |
2780 |
2335 |
650 |
1325 |
160 |
945 | |||
5,0 |
1800 |
2750 |
2250 |
1125 |
180 |
1048 | |||
6,3 |
3340 |
2850 |
1700 |
180 |
1058 | ||||
8,0 |
2000 |
3500 |
2960 |
800 |
1700 |
200 |
1160 | ||
10,0 |
2200 |
3670 |
3080 |
1700 |
220 |
1272 | |||
12,5 |
2400 |
4035 |
3395 |
900 |
1850 |
100 |
240 240 |
1334 | |
16,0 |
4335 |
3095 |
2150 |
240 |
1354 | ||||
20,0 |
2600 |
4795 |
4105 |
1050 |
2450 |
260 |
1506 | ||
25,0 |
2800 |
5150 |
4420 |
2650 |
280 |
1618 |
Рис. 2.12 Корпус типа 31
Таблица 2.11
Параметры конструкции
корпуса типа 31 по ГОСТ 26-01-1246-75;
Размеры H6, h, h1, b, δ (табл. 2.10)
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм | |||||||
D |
D1 |
H |
H2 |
H3 |
H4 |
L |
I | |
3,2 |
1600 |
1700 |
2360 |
19392335 |
150 |
260 |
750 |
25000 |
4,0 |
1600 |
1700 |
2780 |
2335 |
260 |
750 |
2505252000 | |
5,0 |
1800 |
1900 |
2750 |
2260 |
260 |
750 |
250 | |
6,3 |
1800 |
1900 |
3340 |
2850 |
260 |
950 |
250 | |
8,0 |
2000 |
2200 |
3500 |
2960 |
320 320320 |
950 |
375 | |
10,0 |
2200 |
2400 |
3670 |
3080 |
320 |
1100 1100 | ||
12,5 |
2400 |
2600 26002 |
4035 |
3395 |
350 350 350 350 |
1100 | ||
16,0 |
2400 |
2600 |
4335 |
3695 |
350 |
1100 | ||
20,0 |
2600 |
2800 |
4795 |
4105 |
350 |
1280 1280 | ||
25,0 |
2800 |
3000 |
5160 |
4420 |
350 |
1280 |
450 |
Таблица 2.12
Конструкция и основные размеры
для корпусов типа ОО
Номи-нальн. объем, м3
|
Размеры, мм |
Змеевик | ||||||
D |
D3 |
dм |
h1 |
h2 |
L1 |
Dy,мм |
Число витков | |
КК1 | ||||||||
0,63 |
1000 |
700 |
360 |
500 |
300 |
360 |
50 |
5 |
1,00 |
1000 |
740 |
700 |
390 | ||||
1,25 |
1200 |
900 |
380 |
940 |
|
380 | ||
1,6 | ||||||||
2,0 |
1400 |
1060 |
400 |
890 |
370 |
400 |
6 | |
2,5 | ||||||||
3,2 |
1600 |
1200 |
500 |
1030 |
450 |
500 |
60 |
7 |
4,0 | ||||||||
5,0 |
1800 |
1350 |
630 |
1080 |
430 |
630 |
70 |
7 |
6,3 | ||||||||
8,0 |
2000 |
1550 |
700 |
1130 |
700 |
80 |
8 | |
10,0 |
2200 |
1650 |
750 |
1180 |
750 |
Рис. 2.13