Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Казанский Государственный Технологический Университет

Кафедра деталей машин (теории машин и механизмов)

Аппарат вертикальный

с турбинной мешалкой

Пояснительная записка к курсовому проекту по деталям машин

Разработала студентка группы 4281-21 Васильева Е.В.

Проверила Островская Э.Н.

Казань, 2010г.

З адание на проектирование

Таблица 1.Параметры проектируемого аппарата.

№	Характеристика аппарата				Давление в аппарате, МПа	Давление в рубашке, МПа
	Внутренний объем, м3	Внутренний диаметр, мм	Тип	Исполнение
78	20	2600	ВЭП	2	1,0	0,3

№	Параметры среды			Параметры мешалки
	Наимено-вание	Темпера- тура	Концен-трация,%	Диаметр, мм	Частота враще-ния, об/мин	Мощ-ность на валу, кВт	Тип
78	HNO3, водный раствор	60	10	630	135	8,7	Турбинная

1. Выбор и расчет элементов корпуса

1.1. Цилиндрические обечайки

Расчет на прочность и устойчивость проводится по ГОСТ 14249-89.

1. Расчет обечаек, нагруженных внутренним избыточным давлением

Толщина стенки определяется по формуле

где -давление в аппарате, МПа; S_R-расчетное значение толщины стенки, мм; D-внутренний диаметр обечайки, мм; -допускаемое напряжение, Мпа (зависит от марки стали и рабочей температуры).

Марку стали выбирают в зависимости от свойств перерабатываемой среды. Для стыковых и тавровых двусторонних швов, выполняемых автоматической сваркой, коэффициент прочности сварного шва , для тех же швов, выполняемых вручную, .

Прибавка на коррозию С определяется по формуле С=V∙T, где V-скорость коррозии(обычно принимают 0,1-0,2 мм/год), Т-срок службы аппарата(обычно принимают 10-12 лет). Для материалов, стойких к перерабатываемой среде, при отсутствии данных о проницаемости рекомендуют принимать С=2 мм.

Согласно таблице коррозионной стойкости материалов[1.,стр.45, табл.3.1] для HNO₃(водн.раств.) с концентрацией 10% выбираем марку стали 08Х18Н10Т, которая к данной среде устойчива к коррозии даже при 100°С.Нормативное допускаемое напряжение для данной стали возьмем при 100°С =130 Мпа [1.,стр.46, табл.3.2]. Коэффициент прочности сварного шва примем .

мм

Срок службы 10 лет. Скорость коррозии 0,2 мм/год. Прибавка на коррозию С=V∙T=0,2∙10=2 мм/год.

; . Толщину стенки, вычисленную по этой формуле, округляют в сторону увеличения до ближайшей стандартной толщины листа (4, 6, 8, 10, 12, 14, 18, 20 мм). Примем S=12 мм.

1.1.2.Расчет обечаек, нагруженных наружным избыточным давлением

Расчет обечаек, нагруженных наружным избыточным давлением, заключается в определении допускаемого наружного давления, т.к. толщина стенки обечайки была определена ранее.

Допускаемое наружное давление: , где допускаемое давление, соответствующее условию прочности .

Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругих деформаций , где Е-модуль упругости, n_u – коэффициент устойчивости (для рабочих условий n_u=2,4), l_R-расчетная длина обечайки. Для аппаратов типа ВЭЭ: , где l-длина цилиндрической части корпуса; h_ц – высота отбортовки днища, H_D-высота днища.

Е=1,91∙10⁵ Мпа[1.,стр.65, табл.9],

l=3335 мм [1.,стр.54, табл.2],

H_D=650 мм [1.,стр.57, табл.5],

h_ц =60 мм[1.,стр.57, табл.5].

Условие надежной эксплуатации не соблюдается. Делаем перерасчет с увеличением на 2 мм.

МПа

МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации не соблюдается. Делаем перерасчет с увеличением на 2 мм.

МПа

МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации не соблюдается. Делаем перерасчет с увеличением на 2 мм.

МПа

МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации (0,3Мпа < 0,31Мпа) соблюдается.

1.2.Днища и крышки приварные

Толщина стенки эллиптического днища, нагруженного внутренним давлением определяется по формулам

. Тогда мм

Толщину необходимо проверить по формуле . В этом случае допускаемое наружное давление из условия прочности , а допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругих деформаций .

Условие надежной эксплуатации не соблюдается. Делаем перерасчет с увеличением на 2 мм.

МПа

МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации не соблюдается. Делаем перерасчет с увеличением на 2 мм.

МПа

МПа

МПа

Условие надежной эксплуатации (0,3 Мпа < 0,37 Мпа) соблюдается.