1. Подбор и расчёт корпусных элементов аппарата и рубашки

Крышки и днища относятся к корпусным элементам, ограничивающим с торцов основную часть аппарата (как правило, цилиндрический корпус). В этих элементах обычно располагаются все технологические отверстия, необходимые для обеспечения непрерывной работы и технического обслуживания аппаратов (подвод и вывод перерабатываемой среды, люки-лазы, контрольно-измерительные приборы и пр.) В аппаратах с мешалкой на верхнем днище монтируется привод перемешивающего устройства и уплотнение. Днища соединяются с цилиндрической обечайкой сваркой, а крышки – при помощи фланцевого соединения.

1. Определение основных размеров корпуса аппарата

, где

– производительность аппарата;

– продолжительность перемешивания;

;

Выбираем аппарат ВКЭ – вертикальный с коническим отбортованным днищем (угол при вершине 60º) и эллиптической крышкой с параметрами ГОСТ 9931—85:

• Номинальный объем аппарата ;

• Длина цилиндрической части ;

• Площадь аппарата ;

• Диаметр аппарата внутренний .

Рисунок 1 – Схема аппарата

Уточняем значение коэффициента заполнения аппарата:

Рисунок 2 – Эллиптическое днище

с внутренним базовым диаметром

.

2. Проектирование эллиптической крышки

В ыбираем эллиптическое отбортованное днище с внутренним базовым диаметром (Рисунок 1.2) ГОСТ 6533—78:

• D = 2200мм;

• Н = 550мм;

• h = 60мм;

• F = 5,66м²;

• V = 1,6219м³.

Днище 2200-18 ГОСТ 6533—78.

3. Проектирование конического днища

В ыбираем коническое днище с внутренним базовым диаметром и отбортованной вставкой и тороидальным переходом (Рисунок 1.3) ГОСТ 12619—78:

• D = 2200мм;

• h = 100мм;

• h_н = 1958мм;

• F = 8,65м²;

• V = 2,876м³;

• .

Рисунок 3 – Коническое днище

с внутренним базовым диаметром

Днище 60-2200-20 ГОСТ 12619—78.

4. Расчёт высоты жидкости в аппарате

Высота жидкости в аппарате:

,

где – высота жидкости в цилиндрической обечайке;

h_н = 1,958м – высота конуса;

h = 0,1м – высота отбортовки.

5. Подбор рубашки

В ыбираем неразъёмную рубашку по ОСТ 26-01-985-85: тип – 2 с коническим днищем и углом при вершине 2 = 60 при и ; ; ; ; Принимаем стандартную длину рубашки:

• ;

• ;

• ;

• .

Рубашка 2400-3117-10-О ОСТ 26-01-985-85

6. Рисунок 4 – Неразъемная рубашка

   Определение толщин стенок корпусных элементов

   1. Расчётные параметры

• Расчетное давление

в корпусе аппарата:

;

;

.

в рубашке:

;

;

.

• Расчетная температура

в корпусе аппарата: ;

в рубашке: .

• Допускаемое напряжение при температуре 150C для стали марки 09Г2С [4, c.20]

корпус аппарата:

; ;

рубашка:

; .

• Коэффициент запаса устойчивости

– для рабочих условий [4, c.19];

– в условиях гидравлических испытаний [4, c.19].

• Расчетное значение модуля продольной упругости для стали марки стали 09Г2С [4, c.24]

при ;

при .

• Для стыкового или таврового шва с двусторонним сплошным проваром, выполняемым автоматической или полуавтоматической сваркой с отношением длиной контролируемых швов к общей длине, равной 100 %, выбираем коэффициент прочности сварных швов [4, с.19]

• Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов корпуса определяется по формуле

,

где – прибавка для компенсации коррозии,

где – скорость коррозии,

– срок службы;

– прибавка для компенсации минусового допуска;

– прибавка утонения листа при изготовлении.

Выбираю прибавки для корпуса .

• Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов рубашки определяется по формуле

,

где – прибавка для компенсации коррозии,

где – скорость коррозии,

– срок службы;

– прибавка для компенсации минусового допуска;

– прибавка утонения листа при изготовлении.

Выбираю прибавки для корпуса .

• Максимальное давление, действующее на корпус или днище в условиях испытаний, определяется как

,

где – плотность воды;

– ускорение свободного падения на широте ;

– наибольшее значение высоты столба жидкости над проверяемым элементом;

Пробное давление при испытании стальных сварных аппаратов рассчитывается по формуле:

;

Второе слагаемое в формуле не учитывается, т.к. выполняется неравенство:

;

;

.

• Расчет на прочность в режиме испытаний проводить не требуется, т.к. выполняется следующее соотношение

;

.