Расчет оболочек, нагруженных внутренним давлением

1. Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки

2) Расчет эллиптической крышки

3) Расчет толщины рубашки

Р_р = Р_руб

Расчет оболочек, нагруженных наружным давлением

1) вычисляем предварительно толщину стенки цилиндрической обечайки

Проверяем допускаемое наружное давление

Допускаемое давление из условия прочности:

Допускаемое давление из условия устойчивости:

0,38МПа < 0,39Мпа – условие выполняется.

2. Проверка на прочность стенок эллиптического днища.

0,38МПа < 0,39Мпа – условие выполняется.

Эскиз корпуса представлен на рисунке 1.

2.2. Подбор и расчет привода

Для приведения во вращение механических перемешивающих устройств в химических аппаратах служат приводы, где в качестве движущей силы используется главным образом электроэнергия.

Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили выносные индивидуальные приводы со стандартными электродвигателями и типовыми редукторами, устанавливаемые на крышке или верхнем днище аппарата.

Для вращения мешалки подбирают стандартный привод в зависимости от частоты вращения мешалки и потребляемой ею мощности, внутреннему давлению и способу установки привода на аппарате.

1. Определяем мощность, потребляемой приводом

- К.П.Д. подшипников, в которых крепится вал мешалки;

- К.П.Д., учитывающий потери в компенсирующих муфтах;

- К.П.Д. механической части привела;

- К.П.Д., учитывающий потери мощности в уплотнении;

=0,91…0,99

=0,99

=0,85…0,97

=0,96…0,98.

Выбираем стандартный по мощности двигатель. Для двигателя полученной мощности по таблице подходит привод типа 2, привод со встроенными в редуктор опорами вала мешалки. Исполнение привода- 1 (для установке на крышке). Номинальное давление в аппарате - 3.2 МПа.

2. Определяем диаметр вала

Размер привода выбирается по диаметру вала

Стандартный привод по условиям работы подшипников и наиболее слабых элементов конструкции рассчитан на определенное допустимое осевое усилие [F], которое для привода типа 2, исполнения 1, габарита 3 равно 27100.

Действующее осевое усилие на вал привода аппарата определяется по формуле:

Итак, действующее осевое усилие на вал привода аппарата:

Сравниваем полученное максимальное значение силы F_вверх и F_вниз с допустимой нагрузкой [F]:

|F_max|≤[F]

3995,4Н<27100Н

Таким образом, привод подходит.

Основные размеры привода типа 2, исполнения 1, габарита 3 определяем по таблицам в соответствии с ОСТ-26-014-1225-75.

B=965мм

L=350мм

H₁=850мм

h=1660мм

h₁=820мм

l₂=800мм

S=18мм

D=650мм

D₁=650мм

m_прив=945кг

Эскиз привод представлен на рисунке 2.

2.3 Выбор уплотнения

Уплотнения вала является чрезвычайно ответственным, особенно при работе с ядовитыми и взрывоопасными средами и в аппаратах, работающих под вакуумом. Существуют два типа уплотнения: сальниковые и торцовые. Сальниковые широко применяются в аппаратах, работающих под давлением Р_изб≤0,6МПа и при температуре в аппарате до 200⁰С. В противном случае применяются торцовые уплотнения, основной элемент которого состоит из двух колец, подвижною (вращающегося) и неподвижного, который прижимаются друг к другу по торцовой поверхности с помощью пружин. Таким образом, в отличие от натяжных сальников, в которых уплотнение осуществляется на цилиндрической поверхности вала, в торцовом уплотнении герметичность обеспечивается путем контакта двух кольцевых поверхностей. Подвижное кольцо связывается с валом, неподвижное кольцо с корпусом аппарата. Торцовые уплотнения обладают рядом существенных преимуществ: они работают с незначительной утечкой газа: в период

нормальной работы не требуют обслуживания; правильно подобранные торцовые уплотнения отличаются большой устойчивостью и долговечностью.

В соответствии с заданными условиями (Р_изб =0,7 МПа, что больше 0.6МПа) выбираем торцовое уплотнение.

Эскиз уплотнения представлен на рисунке 3.