3.3 Расчет фланцевых соединений

Среди разъёмных неподвижных соединений в химическом аппаратостроении наибольшее распространение получили фланцевые соединения.

Выбираем стандартные фланцевые соединения:

Наружный диаметр фланца, – 520 мм

Диаметр болтовой окружности, – 480 мм

Высота фланца, h – 25 мм

Размеры неметаллической прокладки:

Наружный диаметр прокладки, – 443 мм

Внутренний диаметр прокладки, – 418 мм

Ширина прокладки, – 25 мм

Толщина прокладки, S – 3 мм

Определим расчётную силу сжатия прокладки:

= + / 2 = 443+418 / 2 = 0,4305 м

- средний диаметр прокладки

_{b = 0,158 м – эффективная ширина прокладки}

_{k – коэффициент материала прокладки, из резины k = 1}

+ 106790 = 179532 Н

Определим приведённую нагрузку на фланец по уравнению:

= * [ * ( – 1) + * p(1- )] = * [179532* ( – 1) + *0,5* *(1- ) = 96877 Н = 0,097 мН

3.4 Расчёт штуцеров

Определим диаметр условного перехода для входа раствора:

Примем w=2м/с ;G = 0,5 кг/с

= = = 0,017 м

Примем стандартный = 0,02 м

Определим диаметр условного прохода для пара w=15 м/с; p=2,663 кг/ ,

при p> 0,5 мПа

= = = 0,062 м

Примем стандартный = 0,065 м

3.5 Расчёт опор

Выбор типа опор зависит от ряда условий: места установки аппарата, соотношения высоты и диаметра аппарата, массы.

Толщину рёбер определяют по формуле:

= 0,004 м

Отношение l / = 0,115/0,004 = 28,75, по графику k = 0,2, пересчёт толщины ребра не требуется.

4. Выбор и расчёт вспомогательного оборудования

4.1 Расчёт барометрического конденсата.

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с баро­метрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 °С). Смесь охлаждающей воды и конден­сата выливается из конденсатора по барометриче­ской трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.

4.1.1 Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_B определяют из теплового баланса конденсатора:

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3—5 град. Поэтому конечную температуру воды t_к на выходе из конденсатора принимают на 3—5 град ниже температуры конденсации паров:

°С

Тогда

= 4,13 кг/с

4.1.2Расчёт диаметра барометрического конденсата

Диаметр барометрического конденсатора опре­деляют из уравнения расхода:

где р— плотность паров, кг/м³; v— скорость паров, м/с.

При остаточном давлении в конденсаторе по­рядка Па скорость паров vпринимают 15— 25 м/с

м

По нормалям НИИХИММАШа подбираем конденсатор диаметром, равным расчетному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром d_бк = 500 мм.

4.1.3Расчёт высоты барометрической трубы

Внутреннийдиаметр барометрической трубы d_бт равен 125 мм.Скорость воды в барометрической трубе v_Bравна:

м/с

Высоту барометрической трубы определяют по уравнению

где В—вакуум в барометрическом конденсаторе, Па; сумма коэффициентов местных сопротивлений; — коэффициент трения в барометрической трубе; Нбт, dбт — высота и диаметр барометрической трубы, м; 0,5— запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

В=Ратм-Р_бк=9,8 Па

где вх и в_Ых — коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.

Коэффициент трения зависит от режима тече­ния жидкости. Определим режим течения воды в ба­рометрической трубе:

Для гладких труб при Re=66502 коэффициент трения λ=0,02

м