Введение

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВЭЭ-01 предназначен для проведения различных физико-химических и механических процессов в жидких средах (растворах, суспензиях, эмульсиях), для протекания которых требуется поддержание повышенной температуры и давления. Интенсификацию процессов теплообмена и массообмена обеспечивает механическое перемешивающее устройство с приводом типа 4.

Химические аппараты данной конструкции применяются в промышленности для проведения органических и неорганических синтезов, протекающих при повышенной температуре и давлении в агрессивных средах, а также требующих постоянного перемешивания реакционной массы. Кроме этого аппараты применяются для получения различных жидкостных растворов и механических смесей.

При разработке химического аппарата обеспечено соответствие правилам Госгортехнадзора. Основные параметры аппарата соответствуют ГОСТ 26291-71.

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашка аппарата, механического перемешивающего устройства.

Корпус аппарата состоит из сваренных между собой цилиндрических днища и обечайки. Корпус аппарата предназначен для проведения в нём физико-химических процессов, а также для крепления к нему прочих частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху – к обечайке корпуса, и снизу – к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусом с помощью фланцевого соединения), а также штуцер для выгрузки продукта, приваренный к нижней части днища корпуса.

К крышке приварен смотровой люк, штуцер ввода и два штуцера для крепления манометра и термопары. Корпус и крышка скреплены между собой посредством фланцевого соединения.

Тип механического перемешивающего устройства – трехлопастная мешалка. Ступица неразъемного типа.

Рубашка служит для подачи в неё через штуцер пара, обогревающего содержимое корпуса. Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней её части. Также к рубашке приварены 4 опоры.

Материал корпуса, крышки, рубашки, мешалки и её вала – сталь 10Х17Н13М2Т. Эта сталь выбрана потому, что она технологична в обработке, имеет повышенную виброустойчивость, хорошо сваривается и обладает хорошей штампуемостью.

1. Определение расчетных параметров химического аппарата

   1. Выбор конструкционных материалов

Материал корпуса аппарата, рубашки, фланцев – 10Х17Н13М2Т

Срок коррозии: П=0,1 мм/год

Срок службы аппарата: T_a =10 лет

Прибавка на компенсацию коррозии: С_к=П·Т_а=0,1·10= 1 мм

Допускаемое напряжение: [σ]_t=100°C=139 Мпа, [σ]_t=20°C=146 Мпа

Модуль упругости первого рода: Е=2·10⁵ Мпа

Материал болтов – сталь 35ХМ

Допускаемое напряжение: [σ]_б=230 Мпа

2. Определение пробных давлений

Пробное давление для аппарата:

(1.1)

Пробное давление для рубашки:

(1.2)

3. Определение геометрических размеров аппарата

Высота крышки аппарата:

H === 700 мм

(1.3)

Высота отбортовки крышки:

Высота днища аппарата:

H === 700 мм

(1.4)

Высота отбортовки днища:

Высота цилиндрической части аппарата:

где

(1.5)

Высота обечайки:

= =2529 мм

(1.6)

Принимаем: мм

Высота цилиндрической части рубашки:

мм

Диаметр рубашки:

мм

4. Расчет элементов корпуса

   1. Расчет толщины стенок корпуса

При воздействии внутреннего давления:

мм

(1.7)

При воздействии наружного давления:

= мм

(1.8)

где 0,3 + 0,1 – 0,01= 0,39 Мпа

Е=2·10⁵ Мпа

=2,4

= 2493 мм

Выбираем

=12 мм

1. Расчет толщины стенки рубашки

   мм	(1.9)

1. Выбор фланцевого соединения

Рис.1.1 – Эскиз фланцевого соединения

Таблица 1.1

Основные размеры плоских приварных фланцев

Размеры,мм
														Мпа
2800	2950	2905	2856	2870	2853	22,0	18	12	65	27	88	М24	170	0,3
									105		92		260	0,6
	3000	2945	2895	2910	2892			20	120	30	108	М27	280	1,0