4 Конструктивный расчет
4.1 Основные технические данные аппарата
По вычисленной поверхности теплообмена F=2,1 м2 по [1, с.41] примем F=2,5 м2 и определим основные технические данные агитатора: номинальный объем Vн=0,63 м3, внутренний диаметр корпуса аппарата D=1000 мм, диаметр вала мешалки dв=50 мм. Толщина стенки корпуса s=8 мм (см.п.3.3.).
Для всех конструкций аппарата выберем сталь ВСт3 по [6, c.25]. Данные для этого типа стали: плотность стали ρ=7850 кг/м3, допускаемое напряжение [σ]=134 МПа [6, c.15], модуль нормальной упругости Е=210·109 Па [6, c.14], допускаемое напряжение на кручение [τ]=50 МПа.
4.2 Подбор рубашки
Эскиз рубашки приведен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Эскиз рубашки
По внутреннему диаметру корпуса аппарата по [4, с.485] подберем рубашку. Размеры подобранной рубашки представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Размеры рубашки
Dв, мм |
Dp, мм |
D, мм |
H, мм |
h, мм |
h1, мм |
p=0,3 МПа |
F, м2 |
|
s, мм |
s1, мм |
|||||||
1000 |
1100 |
160 |
765 |
50 |
140 |
4 |
6 |
2,5 |
4.3 Подбор мешалки
Выберем лопастную мешалку с двумя лопатками. По [5, с.61] рассчитаем параметры мешалки.
Диаметр мешалки:
d=(0,5 ÷ 0,8)D=(0,5 ÷ 0,8)·1000 = 500÷800,
примем диаметр мешалки d=500 мм.
Высота лопастей мешалки:
b=(0,1÷0,2)d=(0,1÷0,2)·500=50÷100,
примем высоту лопастей мешалки b=100 мм.
Расстояние до мешалки от дна сосуда:
h=(0,1÷0,3)d=(0,1÷0,3)·500=50÷150,
примем расстояние равным 100мм.
4.4 Расчет диаметров патрубков
Диаметр патрубков определяется по формуле [1, с.40]:
,
где М – массовый расход жидкости, кг/с,
ω – скорость движения жидкости, м/с,
d – внутренний диаметр патрубка, м,
ρ – плотность жидкости, кг/м3.
Рекомендуемые скорости движения жидкости самотеком составляют от 0,1 до 0,5 м/с, в напорных трубопроводах – от 0,5 до 2,5 м/с, водяного насыщенного пара – от 10 до 20 м/с. Примем скорость движения жидкости самотеком (выход конденсата) 0,3 м/с, скорость движения пара – 20 м/с, скорость движения жидкости в напорных трубопроводах (патрубки для исходных веществ и продуктов) – 1,5 м/с. По [3, с. 804] и [3, с. 821] принимаем плотности жидкостей: ρпара=1,657 кг/м3, ρконд=931,868 кг/м3, ρхол.NaCl=1148 кг/м3, ρгор.NaCl=1120 кг/м3.
Патрубок для ввода пара:
м.
Патрубок для удаления конденсата:
м.
Патрубок для исходных веществ:
м.
Патрубок для удаление продуктов:
м.
4.5 Подбор фланцев
Выбираем стандартный плоский приварной фланец с гладкой уплотнительной поверхностью.
Эскиз фланца представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Эскиз фланца
Подберем фланцы на рассчитанные диаметры патрубков по [6, с.213]. Патрубок для ввода пара работает под давлением пара р=0,3МПа, остальные патрубки – под атмосферным давлением. Диаметры патрубков составляют – 19 мм для ввода и вывода NaCl, 50 мм для ввода пара, 17 мм для вывода конденсата, 160 мм для вывода шлама, примем стандартные диаметры, 20, 50, 20, 150 мм. Размеры подобранных фланцев представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Размеры фланцев
Ру, МПа |
Dy, мм |
Dф, мм |
DБ, мм |
D1, мм |
D2 |
D4 |
D5 |
h |
h1 |
h2 |
d |
z |
0,6 |
50 |
140 |
110 |
90 |
81 |
59 |
61 |
13 |
12 |
12 |
14 |
4 |
≤0,25 |
20 |
90 |
65 |
50 |
44 |
26 |
27 |
10 |
10 |
10 |
12 |
14 |
≤0,25 |
150 |
260 |
225 |
202 |
192 |
161 |
164 |
13 |
16 |
16 |
18 |
8 |