Расчет и конструирование химических аппаратов
Уфа
Издательство УГНТУ
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Расчет и конструирование химических аппаратов Учебное пособие
Уфа
Издательство УГНТУ
2016
УДК 66.002.5.001.2(075.8)
ББК 35.514:68.9
В19
Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ
в качестве учебного пособия
Рецензенты:
Генеральный директор ООО НТЦ «АПМ» доктор технических наук, профессор Московского государственного технического университета
им. Н.Э. Баумана В.В Шелофаст
ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет» (доктор технических наук проректор по учебной работе Э.З. Ягубов)
Васильев, В.В.
В19 Расчет и конструирование химических аппаратов: учеб. пособие/ В.В. Васильев, В.Л. Хлесткина, А.Н. Шакиров, А.А. Шакирова – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016.-197с.
ISBN978-5-7831-1418-2
Учебное пособие подготовлено в соответствии с рабочими программами курса «Прикладная механика», преподаваемого студентам УГНТУ, по следующим направлениям:
240100 «Химическая технология и биотехнология»;
280100 «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды».
Излагаются основные принципы расчета и конструирования химических реакционных ёмкостных аппаратов. Учебное пособие содержит справочный материал, варианты заданий на курсовые работы и проекты, даны примеры их выполнения.
Учебное пособие рекомендуется студентам всех ступеней образования химико-технологических университетов.
УДК 66.002.5.001.2(075.8)
ББК 35.514:68.9
ISBN 978-5-7831-1418-2 © ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», 2016
© Васильев В.В., В.Л. Хлесткина, Шакиров А.Н., Шакирова А.А., 2016
Оглавление
|
|
|
|
|
ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ |
6 8 |
|
|
ГЛАВА 1. СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ |
9 |
|
|
1.1. Задание кафедры |
9 |
|
|
1.2. Этапы курсового проектирования |
9 |
|
|
1.3. Справочные таблицы к курсовому проекту по механике |
11 |
|
|
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ КОРПУСА АППАРАТА |
43 |
|
|
2.1. Конструктивные особенности корпусов аппаратов |
43 |
|
|
2.2. Выбор комплектующих элементов и материалов |
46 |
|
|
2.3. Расчет корпуса аппарата на прочность |
47 |
|
|
2.4. Расчет корпуса при нагружении наружным давлением |
51 |
|
|
2.5. Варианты конструкций корпусов |
55 |
|
|
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА |
64 |
|
|
3.1. Типы и параметры мешалок |
64 |
|
|
3.1.1. Расчет мешалок |
75 |
|
|
3.1.2. Определение осевого усилия вала |
78 |
|
|
3.1.3. Расчет подшипников качения |
79 |
|
|
3.2. Расчет вала вертикального перемешивающего устройства |
79 |
|
|
3.2.1. Расчет вала на виброустойчивость |
80 |
|
|
3.2.2. Проверка прочности на кручение и изгиб |
84 |
|
|
3.2.3. Проверка на жесткость |
88 |
|
|
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ОПОР КОРПУСА И ПРИВОДА ХИМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 4.1. Расчет опор-лап и опор-стоек 4.2. Конструкция опор-лап и опор-стоек 4.3. Конструкция опор привода |
89
89 91 98 |
|
|
ГЛАВА 5. УПЛОТНЕНИЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ |
101 |
|
|
5.1. Сальниковые уплотнения |
101 |
|
|
5.2. Торцовое уплотнение |
104 |
|
|
5.3. Расчет уплотнений |
105 |
|
|
ГЛАВА 6. ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АППАРАТОВ |
108 |
|
|
6.1. Конструкции фланцев |
108 |
|
|
6.2. Расчет фланцевых соединений |
112 |
|
|
ГЛАВА 7. ПРИМЕР РАСЧЕТА |
121 |
|
|
7.1.1. Исходные данные |
121 |
|
|
7.1.2. Основные положения |
121 |
|
|
7.2. Выбор материалов |
123 |
|
|
7.3. Расчетная часть |
124 |
|
|
7.3.1. Расчет элементов корпуса аппарата |
124 |
|
|
7.3.2. Подбор и расчет привода |
126 |
|
|
7.3.3. Расчет оболочек, нагруженных внутренним давлением |
132 |
|
|
7.3.4. Расчет обечайки, нагруженной наружным давлением |
133 |
|
|
7.3.5. Подбор уплотнения |
136 |
|
|
7.3.6. Расчет элементов механического перемешивающего устройства |
136 |
|
|
7.3.7. Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности |
142 |
|
|
7.3.8. Подбор муфты 7.3.9. Расчет мешалки 7.3.10. Расчет опор-лап аппарата |
145 149 152 |
|
|
7.4. Подбор штуцеров и люка |
156 |
|
|
7.5. Расчет фланцевого соединения |
157 |
|
|
ГЛАВА 8. РАСЧЕТ КОРПУСА ХИМИЧЕСКОГО АППАРАТА С УЧЕТОМ СЛОЖНОСТИ ФОРМЫ В СИСТЕМЕ |
|
|
|
APM WINMACHINE |
161 |
|
|
8.1. Построение аппарата в APM Studio |
162 |
|
|
8.2. Расчет аппарата на прочность в модуле Structure3D |
188 |
|
|
8.3.Результаты расчета корпуса химаппарата на прочность, устойчивость и виброустойчивость |
194 |
|
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |
195 |
|