Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

мпахт курсовая / Вариант 07 образец - часть 1

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
24.02.2021
Размер:
629.67 Кб
Скачать

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО–ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Кафедра инженерного проектирования технологического оборудования

ХИМИЧЕСКИЙ АППАРАТ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

типа ВКЭ2107

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

205.380.00.00.000.ПЗ

Студент группы А – 24

Аааааааааа А.А.

______________

 

(Ф.И.О)

(подпись)

Руководитель проекта

доцент Ддддддддддд Д.Д.

______________

 

(должность, Ф.И.О.)

(подпись)

Оценка за курсовой проект ____________________________________

«__»_________ 2021г.

(подпись руководителя)

Москва 2021 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

Техническое задание ............................................................................................

 

 

3

Введение ...............................................................................................................

 

 

4

1. Определение расчетных параметров химического аппарата

......................... 6

1.1. Выбор конструкционных материалов ..........................................................

 

 

6

1.3. Определение геометрических размеров аппарата

.......................................

6

1.4. Расчет элементов корпуса аппарата .............................................................

 

 

7

1.4.1. Расчет толщины стенки корпуса ...............................................................

 

 

7

1.4.2. Расчет толщины стенки рубашки ..............................................................

 

 

8

1.5. Выбор фланцевого соединения ....................................................................

 

 

8

1.6. Выбор привода ..............................................................................................

 

 

9

2. Расчет перемешивающего устройства ..........................................................

 

 

10

2.1. Выбор мешалки ...........................................................................................

 

 

10

2.2 Расчет мешалки на прочность .....................................................................

 

 

12

2.3. Расчет шпонки в ступице мешалки ............................................................

 

 

13

2.4. Расчет вала мешалки на виброустойчивость ............

Ошибка! Закладка не

определена.

 

 

 

3. Выбор комплектующих элементов ........

Ошибка! Закладка не определена.

3.1. Выбор штуцеров ..................................

Ошибка! Закладка не определена.

3.2. Выбор люка...........................................

Ошибка! Закладка не определена.

3.3 Выбор опор ............................................

Ошибка! Закладка не определена.

3.4. Расчет сальникового уплотнения ........

Ошибка! Закладка не определена.

Библиографический список........................

Ошибка! Закладка не определена.

2

Техническое задание

 

Номер варианта

380

Шифр корпуса

ВКЭ-21

Номинальный объем V, м3

25.0

Диаметр аппарата Da, мм

2600

Шифр мешалки

07

Диаметр мешалки dм, мм

1600

Тип привода

Тип 1

Мотор-редуктор

МП02-15

Частота вращения n, об/мин

45

Мощность привода N, кВт

1.5

Давление в аппарате Pа, МПа

0.6

Остаточное давление в аппарате Pост, МПа

0.02

Давление в рубашке Pруб, МПа

0.5

Среда в аппарате

H2O

Температура среды T, °C

100

3

Введение

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ–21 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 тепло- и массообмена обеспечивает механическое перемешивающее устройство с приводом типа 1.

Химические аппараты данной конструкции применяются в промышленности для проведения органических и неорганических синтезов, протекающих при повышенных температурах и давлениях 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 20680-75.

Выбор материалов, методов испытания аппарата пробным давлением, а также требования к контрольной и предохранительной арматуре – в соответствии с ОСТ

26292 – 71.

Правила изготовления, испытания, приемки аппарата – в соответствии с ОСТ

26011244 – 75.

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

Корпус аппарата состоит из сваренных между собой конического днища и цилиндрической обечайки. Корпус аппарата предназначен для проведения в нем физико–химических процессов, а также для крепления к нему остальных частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху – к обечайке корпуса, снизу – к

днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусом с помощью фланцевого соединения), а также штуцера, приваренного к нижней части днища

корпуса, для выгрузки продукта.

4

К крышке аппарата крепится стойка Тип 1, с закрепленным на ней сальниковым уплотнением, двумя подшипниковыми опорами и муфтой МУВП,

соединяющей мотор-редуктор МП02-15, закрепленный в верхней части стойки, с

валом лопастного перемешивающего устройства.

Также к крышке приварены смотровой люк, два штуцера ввода, два штуцера для крепления манометра и термопары, штуцер для отбора проб и резервный штуцер.

Корпус и крышка скреплены между собой посредством плоского фланцевого соединения с паронитовой прокладкой, обеспечивающей надежное уплотнение.

Материалы болтов и гаек: сталь Ст35ХМ.

Тип перемешивающего устройства – лопастной. Рубашка аппарата служит для подачи в нее через штуцер пара, обогревающего содержимое корпуса.

Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней её части.

Также к рубашке приварены четыре опоры. Для более равномерного распределения местной нагрузки от опоры на корпусе рубашки под опорой приваривается накладной лист.

5

1. Определение расчетных параметров химического аппарата

1.1Выбор конструкционных материалов

Материал корпуса аппарата, рубашки, фланцев – сталь 10Х17Н13М2Т

Скорость коррозии: П= 0.1 мм/год Срок службы аппарата: Та= 10 лет

Прибавка на компенсацию коррозии: Ск= П Та= 0.1 10 = 1 мм Допускаемое напряжение: [σ]t=100C֯ = 139 МПа, [σ]t=20֯C= 146 МПа Модуль упругости первого рода Е= 2 105 МПа Материал болтов – сталь 35ХМ Допускаемое напряжение болтов: [σ]б = 230 МПа.

1.2. Определение пробных давлений

Пробное давление для аппарата

 

 

 

Рпр= 1.25Ра

 

[ ] =20

= 1.25 0.6

146

= 0.8МПа

(1.1)

 

 

 

 

[ ] =100

139

 

 

Пробное давление для рубашки

 

 

 

Рпр= 1.5Рруб

[ ] =20

= 1.5 0.5

146

= 0.8 МПа

(1.2)

[ ] =100

 

 

 

139

 

 

 

1.3. Определение геометрических размеров аппарата

Высота крышки аппарата:

 

Нкр=

 

=

2600

= 650 мм

(1.3)

4

4

Высота отбортовки крышки:

 

отбкр = 60 мм

 

 

Высота днища аппарата:

 

Ндн=

 

=

2600

= 1300 мм

(1.4)

2·tgα

2

Высота отбортовки днища:

отбдн = 100мм.

6

Высота цилиндрической части аппарата:

 

 

 

 

( − крдн) 4

 

 

 

Нц.ч. =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3.14 2.63

 

гдеVкр=

 

 

=

 

 

 

 

= 2.300м3

 

 

24

 

 

24

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3.14 2.63

 

 

 

Vдн=

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

= 2.300м3

 

 

24

 

 

 

24

 

 

 

 

Нц.ч.=

(25.0−2 2.300) 4

= 3.844м= 3844 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

3.14 (2.6)2

 

 

 

 

 

 

Высота обечайки:

 

 

 

 

=

 

 

− − 2 (150 − 15 + )=384460 1002(150

об

 

 

 

цч

 

 

 

 

 

 

дн

фл

15+105) =3204мм Принимаем Ноб =3200 мм

Высота цилиндрической части рубашки:

Нруб=2800 мм Диаметр рубашки:

Dpуб= Da +200= 2600 +200 = 2800 мм

(1.5)

(1.7)

1.4.Расчет элементов корпуса аппарата

1.4.1.Расчет толщины стенки корпуса

При воздействии внутреннего давления

 

 

 

 

 

 

0.6 2600

 

 

Sц.ч.(1).=

 

 

 

+ 2 Cк + Со =

 

+ 2 1 + Со = 10.04+ Со =10 мм (1.8)

2 [ ]−

2 0.7 139−0.6

При воздействии наружного давления

 

 

Sц.ч.(2)=

[

ан

]0.4 + 2 Cк + Со, где

 

(1.9)

2.08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

+

− = 0.5 + 0.1 − 0,02 = 0.58 МПа

 

ан

 

тм

руб

ост

 

 

=2,4E=2 105МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уб

=

 

 

+ дн

+ 0.15 sina = 2800+ 100 + 275.73 = 3175.7мм

 

 

руб

 

отб

a

 

 

Sц.ч.(2)= 2600 [

0.58 2.4 3175.7

]0,4 + 2 1 +

= 20.2 + = 20мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

2.08 2 10 2600

 

 

Вывод: Sц =(Sц.ч.(1);Sц.ч.(2)) =max(10;20) = 20 мм.

7

1.4.2. Расчет толщины стенки рубашки

Spуб=

Рруб руб

+ Ск + Со =

0.5 2800

 

+ 1 + Со = 8.2+Со=8 мм

(1.10)

2 [ ]−Рруб

2 0,7 139−0.5

 

 

 

 

1.5. Выбор фланцевого соединения

Фланцы выбирают по условному проходу Dy = Da = 2600 мм и условному давлению Ра = 0.6МПа ≤ Py = 0.6МПа.

Рисунок 1.1 – Эскиз фланцевого соединения

8

Таблица 1.1

Основные размеры фланцев и болтов для стальных аппаратов

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

 

,

,

,

 

1

2

3

4

5

 

1

 

 

0

 

6

 

 

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2600

2750

2705

2656

2670

2653

22

18

12

95

27

88

М24

240

0.6

1.6. Выбор привода

По техническому заданию: привод тип 1,

мощность приводы N=1.5кВт, частота вращения n=45 об/мин мотор-редуктор МП02-15

Рисунок 1.2 – Эскиз привода типа 1

9

Таблица 1.2

Основные размеры стойки привода (Тип 1)

Габарит

привод

стойка

2

05

 

 

 

 

 

Размеры, мм

 

 

 

 

Мотор-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D3

 

 

 

 

 

редуктор

d

dp

lp

D1

D2

D4

H1

H2

H3

lо

(H9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МП02-15

95

65

85

680

630

545

515

1540

795

500

450

 

 

Размеры, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнение

h2

h3

s

do

z

 

 

 

 

 

 

 

 

3, 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

 

h1

 

 

 

 

 

600

 

520

30

10

16

27

8

 

 

 

 

 

 

 

 

H = 670 мм (высота мотор редуктора).

α, град

Масса, кг, не более

72

900

 

 

2.Расчет перемешивающего устройства

2.1.Выбор мешалки

По техническому заданию: шифр мешалки 07. Диаметр мешалки =1600 мм.

Мешалка лопастная, без внутренних устройств.

Рисунок 2.1– Эскиз лопастной мешалки

10

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.