- •Расчет аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением Методические указания
- •Механике
- •1. Задачи курсового проектирования
- •2. Состав и содержание курсового проекта
- •2.1. Содержание и оформление расчетно-пояснительной записки
- •2.2. Содержание и оформление графической части
- •3. Расчет оболочек, нагруженных внутренним и наружным давлением
- •3.1. Выбор материала аппаратов.
- •3.2. Определение расчетных значений давлений, температур, допускаемых напряжений и модуля упругости применяемых материалов
- •3.3. Расчет элементов корпуса, нагруженного внутренним давлением
- •3.4. Расчет элементов корпуса, нагруженных наружным давлением
- •3.5. Фланцевые соединения
- •3.6. Расчет фланцевых болтов
- •3.7. Устройства для присоединения трубопроводов, осмотра и установки аппаратов
- •3.8. Опоры и лапы аппаратов
- •3.9. Перемешивающие устройства (мешалки)
- •4. Пример расчета вертикального аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением
- •4.1. Выбор материала для обечайки днища и крышки
- •4.2. Определение толщины стенки обечайки, днища, крышки из условия прочности при действии внутреннего давления.
- •4.3. Расчет элементов корпуса, находящихся под действием наружного давления, на устойчивость
- •4.5. Подбор лап вертикального аппарата
3.9. Перемешивающие устройства (мешалки)
Перемешивающие устройства мешалки (рис. 3.13) - приводятся во вращение стандартными электродвигателями. Для понижения угловой скорости применяются редукторы и клиноременные передачи. Наличие избыточного давления или вакуума в аппарате требует, чтобы ввод вала мешалки в аппарат был уплотнен с помощью сальника или торцевого уплотнения.

Рис.3.13. Типы мешалок: а - лопастная, б - рамная, в - якорная.

Рис.3.14. Пропеллерные (а) и турбинные (б) мешалки
Приводы к мешалкам обычно устанавливаются на крышке аппарата на стойках. Стойки крепятся с помощью опор.
Мешалки
лопастные, рамные и якорные работают с
не большими узловыми скоростями (не
более 80
об/мин) и сообщают жидкости вращательное
движение. Размах лопастной мешалки
(рис.
3.13,а)
принимают равным
(0,6 - 0,7)
.
Рамные мешалки (рис. 3.13, б) применяют в аппаратах большого объема для перемешивания вязких жидкостей.
Якорные мешалки применяют для перемешивания загрязненных и вязких жидкостей. Очертания мешалки повторяют конфигураций аппарата, что позволяет делать зазор между мешалками и стенками аппарата минимальным.
Интенсивное перемешивание создается непосредственно у стенок аппарата, в результате чего происходит очистка их от налипающих oсадков.
Пропеллерные
мешалки (рис.3.14,а)
сообщают жидкости не только вращательное,
но и значительное осевое перемещение.
Диаметр пропеллерных мешалок принимают
равным
.
Эти мешалки работают с большими частотами
вращения,
чем лопастные и якорные (обычно
от 100
до
1000
o6/мин).
Турбинные
мешалки (рис.3.14,б)
всасывают жидкость в середину и
отбрасывают ее к периферии за счет
действия центробежных сил. Они не только
сообщают жидкости вращательное движение,
но создают значительные радиальные
потоки. Диаметры турбинных мешалок
принимают равными
,
частоты вращения
-
от 100 до 1000
об/мин.
Расчет мешалок в данном задании не рассматривается.
4. Пример расчета вертикального аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением
Рассчитать
основные элементы корпуса аппарата,
нагруженного внутренним давлением
Р=2,5
МПа и наружным давлением в
рубашке
аппарата
=0,6
МПа
по следующим данным: температура стенок
аппарата
t=260°С;
внутренний диаметр аппарата
=700
мм: высота обечайки Н=1400
мм; крышка эллиптическое; срок эксплуатации
=
20 лет;
днище коническое
= 30°,
диаметр выходного штуцера
=40
мм; рабочая среда аппарата
-
толуол,
плотность среды
=
872 кг/м3.
4.1. Выбор материала для обечайки днища и крышки
Из
условия коррозионной стойкости по
табл.1
приложения выбираем материал обечайки
(днища, крыши)
-
сталь 0,8X18H10T
co
скоростью проникновения коррозии П
<
-3
м/год.
Прибавка к расчетной толщине стенки аппарата определяется по формуле (3.I):
=
м.
Поправка
С находится в пределах допустимых
величин
(
м).
Допускаемое напряжение для материала определяется по формуле (3.5):
,
где
-
поправочный коэффициент, для взрывоопасных
смесей
;
- допускаемое нормативное напряжение
материала, МПа.
Для
стали 0,8X18H10T
по табл.4 приложения при t=300
принимаем
=123
МПа:
МПа.
