- •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=300принимаем=123 МПа:
МПа.