4 Конструктивные расчеты тепловых аппаратов.

Расчет габаритных размеров аппаратов, несущих элементов в них и мощности привода.

Габаритные размеры аппаратов непрерывного действия определяются по заданной производительности П (в кг/ч). Сначала определяется количество несущих элементов (блок - формы, короба, сетки и т.п.)

Z = П / m (4.1)

где m - масса продукта на одном несущем элементе (кг);

Z - количество поданных в аппарат несущих элементов (шт/ч).

Далее определяется длина конвейерной цепи

= S ^. Z =П^. S / m , м/ч (4.2)

где S - шаг между несущими элементами, м.

Однако, время обработки продукта в тепловом аппарате, как правило, не равно одному часу, поэтому устанавливается истинная длина конвейерной линии.

L =  ^. = П^. S ^.  / m , м (4.3)

где  - время продолжительности процесса, ч.

Теперь нарисовав эскиз аппарата и определив количество ветвей конвейерной линии определяем размеры самого аппарата. Следующим этапом в конструктивном расчете теплового аппарата является определение мощности его привода, который осуществляется с помощью метода обхода по точкам (9, стр.19).

4.2. Расчет элементов конструкции тепловых аппаратов

Толщину тонкой стенки стального цилиндрического корпуса, при действии на него внутреннего давления, определим по формуле:

S = , м (4.4)

где D - внутренний диаметр аппарата, м ;

p - избыточное давление ;

 - коэффициент прочности сварного шва, принимается равным 0.85;

_д - допустимое напряжение материала на растяжение, для стали принимаем 120 МПа ;

с - запас на коррозию и дополнительные нагрузки (1...3 мм).

При действии на стенку цилиндрического корпуса аппарата наружного давления ее толщина определяется по формуле

S =0,02 D₁ , (4.5)

где D₁ - наружный диаметр, м ;

P₁ - наружное давление, МПа.

Для аппаратов работающих под разрежением (независимо от его величины) толщина стенки определяется по формуле

S = 0,009D + c, (4.6)

Толщина стенок для обечаек, работающих под наливом и атмосферным давлением определяется по рекомендациям

D, м до 0,4 0,4 ... 1,0 1,0 ... 2,0 2,0 ... 4,0

S, мм 2 3 4 5

Толщину сферического днища (крышки) определим по формуле

S₁ = + с, м (4.7)

где r - радиус сферы, м.

Окончательно принимаемая толщина днища (крышки) должна быть не менее толщины обечайки. Диаметр трубы для подвода и отвода жидких сред, в т.ч. пара, определяется по формуле:

d = 1,13, м (4.8)

где П - расход вещества, кг/с;

 - плотность перемещаемой среды, кг/м³ ;

 - скорость движения среды, м/с.

Задание 7

7.1. Корпус сепарационной части вакуум-выпарного аппарата, работающего под разрежением до 720 мм. рт. ст., предложено изготовить из листовой легированной стали толщиной 8 мм. Диаметр корпуса 2 м. Достаточна ли при этом выбранная толщина стального листа? Не завышена ли она?

7.2. Бак водонапорной башни консервного завода имеет вертикальную цилиндрическую обечайку диаметром 4 м, для изготовления которой предполагается использовать листовую сталь толщиной 6 мм. Определите, насколько правильно такое решение.

7.3. По данным предыдущей задачи определите толщину стенки эллиптического днища.

7.4. Проверьте, достаточна ли толщина сферического стального днища аппарата 6 мм для использования аппарата при давлении пара 0.6 МПа, если радиус закругления днища составляет 2 м, а допускаемое напряжение в металле днища 126 МПа.

7.5. К обжарочной печи должно подводиться 1300 кг/ч пара давлением 1,13 МПа. Скорость движения пара примите в соответствии с рекомендациями и определите диаметр паропровода.

7.6. К автоклавному отделению приложен трубопровод диаметром 57/50 мм. Сколько воды может быть подано по нему за час?