9.2 Расчет количества оборудования.

Количество оборудования определяется по формуле:

n= G_t *t/g*t_эфф.

Где G_t – производительность аппарата,кг/год

t- коэффициент запаса прочности (1,05÷1,2)

g – производительность, кг/ч

t_эфф. – эффективный фонд времени работы установки, ч

g=

n=

выбираем два реактора объемом 1 м³.

9.3 Механический расчет.

Расчет обечайки, нагруженной наружным давлением P_н = 7 кгс/см²

Допускаемое наружное давление

7.36 кгс/см² > 7 кгс/см²

где допускаемое давление из условия прочности

кгс/см²

а допускаемое давление из условия устойчивости а пределах упругости:

B1 = min

Расчет эллиптического днища, нагруженного наружным давлением P_н = 7 кгс/см²

Допускаемое наружное давление:

кгс/см² > 7 кгс/см²

где допускаемое давление из условий прочности:

кгс/см²

R=D

а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости

К_э

Где x=10*

H=0.25D=0.25*100=25 см.

Расчет мешалки.

Для перемешивания применяем лопастную мешалку

Диаметр мешалки равен:

dм=Dв/(1,4 ÷1,7),мм

где Dв-внутренний диаметр аппарата

dм=

b=0.1dм

b=0.1*700=70мм

hм=(0,1 ÷0,3)dм

hм-расстояние от днища аппарата до мешалки,мм

hм=0,3*700=210мм

Стандартные параметры для лопастной мешалки dм=700мм

Скорость вращения:

ω=6,6 рад/сек

n=1,05сек^-1

n=63,0 об/мин

Мощность =0,16 кВт

Расчет мощности:

Расчетная мощность N_м (Вт), потребляемая перемешивающим устройством собственно на перемешивание определяется по формуле:

N_м=κ_N*ρ_с*h³*d_м⁵, Вт

где d_м-диаметр мешалки, м

ρ_с-плотность перемешиваемой среды, кг/м³

h- частота вращения мешалки, об/сек

κ_N- критерий мощности

κ_N зависит от центробежного критерия Re_ц, отношение Dв/dм, типа перемешивающего устройства.

Центробежный критерий Re_ц

Re_ц=ρ_сhd_м²/μ_с

где μ_с- динамический коэффициент вязкости смеси, H ּсек/м²

Re_ц=(1130,75*1,05*(0,7)²)/3000*10^-6=2*10⁵

κ_N=0,18

N_м=0,18*1130,75*(1,05)³*(0,7)⁵=39,6 Вт

Мощность, определяемая с учетом влияния внутренних устройств:

N=к₁*к₂*к₃*N_м

N=1.3*1.2*1.1*39.6=68 Bт

Мощность двигателя:

N_дв=

где - КПД редуктора ( =0,93)

-коэффициент запаса ( =1,25)

N_дв=

Выбирается электродвигатель типа ВАО-42-4 исполнение обычное с мощностью 3,0 кВт и числом оборотов 270 об/мин

Размеры мешалки:

d_м=700 мм

d=45мм

b=70 мм

s=8 мм

m=6,3 кг

М_к^*=84Hм

М_к^*- наибольший крутящий момент при спусковой мощности.

Проверочный расчет вала.

Предварительный минимальный диаметр вала:

d= 1.71 ^{3 ,} м

где М` _к - расчетный крутящий момент на валу с перемешивающим устройством, Н*м

τ – допускаемое напряжение на кручение для материала вала. Для стали τ=44*10⁶ Н/м²

М`_к = , Н*м

где N`_м – расчетная мощность, расходуемая на перемешивание, Вт

ω – угловая скорость вращения перемешивающего устройства, рад/сек

М`_к = Н*м

d=1.71 м

Масса единицы длины сплошного вала:

m=

где ρ – плотность материала вала, кг/м³ . Для стали ρ=7,85*10³ кг/м³

m=7.85*10³

Определим момент инерции поперечного сечения вала:

y=

y=

Определим коэффициенты к и а₁:

к=

а₁=

где М_м- масса перемешивающего устройства, кг

l₁ и L – длина соответствующих участков вала

к=

а₁=

По полученным значениям из графика на рис. находим корень L частного уравнения:

L= f(к,а₁)= f(4,05;0,7)=1,4

Первую критическую скорость определяем по формуле:

где L – расчетная длина вала, м

E- модуль упругости материала вала, Н/м². Для стали E=2,2*10¹¹ Н/м².

ω₀₁= рад/сек

ω≤0,7 ω₀₁

6,6<2.6

Условие не выполняется. Конструктивно диаметр вала принимаем 50 мм.