Магистерская диссертация на тему: Выбор конструкционных материалов и их механических характеристик

Введение

Химические аппараты предназначены для ведения в них одного или нескольких химических, физических или физико-химических процессов. Перерабатываемые в аппарате вещества могут быть в любом агрегатном состоянии и различной химической активности. Различными могут быть температурные режимы и давления.

Характер работы аппаратов бывает непрерывный и периодический, а установка их может быть стационарной (в помещении или на открытой площадке) и не стационарной (предусматривающей или допускающей перемещение аппарата).

Аппараты с перемешивающими устройствами являются наиболее распространенным видом оборудования, используемого в химической технологии для проведения различных физических и химических процессов. Выбор аппаратов с перемешивающими устройствами и конструктивные особенности аппаратов определяются характеристикой процесса, свойствами перемешиваемой среды, производительностью технологической линии, температурными параметрами процесса и давлением, при котором процесс осуществляется. Такое многообразие факторов, влияющих на выбор конструкции, затрудняют задачу оптимального проектирования аппаратов. Решение этой задачи требует знания гидродинамических, физических и химических механизмов процесса, зависит от наличия конструкционных материалов, степени разработки стандартных конструкционных решений и от возможностей расчета нетривиальных конструкций в тех случаях, когда стандартные методы конструирования становятся неприемлемыми.

Столь сложные проблемы могут быть решены лишь на основе детального изучения отдельных характеристик оборудования с тем, чтобы на этой основе выбрать те основные параметры аппарата, которые ответственны за скорость протекания процесса в целом и оказывают влияние на конструктивное его оформление.

Расчет заключается в определении конструктивных размеров аппарата и в выборе на их основе стандартной конструкции аппарата.

Исходные данные

Объем аппарата V= 0,40 м3.

Внутренний диаметр аппарата D=800 мм.

Высота корпуса аппарата Н=950 мм.

Внутреннее давление в аппарате Р= 1,0 МПа,

Давление в рубашке Рруб =0,5 МПа.

Среда в аппарате: анилин.

Концентрация вещества: С* = 3%.

Температура среды в аппарате t= 20°С.

Срок службы аппарата τ = 5 лет.

Тип мешалки: лопастная.

Число оборотов мешалки в минуту n = 85 об/мин.

Плотность: ρ = 1020 кг/м3.

Коэффициент динамической вязкости: М= 4,4 Па*с

Марка стали: 08Х18Н10Т, любая толщина.

Скорость коррозии: П = 0,1 мм/год.

Рисунок 1 - Корпус аппарата Вода пресная: 20К.

Расчет выполняем по методике, изложенной в [1] ÷ [6].

Оглавление

- Введение

- Выбор конструкционных материалов и их механических характеристик

- Расчет основных элементов аппарата

- Определение расчетных параметров аппарата

- Высота корпуса аппарата

- Высота жидкости в аппарате

- Расчетное внутреннее давление в аппарате

- Расчет обечайки корпуса

- Толщина стенки обечайки при нагружении внутренним расчетным избыточным давлением определяется выражением

- Определение толщины стенки обечайки при нагружении осевой растягивающей силой

- Толщину стенки обечайки, нагруженной наружным давлением, находят из условия устойчивости обечайки от наружного давления

- Расчет эллиптического днища

- Толщина стенки днища, нагруженного внутренним расчетным избыточным давлением, определяется выражением

- Толщина стенки днища, нагруженного наружным давлением, рассчитывается по формуле

- Конструктивная прибавка к расчетной толщине днища

- Толщина днища с учетом прибавок

- Для эллиптических днищ, если длина цилиндрической отбортованной части h, больше параметра

- Расчет рубашки аппарата

- 2.4.1 По таблице Е1 приложения Е принимаем диаметр рубашки Dр900 мм, параметр а 30 мм

- Высота рубашки с учетом днища без толщины днища

- Расчет обечайки рубашки

- Расчет днища рубашки

- Параметры штуцеров аппарата

- Подбор фланцевого соединения

- Расчет перемешивающего устройства

- Определение основных геометрических размеров мешалки

- Мощность, необходимая на перемешивание

- Выбор привода

- Выбор опор аппарата Выводы

- Список литературы

- Приложения

Список литературы

1. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. -Л.: / Машиностроение, 1970. -750с.

2. Прикладная механика. Курсовой проект. Аппарат вертикальный с механическим перемешивающим устройством / Сост.: Герасимов В.К., Лихачев А.И. - Рубежное: ИХТ ВНУ, 2008. -60 с.

3. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 79 с.

4. Михалев М.Ф., Третьяков Н.П. и др. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Примеры и задачи. - Л.: Машиностроение, 1984. - 300 с.

5. ГОСТ 20680 - 75 Аппараты с механическими перемешивающими устройствами вертикальные.

6. Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справочное пособие. - Л., Машиностроение, 1979 - 272 с.

7. Бакланов Н.А. Перемешивание жидкостей - Л., Химия, 1979 - 64с.

8. Канторович З.Б. Основы расчета химических машин и аппаратов - М., Машгиз, 1946 - 600 с.

9. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками - Л., Химия, 1975 - 384с.