Проектирование аппарата с мешалкой

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Ноября 2010 в 19:31, курсовая работа

Краткое описание

С учётом характера будущей инженерной деятельности, тема курсового проекта “Проектирование аппарата с мешалкой”. Аппарат с мешалкой – один из наиболее распространённых видов химико–технологического оборудования. Он состоит из типовых элементов, встречающихся во многих аппаратах различного назначения: корпус, привод, теплообменные устройства, фланцевые соединения, уплотнения валов и д.р. Методики расчётов, использующихся при проектировании аппарата с мешалкой, типичны для многих других видов оборудования.
При выполнении курсового проекта студенты решают следующие основные задачи:
•освоение основ методики проектирования;
•выбор материалов и конструирование оформление аппарата в соответствии с заданными технологическими параметрами процесса;
•грамотное использование общероссийских и отраслевых нормативных материалов (ГОСТы, ОСТы, правила Госгортехнадзора и т.п.), касающихся устройства, выбора рабочих параметров и правил эксплуатации оборудования предприятий химической промышленности;
•выполнение проектных и проверочных расчётов, позволяющих выявить соответствие аппарата требованиям эксплуатации (при этом особое внимание следует обращать на вскрытие резервов повышения несущей способности стандартизованных элементов и производительности оборудования);
•грамотные доклад и защиту принятых технических решений на заседании комиссии по приёму курсовых проектов.

Содержание работы

Введение 3
1. Цель и задачи проекта 5
2. Эскизный проект 6
2.1. Выбор конструкционных материалов 6
2.2. Определение расчётной температуры 6
2.3. Выбор допускаемых напряжений конструкционного материала 7
2.4. Определение рабочего, расчётного, пробного и условного давлений 8
2.5. Выбор и определение параметров комплектующих элементов 11
2.6. Эскиз компоновки аппарата 22
2.7. Оценка надежности выбранного варианта компоновки 22
3. Технический проект 24
3.1. Расчёт элементов корпуса аппарата 24
3.1.1. Определение коэффициентов сварных швов и прибавки для компенсации коррозии 24
3.1.2. Предварительный расчёт толщины стенок оболочек из условия прочности 24
3.1.3. Предварительный расчёт толщины стенок оболочек из условия устойчивости 25
3.1.4. Определение исполнительной толщины стенок оболочек 28
3.1.5. Определение допускаемых давлений 30
3.1.6. Укрепление отверстий 33
3.1.7. Расчет фланцевого соединения 36
3.1.8. Расчет опор и монтажных цапф аппарата 40
3.2. Расчёт элементов механического перемешивающего устройства 42
3.2.1. Расчет вала перемешивающего устройства 43
3.2.2. Расчет мешалки 51
3.2.3. Шпоночное соединение ступицы мешалки с валом 53
3.2.4. Расчет муфты 54
Заключение 55
Список использованных источников 58

Скачать целиком (3.23 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Содержимое работы - 1 файл

Курсовая(сопромат).doc

— 3.84 Мб (Скачать файл)

 

    1. Определение рабочего, расчётного, пробного и условного давлений
 

  Рабочее давление – максимальное внутреннее избыточное pИ давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса без учёта гидростатического давления среды и без учёта допустимого кратковременного повышения давления во время срабатывания предохранительного клапана или других предохранительных устройств.

               pИ = 0.8 МПа 

     Расчётное внутреннее давление pРВ – давление на которое производится расчёт на прочность. Расчётное давление принимают, как правило, равным рабочему или выше него.

               pРВ = pИ + pГ      (3)

               pГ = ρС · g · HC     (4)

где  pИ, pГ – соответственно рабочее и гидростатическое давление, Па;

     ρС – плотность рабочей среды, кг/м3;

     g = 9.81 – ускорение свободного падения, м/с2;

     HC – уровень жидкости в аппарате, м.

             pГ = ρС · g · HC = 1200 · 9,81 · 2.6 = 0.03 МПа,

Гидростатическое  давление составляет менее 5% от рабочего

                        pГ / рИ = 0.1,

поэтому при  дальнейшем расчете учитывается [1, с.22]

          pРВ = pИ = 0,8 МПа;  

     Наружное  давление – основная нагрузка для тех элементов аппаратов, которые находятся под рубашкой или работают при остаточном давлении, т.е. под вакуумом.

     Расчётное наружное давление – pРН определяется по формуле:

               pРН = pa – p0      (5)

где  pa = 105 – атмосферное давление, Па;

        p0 – остаточное давление в корпусе, Па;

             pРН = 0.1·106 – 0,05 · 106 = 0,05 · 106 Па.  

     Пробное давление pПР – максимальное избыточное давление, создаваемое при гидравлических (пневматических) испытаниях сосудов и аппаратов с целью проверки их на прочность и герметичность. Проверку проводят в соответствии с требованиями Госгортехнадзора на заводе изготовителе и на предприятии при периодическом освидетельствовании.

     Пробное давление определяется по формуле

                              pПР = 1,25 · рРВ · [σ]20 / [σ],    (6)

     Отношение [σ]20 / [σ] принимается по тому из использованных материалов элементов (корпуса, фланцев, крепежа, штуцеров) сосуда,  для которого оно является наименьшим.

             pПР = 1,25 · 0.8 · 146 / 146 =  1  МПа 

     Условное  давление pУ – расчётное давление при температуре 20 0С, используемое при выборе и расчёте на прочность стандартных элементов аппарата (узлов, деталей, арматуры). Условное давление рассчитывается по формуле:

                              pУ ≥ рРВ · [σ]20 / [σ]     (7)

                        pУ ≥ 0.8 · 146 / 146 =  0,8 МПа

Выбираем из стандартного ряда ближайшее большее  значение pУ = 1,0 МПа [1, с.24].

     Для удобства использования определенных величин при дальнейшем расчете  все рассчитанные значения давлений сведем в таблицу 2. 

 

       Таблица 2. Расчетное, пробное,  условное давление в аппарате

Элементы  аппарата Расчетное внутреннее давление

рРВ, МПа

 Расчетное наружное

давление

рРН, МПа

 Пробное давление

рПР,

МПа

 Условное давление

рПР,

МПа

Корпус Крышка 0,8 0,05 1,0 1,0
Обечайка 0,8 0,05 1,0 1,0
Днище 0,8 0,05 1,0 1,0
Фланцы 0,8 0,05 1,0 1,0
Люк 0,8 0,05 1,0 1,0
Штуцеры 0,8 0,05 1,0 1,0
    1. Выбор и определение  параметров комплектующих  элементов

Для уменьшения трудоемкости работы и исключения последующих  ошибок выбирая типовые элементы аппарата, используется алгоритм, приведенный в [1, с.25]. Основные характеристики выбранных элементов приведены в таблицах 3 - 14.

  1. Корпус аппарата – корпус ВКЭ-1-6,3-1800 ГОСТ 9931-85 по ГОСТ 9931-85 [1, таблица В.7, с.128].

     Эскиз корпуса аппарата приведен на рис.1, основные размеры в таблице 3

                              Рисунок 1. Корпус аппарата

Таблица 3. Размеры  корпуса аппарата

V, м3 D, мм D1, мм D2, мм Н, мм Н1, мм Н2, мм Н3, мм L, мм L1, мм L2, мм
6,3 1800 1260 2960 3222 1700 1785 630 520 790 133

Таблица 3. Продолжение

a, мм h, мм h1, мм h2, мм h3, мм dхs, мм t, мм n, мм s1, мм s2, мм
35 450 40 160 50 76х4 115 7 12 8
 

 

  1. Крышка  – днище эллиптическое отбортованное ГОСТ 6533-78

Внутренний диаметр  D =1800мм, высота отбортовки h1 = 40мм. [1, таблица В.9, с.132].

h = 0.25D = 450 мм.

Рисунок 2. Крышка корпуса

  1. Днище корпуса – днище коническое отбортованное ГОСТ 12619-78

Внутренний диаметр  D =1800 мм, высота отбортовки h3 = 50мм. [1, таблица В.10, с.132].

r = 200 мм; h2 = 982 мм, s = 6мм

Рисунок 3. Днище корпуса 

 

  1. Размещение  и размеры штуцеров [1, таблица В.11, с.134].

Таблица 4. Диаметры условного прохода штуцеров и  люка на корпусе и рубашке

Размеры в мм.
D D1 R Обозначение штуцера и люка
А Б В Г Д Е Ж З И К Л
1800 1190 560 200 100 100 100 100 50 М27х2 150 65 100 400
 

 

Рисунок 4. Схема расположения штуцеров, опор, цапф

Рисунок 5. Штуцер

Таблица 5. Размеры  штуцеров по АТК 24.218.06-90 [1, таблица В.12, с.137] Py = 1,0МПа

Dу D1 D2 D3 Hmax Hmin H1max H1min b h dн s ш do d n
65 180 145 122 215 155 180 120 17 3 76 4 18 М16 4
100 215 180 158 215 155 180 120 19 3 108 5 18 М16 8
150 280 240 212 245 185 200 140 21 3 159 6 22 М20 8
200 335 295 268 250 190 200 140 21 3 219 8 22 М20 8
  1. Люк – люк 2-400-1,0 ОСТ 26-2004-83 15Х5М по ГОСТ 20072-74
 

Таблица 6. Размеры люка [1, таблица В.15, с.143]

Dв D1 D2 D3 D4 D5 D6 H H1 h h1 а l s z L m,кг
400 535 495 458 466 457 433 200 275 30 82 13,5 335 8 20 90 80
 

Рисунок 6. Люк аппарата 

 

  1. Устройство строповое для монтажа  корпуса аппарата – цапфа 4-1-40-1000 ГОСТ 13716-73 15Х5М по ГОСТ 20072-74
 

    Исходя  из номинального объема аппарата (V=6,3м3) можно предварительно выбрать размеры цапф с последующим уточнением по расчету [1, таблица В.13, с.139].

    Радиус  кривизны поверхности кольца R=1000мм., т.к. внутренний диаметр корпуса DВ=1800мм 

    Таблица 7. Размеры  цапф

V, м3 [G], кН Размеры, мм
D1 D2 D3 H s s1 s2
10 40 180 200 108 81 12 10 6

Информация о работе Проектирование аппарата с мешалкой