Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, МЕХАНИКА

Курсовая работа по прикладной механике на тему: "Аппарат химический с перемешивающим устройством" (8 вариант)

alsou.islamova 100 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 46 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 07.05.2021
Работа состоит из пояснительной записки и чертежа общего вида. Химический аппарат с перемешивающим устройством. 8 вариант. Курсовая защищена в УГНТУ. Дата защиты: 27.04.2021. Оценка: отлично.
Введение

Современное химическое производство со специфическими условиями работы оборудования, характеризуемыми часто высокими рабочими параметрами (температурой и давлением) и в основном большой производительностью, требует создания аппаратов высокого качества. Высокое качество аппаратов характеризуется: высокой эффективностью; долговечностью (сроком службы не менее 15 лет); экономичностью; надежностью; безопасностью; удобством и простотой обслуживания, зависящих как от качества, так и от изготовления. Конструирование химического оборудования необходимо производить с максимальным использованием стандартизованных и нормализованных узлов и деталей, проверенных в изготовлении и хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации. Отдельные элементы оборудования, так же, как и машины или аппараты в целом, должны быть технологичными в изготовлении, удобными в сборке, разборке, эксплуатации, транспортабельными и ремонтоспособными. Конструкция аппарата или машины разрабатывается исходя из основных технических требований, предъявляемых к оборудованию, и условий его эксплуатации. К числу основных требований относятся назначение и среда, техническая характеристика (производительность, емкость, поверхность теплообмена, потребляемая мощность, частота вращения ротора и т. д.), параметры технологического процесса (давление и температура), а также надежность и безопасность. После детального ознакомления с техническими требованиями, патентными и другими материалами, изучения работы аналогичных машин или аппаратов в эксплуатационных условиях конструирование следует начинать с выбора основного конструкционного материала, отвечающего основным условиям технологического процесса, характеризуемым средой, давлением и температурой. При этом необходимо стремиться к экономии конструкционного материала, уменьшению массы элементов и всего аппарата или машины, но без ущерба для их надежности и безопасности эксплуатации. Для агрессивных сред в ряде случаев представляется целесообразным и экономически оправданным, а иногда единственно возможным, изготовление корпусов аппаратов из двухслойных металлов или применение внутри аппарата защитного слоя из химически стойкого металлического или неметаллического материала, наносимого на основной конструкционный металл. После выбора конструкционного материала составляется расчетная схема рассматриваемого элемента, определяются его основные габаритные размеры и производится расчет по главным критериям работоспособности. Расчет следует производить на самые неблагоприятные условия, возможные в эксплуатации (при работе, пуске, остановке, различных испытаниях и т. д.). Многие из рассматриваемых элементов, независимо от вида и типа машины или аппарата, являются общими для оборудования химических производств. Задачи курсовой работы: - систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по этим дисциплинам; - приобретение практических навыков и развитие самостоятельности в решении инженерно-технических задач; - подготовка студентов к работе над дальнейшими курсовыми и дипломными проектами.
Содержание

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 3 ВВЕДЕНИЕ 4 1 Выбор материала 6 2 Расчетная часть 7 2.1 Расчет геометрии аппарата 7 2.1.1 Расчет оболочек, нагруженных внутренним давлением 9 2.1.2 Расчет оболочки, нагруженных наружным давлением 10 2.2 Подбор и расчет привода 13 2.3 Выбор уплотнения 17 2.4 Расчет элементов механического перемешивающего устройства 18 2.4.1 Расчет вала перемешивающего устройства 18 2.4.2 Подбор подшипников качения 25 2.4.3 Расчет мешалки 28 2.4.4 Расчет шпонки на смятение 30 2.5 Выбор и проверочный расчет опор аппарата 31 2.6 Подбор муфты 38 2.7 Подбор штуцеров и люка 38 2.8 Расчёт фланцевого соединения 39 3 Построение аппарата в APM WinMachine 44 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
Список литературы

1.Расчет и конструирование химических аппаратов: учеб.пособие / В.Е Васильев, В.Л.Хлесткина, А.Н.Шакиров, А.А.Шакирова — Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016.-197с. 2.ГОСТ 14249-80 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. — М.: Минхимнефтемаш CCCP,1980. 3.ГОСТ 23360-78 Основные нормы взаимозаменяемости. Соединение шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки.— М.: Минхимнефтемаш СССР,199З. 4.ГОСТ 28428-90 Подшипники радиальные шариковые сферически двухрядные. Технические условия. — М.: Минхимнефтемаш СССР, 1991. 5.ГOCT 26-01-1225-75 Приводы вертикальные для аппаратов перемешивающими устройствами. — М.: Минхимнефтемаш СССР, 1975. 6.ГОСТ8338-75 Подшипники шариковые радиальные однорядные Основные размеры.— М.: Минхимнефтемаш СССР, 1975. 7.Основы конструирования и расчета химической аппаратуры Справочник / Лащинский А.А., Толчинский A.P.— М.: Машиностроение, 1970. 8.Материалы, типы приводов, муфты, люки: Справочные таблицы / сост. В.Л Хлёсткина — Уфа, 1991. 9.Расчет валов: Учебно-методическое пособие по прикладной механик/ сост. О.Г. Полканова, В.Л. Хлесткина. 10.Уплотнения валов и мешалки химических аппаратов: Справочные таблицы / сост. В.Л Хлёсткина — Уфа, 1885.
Отрывок из работы

Выбор материала При выборе конструкционного материала основным критерием является его химическая и коррозионная стойкость в заданной среде. Обычно выбирают материал, абсолютно или достаточно стойкий в среде при её рабочих параметрах и к расчетным толщинам на коррозию соответствующие прибавки в зависимости от срока службы аппарата. Вместе с тем следует учитывать и другие виды коррозии (межкристаллитную, точечную, коррозионное растрескивание), которым подвержены некоторые материалы в агрессивных средах. Другим критерием при выборе материала является расчетная температура стенок аппарата, а также, если эта температура является положительной, для аппаратов, устанавливаемых на открытой площадке или в неотапливаемом помещении, необходимо учитывать абсолютную минимальную зимнюю температуру наружного воздуха, при которой аппарат может находиться под давлением или вакуумом. Таким образом, выбор материала должен производиться из учёта его коррозионной стойкости в заданной среде и рабочих условий. Для таких параметров, как наименование среды (водный раствор азотной кислоты), концентрация: 90%, температура среды (120 °С) наиболее рациональным выбором является сталь ОХ23Н28М3Д3Т, т.к. она химически и коррозионноустойчива в данной среде при данной температуре (П < 1,0*10^(-3) мм/год), наиболее экономически целесообразна, достаточно прочная и относительно дешёвая, а также широко распространённая. Такой вид стали подходит для изготовления оболочки аппарата, мешалки и её приводного вала и фланцевого соединения. Коэффициент линейного расширения в интервале температур от 20°С до 200°С для стали ОХ23Н28М3Д3Т: 15,8.? Расчетная часть Расчетная часть курсового проекта включает в себя проверочные расчеты составных частей аппарата с мешалкой по главным критериям работоспособности (прочность, устойчивость, термостойкость, коррозионная стойкость и т. д.). Расчет геометрии аппарата Расчет обечаек, днищ, крышек корпуса аппарата на прочность и устойчивость под действием внутреннего и наружного давления с учетом термостойкости и коррозионной стойкости материалов должен выполняться в соответствии с ГОСТ 14249–80 [2]. Для выполнения расчета предварительно необходимо определить ряд параметров. Расчетное давление – давление, при котором производится расчет на прочность и устойчивость элементов корпуса аппарата. По стандарту за рабочее давление принимается внутреннее давление среды в аппарате. Расчетное давление – это рабочее давление в аппарате без учета кратковременного повышения давления при срабатывании предохранительных устройств. Если на элемент аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5% и более от рабочего, то расчетное давление должно быть повышено на эту же величину. P_P=P_изб+P_гидр, (1) где ? Р?_(изб.)-избыточное рабочее давление среды, МПа. P_гидр=??g?H_ж?10^(-6), (2) где P_гидр– гидростатическое давление столба жидкости, МПа; ? – плотность жидкости, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с; H_ж – высота столба жидкости, м. Высота столба жидкости находят по формуле (3). Н_ж= D•H_ж/D = 1,2 • 1,0 = 1,2 м. (3) Таким образом, по формуле (2) рассчитываем гидростатическое давление Р_гидр=1,2 • 9,8 • 1480 •? 10?^(-6) = 0,0174 МПа. Рассчитаем 5% от избыточного: Pи 5% = 0,05 • 0,25 = 0,0125 МПа. Влияние гидростатического давления нужно учитывать, т.к. оно составляет более 5% от избыточного. Расчетное внутреннее давление P_P=0,25+0,0174=0,2674МПа. Расчетное наружное давление при проверке стенок корпуса на устойчивость ? Р?_(р.н.= ) Р_а - Р_о + Р_руб, (4) где Р_а – атмосферное давление, МПа; Р_о – остаточное давление в корпусе, МПа; Р_(руб.) – давление в рубашке, МПа,Р_(руб.)=0, т. к. корпус без рубашки. Р_(р.н.)= 0,1 – 0,02 = 0,08 МПа. Расчетная температура. За расчетную температуру принимается температура среды в аппарате. t_р= 120 ?. Допускаемое напряжение для выбранного материала [?]=?^*•?, (5) где ?^*- нормативные допускаемые напряжения , МПа [1, c.18],?^*= =115 МПа; ?^*- нормативные допускаемые напряжения , МПа [1, c.18],?^*= =115 МПа; ?- коэффициент пожаровзрывоопасности [1, c.49]. Так как HNO3 пожаро- и взрывоопасная среда, то коэффициент пожаро-опасности ?=0,9. ??? = 115 • 0,9 = 103,5 МПа. Прибавка на коррозию рассчитывается по формуле: С_k = П • L_h , (6) где П – скорость коррозии в рабочей среде. П = 0,1 мм/год [1, c.16]; ? L?_h= 20 – срок службы аппарата, лет. ? C?_k =20• 0,1= 2 мм. 2.1.1 Расчет оболочек, нагруженных внутренним давлением Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки. Корпус аппарата выбран по ОСТ 26-01-1246-75 в соответствии с типом. Исполнение корпуса 00, аппарат с эллиптическим днищем и эллиптической съемной крышкой, без теплообменного устройства. Толщина стенки цилиндрической обечайки, находящейся под внутренним давлением S=(P_р?D)/(2?[?]??-P_р )+С_к+С, (7) где Р_р– расчетное внутреннее давление, МПа; D – внутренний диаметр, мм; ???– допускаемые напряжения, МПа; ? – коэффициент прочности продольного сварного шва обечайки, для стыковых и тавровых швов с двусторонним проваром и выполненных автоматической сваркой: ? ?1, [1, c.51]; ? С?_к – прибавка на коррозию, мм; С_о – прибавка на округление до стандартного размера, мм. S=(0,2674•1200)/(2•103.5•1,0-0,2674)+2+C_0=3,552+C_0,мм. По сортаменту листовой стали выбираем толщину S = 4 мм с учетом допускаемых отклонений от стандартной толщины [1, c.20]. Расчет эллиптической крышки и эллиптического днища. S_э=(P_р?D)/(2?[?]??-0,5?P_р )+С_к+С_о, (8) где ? S?_э- толщина стенки эллиптической крышки (днища), мм. S_э=(0,2674•1200)/(2•103,5•1,0-0,5•0,2674)+2+C_0=3,551+C_0,мм. По сортаменту листовой стали выбираем толщину S=4 мм с учетом допускаемых отклонений от стандартной толщины [1,c.20]. Расчет оболочки, нагруженных наружным давлением Толщина стенки цилиндрической обечайки S=max?{K_2?D?10^(-2);(1.1?P_(р.н.)?D)/(2?[?] )}+C_k+C_0, (9) где К_2 – коэффициент устойчивости; D – внутренний диаметр обечайки, мм; Р_(р.н.)– расчетное наружное давление, МПа; ??? – допускаемое напряжение, МПа, С_к – прибавка на коррозию, мм; С_о– прибавка на округление до стандартного размера, мм. K_2 определяем по номограмме в учебнике Лощинского по вспомогательным коэффициентам? К?_1 и К_3 [1, c.53]. Коэффициент? К?_1 К_1=(n_у?P_(р.н.))/(2,4?10^(-6)?E), (10) где n_y=2,4 - коэффициент запаса устойчивости в рабочем состоянии [1, c.52]; P_(р.н.) – расчетное наружное давление, МПа; Е = 1,99•10^5 МПа – модуль продольной расчетной упругости для материала обечайки при расчетной температуре. K_1= (2,4•0,08)/(2,4•10^(-6)•1,99•10^5 )=0,402. Коэффициент К_3 К_3=L/D, (11) где L – длина цилиндрической части оболочки, мм; D – внутренний диаметр, мм. Длина цилиндрической части корпуса L = H2 – H6, (12) где ? H?_2 и H_6 по таблице ОСТ 26-01-1246-7 [1, c.55]. H = 775 мм; Н_6 = 340 мм. L=775-340=435 мм. Находим коэффициент К_(3 ) по формуле (11) К_3= 435/1200=0,3625.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Курсовая работа, Механика, 20 страниц
1000 руб.
Курсовая работа, Механика, 30 страниц
450 руб.
Курсовая работа, Механика, 34 страницы
408 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg