Вертикальный аппарат с перемешивающим устройством

Страница 2

2.1. Для заданной среды (HNO3) (табл. 1 МУ, стр.27) принимаем:

плотность ρ=1510 кг/м3

коэффициент динамической вязкости μ=0.8 н.с/м2

Для корпуса аппарата выбираем высоколегированную сталь марки 08Х21Н6М2Т. Эта сталь по способу выплавки спокойная, легко сваривается всеми видами сварки.

Для рубашки, в которой будет циркулировать горячая вода или водяной пар, принимаем по таблице № 1(МУ, стр.27) углеродистую конструкционную сталь 20К. Скорость коррозии принимаем П=0,05 мм/год для рубашки и П=0,1мм/год для корпуса, поскольку температура больше 200С.

2.2. Допускаемые напряжения и модуль упругости:

а) для стали 08Х21Н6М2Т по таблице № 2 (МУ, стр.28) –

200С =233МПа Е=2,0 × 10-5 МПа

б) для стали 20К находим:

при 200С 20 = 147 МПа Е20= 1,99×105 МПа

2.2.1. Высота корпуса аппарата при снятой крышке

, где

– высота элептической части крышки,

100 мм – размер, который ориентировочно учитывает высоту цилиндрической отбортовки крышки и толщину фланца крышки.

h1=2230-(0,25×1800+100)=1680 мм

2.2.2. Высота жидкости в аппарате

hж=h1-(50…100)=1680-(50…100)=1630…1580 мм

Принимаем к расчету. hж=1600 мм = 1,6 М

2.2.3. Расчетное внутреннее давление в аппарате

, где

Рг – гидростатическое давление –

Рг=× g×hж=1510×9,81×1,6=23700Па=0,024МПа

g = 9,81 – ускорение свободного падения;

r = 1510 – плотность среды;

hж = 1600 – высота жидкости в аппарате.

Оцениваем величину гидростатического давления

р% =рг/р×100=0,024/1,5 ×100=1,6%<5%

Р = 1,5 МПа – внутреннее избыточное давление в аппарате,

Если , то РГ не учитывается

2.2.3.1 Расчет обечайки корпуса

2.2.3.2 Толщина стенки обечайки при нагружении внутренним расчетным избыточным давлением

, где

j = 0,9 – коэффициент сварного шва. Обечайка имеет сварной шов.

Рр = 1,5 Н/мм2 – расчетное давление (см. п.3.3.3)

Двн = 1800 мм

[] = 233 Н/мм2 – допускаемое напряжение (см. п.3.2)

SR=(1,5×1800)/(2×233×0.9-1,5)=6,46 мм

2.2.4. Толщина стенки обечайки при нагружении осевой растягивающей силой.

Осевая растягивающая сила

FR=(p×r2×rr)/4=(3.14×18002×1,5)/4=3,82 ×106 H

Толщина стенки

SR=FR /(p×r××j)=(3,82 ×106)/(3.14×1800×233×0.9)=3,22 мм

2.2.5. Толщина стенки обечайки, нагруженной наружным давлением. Для корпуса нагруженным давлением является давление в рубашке

PH=1,0 МПа =1,0 н/мм2

2.2.6. Расчетная длина (высота) обечайки

, где

- принимается конструктивно для удобного выполнения сварки рубашки и корпуса;

l=1680-150-(2/3)×0.25×1800=1230 мм

2.2.7 Толщина стенки обечайки

Коэффициент , где

= 2,4 – коэффициент запаса устойчивости при рабочих условиях.

К1=(2,4×1,0)/(2,4×10-6×2×105) = 5

E=2×105 н/мм 2 – модуль предельной упругости для стали 08Х21Н6М2Т (см. п.2.2.)

Коэффициент К3=l/D =1230/1800 =0,68

Коэффициент К2 определяем по таблице 6 (МУ, стр.30) в зависимости от К1 и

K2 =0.7

Толщина стенки

Принимаем SR max = 12,6 мм

2.2.8 Из трех условий (п.2.4.1, п.2.4.2, п.2.4.3) получены три значения толщины стенки обечайки корпуса: 6,46;4,25;12,6мм из тех SR =12,6 мм

2.2.8.1 Прибавки к толщине стенки обечайки

, где

С1 – прибавка для компенсации коррозии и эрозии –

С1 = Ск + Сэ

Сэ – прибавка для компенсации эрозии. Сэ = 0, т.к. скорость движения среды в аппарате менее 20 м/с и отсутствует абразивные частицы.

мм, где

t = 5 лет долговечность,

П = 0,1 мм/год – скорость коррозии для стали 08Х21Н6М2Т

Таким образом

С2 – прибавка для компенсации минусового допуска. Минусовой допуск выбираем по таблице 3. Для толщины от 8 до 20 мм С2 = 0,8 мм.

С3 – прибавка технологическая; учитывает утонение места при вальцовке; для толщины от 4 до 30 мм принимаем значение равным 0,3 мм: С3 = 0,3 мм.

С=1,5+0,8+0,3 = 2,6 мм

Примечание: обечайка корпуса в наружной стороны омывается водой и паром, но при температуре 20…1000С вода (пар) не вызывают коррозии легированных сталей, поэтому принимаем Пнар = 0 мм/год.

2.2.8.2. Толщина стенки обечайки с учетом прибавок

мм