Выбор конструкционных материалов

Для среды (30% раствора при температуре равной 100) по [1]табл. П — 1 для вполне стойких материалов (В):

• 1. Для материала корпуса, днища, крышки, фланцев, вала, мешалки берём сталь 08Х 18Н 10 Т.
• 2. Для рубашки (вода при температуре 100) берём сталь 08Х 18Н 10 Т.
• 3. Для болтов фланца берём сталь 35ХМ.
• 4. Для прокладки берём фторопласт-4 (минус — дорогостоящий материал; течёт под действием давления; плюс — большой температурный режим). прочность виброустойчивость химический эллиптическое

Расчётная часть

Расчёт основных размеров аппарата

По ГОСТУ высоту цилиндрической части без учёта высоты фланца и отбортовок днища и крышки следует назначить 1000 мм.

По ГОСТУ высоту рубашки следует назначить 800 мм.

Расчёт толщин элементов аппарата

Корпус аппарата изготавливается из листов проката, поставляемых металлургической промышленностью. Поэтому толщины листов подчинены ГОСТам. Стенки корпуса аппарата воспринимают внутренние и наружное давление.

Расчёт толщины цилиндрической обечайки аппарата

Расчёт цилиндрических обечаек проводиться при воздействии внутреннего и внешнего давлений, а толщина стенки принимается максимальной из вычисленных значений.

1. При воздействии внутреннего давления.

Так как гидростатическое давление в нижней точке аппарата, равное не превышает на 5% рабочее избыточное давление, то расчётное внутреннее давление определяется по формуле, где — рабочее давление аппарата:

где, — толщина стенки цилиндрической обечайки,.

— внутренний диаметр обечайки,.

— прибавка на округление до стандартной толщины листа,.

— коэффициент сварного шва,.

— поправка на коррозию, где.

— скорость коррозии (для вполне стойких материалов, =0,1мм/год).

— срок службы аппарата равный 10 годам, получим равное 1 мм.

— расчётное допускаемое напряжение.

Допускаемое напряжение для выбранного материала корпуса определяется по формуле:

.

где — поправочный коэффициент, учитывающий взрыва — и пожараопасность среды в аппарате, поскольку среда не взрыва — и не пожараопасна то коэффициент будет равен =1.

— нормативное допускаемое напряжение.

Нормативное допускаемое напряжение стали при различных температурах приведены в таблице П-3.

Нормативное допускаемое напряжение для стали 08Х 18Н 10 Т при температуре в 100 равна =139 МПа.

Для максимальной прочности цилиндрической части аппарата сварной шов целесообразнее сделать двусторонним встык сплошным. Тогда коэффициент сварного шва будет равен =1 следовательно расчётное допускаемое давление равняется:

.

.

По ГОСТу толщину стенки аппарата следует назначить 8 мм.

2. При воздействии внешнего давления .

Расчётное наружное давление для корпуса аппарата находящегося под рубашкой находиться по формуле:

.

где — остаточное давление в рубашке,.

— рабочее давление в рубашке,.

— атмосферное давление в рубашке,.

По ГОСТу толщину стенки аппарата следует назначить 10 мм.

— определяется по номограмме (см. методичку «расчёт химического аппарата с механическим перемешивающим устройством»).

Коэффициенты определяются по формулам:

— коэффициент запаса прочности (условие обеспечения устойчивости оболочки) Е — модуль упругости определяемый по таблице П-4. Модуль упругости для легированной стали при температуре в 100.

.

где — расчетная длинна цилиндрической обечайки определяемая следующим образом:

.

где = 0,1 м.

— высота отбортовки;

;

;

.

По ГОСТу толщину стенки аппарата следует назначить 12 мм.

По результатам расчётов толщину стенки цилиндрической обечайки принимают равной:

Значит толщину цилиндрической части аппарата принимаем равной 12 мм.