Подбор фланцев, прокладок и расчет фланцевых болтов.

Подбираем приварные фланцы для крепления крышки к обечайке аппарата (см. рис.3.7) по следующим данным: давление в аппарате 0, 4МПа; температура стенок аппарата t = 100°С; внутренний диаметр аппарата Д_В=900мм; толщина стенок обечайкиS₁ и крышкиS₂ равна, соответственно, 9 и 6 мм.

По OCT 26-427-79 (см.табл. 8 приложения) подбираем фланцы, приваренные стыковыми швами с уплотнительной поверхностью, выступ - впадина.

Для фланцев выбираем материал сталь Х18Н10Т, для шпилек -сталь 4Х12Н8МФБ, для гаек – X18Н10T.

Наибольшее рабочее давление в аппарате (тип А) при выбранных материалах и температуре до 200 ⁰C равно 1, 6 МПа при условном давлении МПа (см. табл. 9 приложения). Размеры фланцев, прокладок выбираем с учетом, что условное давление в аппарате 1, 6 МПа. Размеры фланца при Р_Y = 1, 6 МПа и Д_В=900 м (см. табл. 8 приложения) следующие: Д_Н ⁼ 1045 мм; Д₁ = 1005мм; Д₃ = 965 мм; Д_П = 920мм; Д_т = 948 мм; d₀ = 23 мм; В₁ = 45 мм; В₂ =50 мм; Н₁ = 95 мм.

Количество шпилек М20 - 40.

Фланец типа А приваривается к крышке, фланец типа Б - к обечайке стыковыми швами. Материал прокладки выбираем по табл.3.2. При наибольшей температуре в аппарате (100°С) и наибольшем давлении в аппарате (1, 6 МПа) выбираем асбестовую графитную прокладку, которая допускает 500°С и давление до 4 МПа. По ОСТ 26-431-79 (см. табл.11 приложения) выбираем размеры прокладки: Д_В = 900 мм; Д₁. = 965 мм; Д₂ = 941 мм; а = 3, 4 мм; а₁ = 4, 4 мм.

Проверяем прочность шпилек М20 (40 штуки) из стали 4Х12Н8Г8МФБ.

Податливость шпильки

где l_Ш, - расчетная длина шпильки (см. рис. 3.7, б и. табл.8 приложения),

Площадь поперечного сечения шпильки

Податливость части прокладки, приходящейся на одну шпильку,

где Е _П= МПа.

Площадь прокладки, приходящейся на одну шпильку,

Коэффициент основной нагрузки

Усилие от давления в аппарате, приходящееся на одну шпильку,

где

Суммарное усилие на шпильку

где К_СТ- коэффициент затяжки запаса против раскрытия стыка, принят равным 1, 4.

Допускаемая сила [F] для шпильки М20 из стали 4Х12Н8Г8МФБ при 200⁰С - 24 кН (см.табл. 12 приложения):

Условие прочности для выбранных шпилек выполняется.

Подбор лап вертикального аппарата

Определяем максимальный вес аппарата в условиях гидравлического испытания (аппарат заполнен водой):

где G_АП– вес аппарата,

где т_ОБ –масса обечайки, кг,

где т_КР- масса крышки ( при S₂=6 мм и Д_В=900 м т_КР=45, 4 кг, см. табл.5 приложения );

т_ДН – масса эллиптического днища( при S₃=9 мм и Д_В=900 м т_ДН=76, 4 кг см. табл.5 приложения);

т_РУБ – масса рубашки (принимаем по рекомендации равной 300 кг);

т_ДОП – масса дополнительных деталей (по рекомендации принимаем как 5% от массы обечайки);

G_В – вес воды в аппарате.

G_ПР – вес привода, Н. Включает в себя вес электродвигателя, редуктора, муфты и т. д, m_р - масса привода (по /15/ в качестве привода принимаем редуктор типа РЦ1-100-VII-1 m₁=39кг вместе с асинхронным двигателем типа АО42-6-Ф2 m₂=50 кг с суммарной массой m_p≈ 90кг).

G_np=90∙ 9, 81=882, 9Н - по формуле (4.10)

Максимальный вес аппарата с приводом.

Выбираем лапы стальные сварные подвесные типа I (табл.13 приложения) в количестве 4 штук. Тогда на одну лапу приходится

Лапа выдерживает нагрузку 5 кН, имеет опорную площадь 7250 мм².

Удельная нагрузка на опорной поверхности лапы:

Допускаемая нагрузка на бетонную опору

Бетонная опора при выбранной опорной поверхности лап выдержит максимальный вес аппарата.

Заключение.

Данный аппарат по получению толуола при температуре 80°С является одним из наиболее простых дешевых и эффективных аппаратов, т.к. не предусматривает сложных ступенчатых химических процессов, к тому же его изготовление экономически выгодно и не требует больших затрат.

Полученный аппарат, возможно, использовать также в требуемых, аналогичных исходным, параметрам среды и давления, либо более мягким (например, глицерина).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Альпет Л.З. Основы проектирования химических установок. М.: Высш.шк., 1976. 271 с.

2. Воробьева Т.Я. Коррозийная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. М.: Химия, 1967. 844 с.

3. ГОСТ 14249-78. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М., 1980. 42 с.

4. ГОСТ 9931-78. Сосуды и аппараты цилиндрические стальные сварные. Типы и основные размеры. М., 1980. 42 с.

5. Курсовое проектирование: Метод. указания / Перм. полит. инст-т Пермь, 1985.

6. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Справочник. Л.: Машиностроение, 1970. 752 с.

7. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов под давлением. М.: Металлургия, 1980. 34 с.

8. Прикладная механика/Под ред. В.М.Осецкого. М.: Машиностроение, 1977.

9. Федосеев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1970. 544 с.

12	Поделиться: