Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором»




НазваниеПояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором»
страница1/4
Дата конвертации17.08.2013
Размер368.46 Kb.
ТипПояснювальна записка
  1   2   3   4
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра "Процеси та обладнання хімічних і нафтопереробних виробництв"

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ (РОБОТИ)

з дисципліни: «Розрахунок і конструювання хімічних машин та апаратів»
Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором»


Виконав студент: Скляр А.А.
Група: ХМ -71
Варіант: №26
Керівник: Смірнов В.А.


СУМИ - 2011

Реферат
Пояснительная записка 61 с., 21 рис., 7 табл., 1 приложения, 11 источников.

Графические материалы сборочные чертежи аппарата, всего 1 лист формата А1.

Тема работы «Проектирование испарителя с паровым пространством».

Представлен принцип действия подогревателя (испарителя) с паровым пространством, направление основных потоков и область применения проектируемого аппарата.

Пояснительная записка содержит проектно-конструкционные расчеты толщин стенок обечаек, днищ (крышек), воспринимающих внутреннее избыточное давление и находящихся под вакуумом. Произведена проверка укрепления отверстий, выданы рекомендации по их укреплению. Выполнен выбор и проверочный расчет фланцевого соединения корпус – греющая камера. Рассчитана седловая опора испарителя.

В приложении представлены сборочный чертеж подогревателя (испарителя) и спецификация к последнему.

Ключевые слова: ИСПАРИТЕЛЬ, ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ, ДОПУСКАЕМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА, РАСЧЕТНОЕ ДАВЛЕНИЕ, РАСЧЕТНАЯ ТОЛЩИНА, УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ, УКРЕПЛЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ, ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ, СЕДЛОВАЯ ОПОРА.

Содержание

с.

Введение 5

1 Конструкционные материалы 9

2 Расчет элементов, работающих под внутренним избыточным давлением 10

2.1 Расчет толщины стенки обечайки распределительной камеры 12

2.2 Расчет толщины перегородки между ходами по трубному пространству 13

2.3 Расчет плоской крышки распределительной камеры испарителя 14

3 Расчет элементов аппарата, работающих под наружным давлением 21

3.1 Толщина цилиндрической части корпуса испарителя 22

3.2 Расчет эллиптического днища корпуса испарителя 24

3.3 Проверка цилиндрической обечайки корпуса на совместное

действие наружного давления, осевого сжимающего

усилия, изгибающего момента и поперечного усилия 26

4 Укрепление отверстий 31

4.1 Методика расчета укрепления отверстий 31

4.2 Конструктивные размеры укрепляющих колец 34

4.3 Расчет укрепления отверстий 35

4.3.1 Расчет укрепления отверстия под люк (Dу 450мм) 35

4.3.2 Расчет укрепления отверстия выхода пара продукта (Dу 500мм) 36

4.3.3 Расчет укрепления отверстий под горловину распределительных камер (Dу 700мм) 37

5 Расчет фланцевого соединения 41

5.1 Исходные данные 41

5.2 проверочный расчет фланцевого соединения 43

6 Расчет седловой опоры 50

6.1 Конструкция седловой опоры 50

6.2 Расчет опоры 52

6.3 Проверка прочности корпуса в месте присоединения опоры 56

Вывод 60

Список использованной литературы 61

Приложение


Введение
Подогреватели с паровым пространством служат обычно для отпаривания нефтепродуктов, как, например, остатков низа ректификационных колонн, или нагрева жидких нефтепродуктов.

Основной частью подогревателя (испарителя) является один или несколько трубных пучков с плавающей головкой или с U-образными трубами. Пучок (один или два, три) монтируют внутри цилиндрического горизонтального корпуса.
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

Рисунок 1 – Типовая схема установки подогревателя (испарителя) с паровым пространством.
Схема установки подогревателя с паровым пространством представлена на рис.1. Как правило, нефтепродукт, подаваемый в корпус аппарата, нагревается водяным паром, пропускаемым через трубные пучки. В результа-те нагрева происходит испарение более легких фракций. Пары последних возвращаются в ректификационную колонну, а тяжелый остаток удаляется непрерывно (или позиционно) из корпуса испарителя.

Для наиболее рационального устройства подогревателя пучок необходи-мо располагать возможно ближе к низу аппарата. Различают две конструкции устройства подогревателей: с передним полуконическим днищем и с эллиптическим днищем рис. 2.

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.
Рисунок 2 – Конструкции подогревателя (испарителя) с паровым пространством.

Аппараты с передним полуконическим днищем являются более эффективными и компактными, поэтому применение их предпочтительно.

Для достижения достаточной поверхности зеркала испарения и правильной работы испарителя следует принимать расстояние от уровня жидкости до верха корпуса аппарата равным 0,35Dв.

Используя для подогревателей (испарителей) нормальные трубные пучки теплообменников с плавающей головкой или с U-образными трубками (когда теплоносителем должен служить конденсирующийся водяной пар), количество труб распределяют по ходам неравномерно так, что в последующих ходах многоходовых трубных пучков число труб принимают меньшим, чем в первом ходу. Схемы конструкций стандартных трубных решеток для теплообменников типа П представлены на рис.3.
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

Рисунок 3 – Конструкции трубных решеток теплообменников типа П:

Ι – двухходовая решетка; ΙΙ - четырехходовая решетка; а – неподвижная; б – подвижная.

Верхние трубы пучка внутри корпуса подогревателя всегда должны быть покрыты слоем жидкости высотой не менее 100 мм, для чего уровень жидкости в корпусе аппарата поддерживается сливной перегородкой с верхней зубчатой кромкой, обеспечивающей равномерный слив жидкости по всему поперечному сечению.

При этом верхний зубчатый край перегородки следует устанавливать строго горизонтально рис.3 (см. три верхних сечения).

За перегородкой автоматическое поддержание уровня жидкости в корпусе испарителя достигается регулированием уровня, без чего может быть нарушена нормальная работа насоса в результате попадания в него из подогревателя паров. Недопустимо чрезмерное поднятие уровня жидкости в подогревателе, т.к. это нарушает нормальную работу аппарата.

В заднем днище и в перегородке аппарата обычно предусматривают штуцер и лючок, через которые вводится тяговый трос, присоединяемый к подвижной решетке пучка при монтаже последнего.

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.
Рисунок 4 – Поперечные разрезы подогревателей (испарителей) с паровым пространством с разным количеством трубных пучков.
У штуцера для подачи нефтепродукта в испаритель внутри корпуса аппарата устанавливают отбойник, способствующий более рациональному обтеканию жидкости внутри пучка. В некоторых случаях для этой же цели ставят дырчатую горизонтальную перегородку, которая вместе с тем защищает близлежащие от штуцера трубы от эрозии.

Чтобы предать трубному пучку жесткость, устраивают поперечные перегородки толщиной ~10 мм. Перегородки устраивают друг от друга на равном расстоянии и закрепляют четырьмя тягами, ввернутыми в непод-вижную трубную решетку и снабженными дистанционными распорными трубками. Расстояние между перегородками в целях обеспечения необходи-мой жесткости принимается равным (30...50) dH, где dH - наружный диаметр теплообменных трубок.

Для поддержания трубного пучка в корпусе устанавливаются балки, на которые положены прогоны из уголка. При втаскивании пучка и демонтаже его он скользит по этим прогонам.

Устанавливают подогреватели (испарители) на две опоры. Для того, чтобы испаритель в нагретом состоянии мог одним своим концом свободно перемещаться, отверстия в лапках для крепления его болтами к одной, так называемой, подвижной, опоре, выполняются овальными. Т.к. к другой опоре испаритель крепят неподвижно, то для лапок в этом случае отверстия выполняют круглыми.

На основные размеры и параметры испарителей с паровым простран-ством принят ГОСТ 14248-79, [3].

1 Конструкционные материалы

Сталь 16ГС - конструкционная низколегированная для сварных конструкций. Характеризуется повышенной прочностью и ударной вязкостью в интервале температур от минус 40 0С до + 475 0С. Порог хладноломкости стали лежит ниже минус 40 0С. Сталь хорошо деформируется и обрабатывается резанием. Сталь хорошо сваривается всеми видами сварки. Неустойчива во многих агрессивных средах.

Из нее изготавливают: обечайки, днища, плоские фланцы корпусов аппаратов, штуцера и трубопроводы, трубные решетки теплообменных аппаратов и другие детали аппаратов ответственного назначения.

Приведем, в виде таблиц, механические свойства листовой стали и её химический состав.
Таблица 2 - Химический состав, в процентах ( ГОСТ 19282 – 73 )


С

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

P

S

N

As

не более

0,12-0,18

0,44-0,7

0,9-1,2

0,3

0,3

0,3

0,035

0,04

0,008

0,008


Таблица 3 - Механические свойства


Марка

стали

Толщина

листа, мм

sв

sт

d5, %

ан,

МДж/м2

МПа

не менее

16ГС

4 – 40

500

330

22

0,6



2 Расчет элементов, работающих

под внутренним давлением
Общий вид проектируемого аппарата представлен на рис.2.1
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

Рисунок 2.1 – Конструкция испарителя с паровым пространством типа У
Расчетное давление принимаем по давлению греющего пара (среды) без учета гидростатического рг, которое менее 5% от рабочего рр, [3]
р = рр = 2,0 МПа, (2.1)
так как
рг=∙h∙10-6=1000∙9,81∙0,7∙10-6 =0,007 МПа, (2.2)

гр)100% = (0,007/2,0)100% = 0,34%, что меньше 5%, (2.3)
где r – плотность жидкости (воды) при t = 20 0C по [стр. 550, 2], кг/м3;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

h – высота столба жидкости, м.
В качестве расчетной температуры принимаем максимально возможную температуру в рабочем состоянии испарителя – температуру греющего пара при рабс = 2,1 МПа:

t = 213 0C
Расчеты на прочность выполняются с учетом прибавки с, в данном случае принимаем равной:
с = П∙τ = 0,08·15 =1,2 мм, (2.4)
где П – проницаемость материала, мм;

τ – срок службы аппарата, согласно задания на проектирование, лет.
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

Рисунок 2.2 – Расположение греющих камер вид сбоку для исполнения 2 по ГОСТ 14248-79.
Коэффициент прочности сварных швов φ = 0,9 – для стыковой с двухсторонним проваром, выполненной автоматической и полуавтоматической сваркой при контроле швов по длине до 50% [4]

Допускаемое напряжение для стали 16ГС корпуса и распределительной камеры при 20 °С и расчетной температуре соответственно:
[σ]20=196 МПа;

[σ]=164 МПа.
Расчетное значение предела текучести для стали 16ГС [4]:
σт20=300 МПа.
Допускаемое напряжение в условиях гидравлических испытаний определяется по формуле:
[σ]ит20/1,1=300/1,1=273 МПа. (2.5)
Пробное давление при гидроиспытании:
(2.6)


2.1 Расчет толщины стенки обечайки распределительной камеры [4]
Расчетная (номинальная) толщина стенки обечайки по основному слою биметалла определяется по формуле:
(2.7)


где D – внутренний диаметр обечайки распределительной камеры, мм.

Исполнительная толщина листа для обечайки распределительной камеры:

s ≥ sр+ с = 4,77+ 1,2 = 5,97 мм
Согласно ГОСТ 5681-57 с учетом прибавки с=1,2мм принимаем толщину листа [5]:

s = 6 мм,
Проверяем условие применимости формул безмоментной теории:
(S-с)/D≤0,1 (2.8)
(6-1,2)/700=0,00686,
что меньше 0,1 – условие применимости формул выполнено.
Допускаемое внутреннее давление для обечайки распределительной камеры с s = 6 мм определяется по формуле:

- в рабочих условиях
(2.9)
- в условиях гидравлических испытаний
(2.10)
2.2 Расчет толщины перегородки между ходами по трубному пространству [9]
Перегородка изображена на рис. 2.4.
  1   2   3   4

Похожие:

Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconКонспектлекці й для самостійної роботи студентів з дисципліни основипроектуванн я доменнихцехі в
Конспект лекцій для самостійної роботи студентів з дисципліни „основи проектування доменних цехів за спеціальністю 090401 “Металургія...
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconТруфанова Т. П. Дата видачі: Дата здачі: вхідні данні
Тема курсового проекту: «Економічне обґрунтування проекту машинобудівного підприємства»
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconМетодичні вказівки до курсового проекту Розрахунок економічних показників
Розрахунок економічних показників діяльності комунального підприємства” та самостійної підготовки з курсу “Економіка підприємства”...
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconНавчальний посібник Зміст Від
Аналіз та компонування інформації для проекту у різному форматі. Художнє конструювання об’єктів технологічної діяльності
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconПояснювальна записка до проекту Закону України
Закону України “Про внесення змін до статті 7 Декрету Кабінету Міністрів України “Про систему валютного регулювання і валютного контролю”...
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconПчелинцев В. А., Раб В. Н. Повреждаемость основных деталей машиН
Наведені схеми руйнування деталей машин. Описані вимоги до матеріалу деталей машин для забезпечення їх надійної роботи в період експлуатації....
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconПояснювальна записка до проекту Закону України " Про систему гарантування вкладів фізичних осіб" Обґрунтування необхідності прийняття законопроекту
В україні, як І в багатьох країнах світу, банки є найбільш розвинутими фінансовими установами, які відіграють ключову роль у реалізації...
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconПояснительная записка к курсовому проекту по курсу пиахт тема: Непрерывная ректификация
Учреждение образования : “Белорусский государственный технологический университет”
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconКафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения курсовой проект разработка технологического процесса механической обработки детали "вал шестерня" Пояснительная записка к курсовому проекту кп 060800. 315с. 19. Пз
Тема курсового проекта: Разработка технологического процесса механической обработки детали «Вал шестерня»
Пояснювальна записка до курсового проекту (роботи) з дисципліни: «Розрахунок І конструювання хімічних машин та апаратів» Тема проекту: «Проектування випарника з паровим простором» iconВыпускная работа бакалавра по теме: Расчет параметров режимов и оборудования электрических сетей и мероприятий энергосбережения по специальности 000008 “Энергетический менеджмент” Профилизация “Электроэнергетические системы”
Тема роботи: Розрахунок параметрів та характеристик системи електропередачі з метою енергозбереження
Разместите кнопку на своём сайте:
kurs.znate.ru


База данных защищена авторским правом ©kurs.znate.ru 2012
обратиться к администрации
kurs.znate.ru
Главная страница