Материал: Расчет емкостного реактора с турбинной мешалкой

- теплоемкость:

- критерий Прандтля:

1.7. Коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенке аппарата. Принимаем в первом приближении разницу температур между температурами пара и стенки обечайки аппарата :

Теплофизические свойства конденсата при

- плотность:

^{- коэффициент теплопроводности:}

- коэффициент динамической вязкости:

1.8. Выбор перемешивающего устройства и определение его основных конструктивных параметров.

В соответствии с исходными данными задания - выбираем турбинную мешалку открытого типа без использования перегородок, для которой имеем следующие параметры: [1] т.7.4 с.194

^{- диаметр мешалки:}

- расстояние от днища аппарата до мешалки:



- ширина лопасти: м

- высота лопасти:

- число оборотов мешалки n=3,0 с^-1=180 об/мин, [6] с.706;

- линейная скорость: при
1.9. Критерий Рейнольдса при перемешивании раствора

1.10. Мощность, необходимая для перемешивания раствора.



где при Re₂=120977,2коэффициент мощности двухлопастной мешалки К_N=0,8, [6] рис.31.1 с.708 .
1.11. Критерий Нуссельта для аппаратов с мешалкой и паровой рубашкой, [1] с.74-75.

Принимаем в первом приближении отношение




1.12. Сумма термических сопротивлений

где принимаем толщину стенки обечайки аппарата S=0,016 м;

λ_мат =17, 5 , - коэффициент теплоотдачи материала аппарата -

нержавеющая сталь; [1] т. XXVIII c. 529

- термическое сопротивление загрязнением труб со стороны водяного пара и раствора [1] т. XXVI c. 531.

1.13. Коэффициент теплопередачи

1.14. Определение температур стенок обечайки аппарата со стороны обоих теплоносителей.

1.15. Уточнение значений коэффициентов теплоотдачи Теплофизические свойства для водного раствора при

- плотность
^{[3] т.4.10 с.94,}

- коэффициент динамической вязкости, [1] с.537

Разность температур:

Теплофизические свойства конденсата при температуре стекающейпленки:

- плотность

- коэффициент теплопроводности

- динамическая вязкость



1.16. Определение температур стенок обечайки аппарата со стороны обоих
теплоносителей

1.17. Общее количество теплоты



Принимаем потери теплоты в окружающую среду 5% от общего количества теплоты, т.е.

Масса раствора


(

1.18. Время процесса нагревания




1.19. Тепловая нагрузка на аппарат



1.20. Расход греющего пара

1.21. Расход раствора

II. Конструктивный расчет аппарата

2.1. Выбор конструкционного материала

Принимаем материал аппарата – нержавеющую (легированную) сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, стойкую в рабочих средах: водного раствора и насыщенного водяного пара и его конденсата, [5] т.3.9 с.43.

2.2. Основные размеры аппарата, [1] т.7.3 с.193

- внутренний диаметр аппарата D = 1,6 м;

- внутренний диаметр рубашки D = 1,7 м;

- толщина стенки корпуса S = 0,016м;

- толщина стенки рубашки S = 0,008м;

- высота от днища рубашки до фланцевого соединения Н =1,79м;

- высота от фланцевого соединения до штуцера ввода пара = 0,4 м;

- высота от штуцера ввода пара до верхнего края рубашки = 0,1м;

-диаметра вала мешалки в зоне сальникового уплотнения =0,08м;
2.3. Определение диаметров штуцеров для ввода и вывода теплоносителей. Вход и выход раствора



Принимаем = 50 мм = 0,05(м)

Вход водяного пара:



Принимаем =100 мм = 0,1(м)

Выход конденсата:



Принимаем = 25мм = 0,025(м)

2.4. Выбор крышки (днища) для обечайки и рубашки аппарата

Принимаем эллиптические отбортованные

крышки (днища); [6] с.440

-для обечайки: D = 1600 мм; h = 40 мм;

=16 мм; = 400 мм;

- для рубашки: D = 1700 мм; h = 40 мм;

Рис. 2 Эллиптическая крышка (днище); = 425 мм; = 8 мм.

2.5. Выбор фланцев для обечайки и штуцеров аппарата.

Фланцы выбирают в зависимости от диаметра и рабочего давления в аппарате. В нашем случае давление должно превышать рабочее Р ≥ 0,25МПа . Принимаем для штуцеров плоские приварные стальные фланцы (рис. 3) , [5] т.13.2 с.214



Рис. 3 Плоские приварные стальные фланцы

P, МПа	D, мм	, мм	, мм	, мм	h, мм	, мм	Z, шт	, мм
0,25	1600	1785	1730	1690	70	23	40	М27
0,25	100	205	170	148	40	11	4	М16
0,25	50	140	110	90	36	9	4	М12
0,25	25	100	75	60	30	8	4	М10

2.6. Выбор опор аппарата.

Выбор опор аппарата осуществляется по нагрузке (массе) на одну опору:

Принимаем число опор:

Общая масса аппарата:



Масса металлоконструкций аппарата:



Масса материала корпуса аппарата:



Масса материала рубашки:


Масса дниша(крышки) аппарата и рубашки

,[6] c.440



Масса жидкости в аппарате:



Масса неучтенных затрат.

Принимаем 20% от общей массы аппарата, т. е.

Выбираем опору для вертикальных цилиндрических аппаратов (рис. 4) (ОСТ 26-665-79) с запасом и нагрузкой на одну опору в 25кН, [5] т.14.1, с.275.


Рис. 4 Опора для вертикальных цилиндрических аппаратов

Основные размеры опоры: