4.1. Вивчення призначення і конструкції апарата

Приступаючи до проектування студент повинен мати чітке уявлення щодо конструкції об‘єкта проектування (апарата). Необхідно вивчити з яких найважливіших вузлів складається апарат, призначення кожного з них, які навантаження діють на кожний елемент, яка небезпека може виникнути внаслідок невдало прийнятого конструктивного рішення того чи іншого вузла, як можна запобігти виникненню небезпечних ситуацій в процесі проектування. Треба визначити, які матеріали можна використовувати, яка їх вартість, дефіцитність та інше. Все це дозволить прийняти вірні рішення в процесі проектування та конструювання [1, 3, 5, 6, 7].

Сучасне хімічне виробництво зі специфічними умовами роботи хімічного обладнання, які характеризуються високими технологічними параметрами (тиском, температурою) особливо при наявності агресивного, токсичного, вогне- та вибухонебезпечного середовища потребує створення апаратів тільки високої якості.

За конструкцією і призначенням хімічні апарати дуже різноманітні, але вони в основному складаються з типових елементів: днищ, кришок, фланців, штуцерів, перемішуючих пристроїв та ін.

В процесі проектування необхідно визначити з яких вузлів складається ваш апарат, навести опис конструкції кожного з них, вказуючи, яким вимогам задовольняє ця конструкція.

4.2. Попереднє опрацювання завдання

До початку розрахунків слід досконало вивчити технічне завдання на курсовий проект, усвідомити умови, в яких буде працювати апарат, тиск в апараті (Ра) і в сорочці (Рсор), температуру стінки апарата (tС), агресивність і токсичність перероблюваних матеріалів та готового продукту. Визначити значення сил, які діють на вал перемішуючого пристрою, необхідність і ступінь ущільнення реакційного простору апарата.

Далі з урахуванням вихідних даних необхідно обрати тип та розміри корпусу апарата за ГОСТ 9931-85. Для курсового проекту тип корпусу визначено у завданні (ВЕЕ або ВКЕ), а розміри корпусу обирають у залежності від номінального об‘єму апарата (зазначеного в завданні, Vа) і типу корпусу (ВЕЕ чи ВКЕ). Значення Д та l виписують з таблиць 16.2 або 16.7 [1]. Далі, відповідно з прийнятим діаметром апарата Д і типом корпусу (ВЕЕ чи ВКЕ) див. рис.9.1 [1] з таблиць 9.1, або 9.2 [1] вибирають розміри сорочки Н, Н₁та Д₁необхідні для подальших розрахунків.

На основі потужності електродвигуна приводу і частоти обертання вала мішалки за таблицею 32.1 [2] обирають тип вертикального приводу перемішуючого пристрою, потім за таблицями 32.2 – 32.5 визначають типорозмір мотор-редуктора і далі за таблицями 32.7 – 32.14 визначають основні розміри і масу приводу (Н, Н₁, Н₂і m).

Результати попереднього опрацювання завдання записують у такій послідовності:

1. Тип апарата (0….9) за ГОСТ 9931-85.

2. Тип корпусу (ВЕЕ, ВКЕ) за ГОСТ 9931-85.

3. Об‘єм апарата Va (згідно з завданням).

4. Внутрішній діаметр апарата D, обраний у цьому розділі.

5. Внутрішній діаметр сорочки D₁, повна височина Н і Н₁.

D₁ =D+100 мм – для апаратів діаметром до 2000 мм;

D₁=D+200 мм – для апаратів діаметром 2000 мм і більше.

6. Конусоподібне днище з кутом =2₁(згідно з завданням).

7. Довжина циліндричної частини корпусу апарата (обрана у цьому розділі) l.

8. Матеріал корпусу – (згідно з завданням).

9. Температура стінки апарата (див. п.4.3).

10. Максимальний робочий тиск в апараті.

11. Максимальний робочий тиск у сорочці.

12. Тип, типорозмір мотор-редуктора приводу.

13. Тип мішалки та її діаметр, d_м, м.

14. Частота обертання вала мішалки, n об./хв, або ω рад/c.

15. Потужність електродвигуна приводу, Р_д, кВт.

Використовуючи наведені дані складають розрахункову схему апарата з перемішуючим пристроєм рис.4.1.

Рис.4.1. Розрахункова схема апарата

Цей ескіз дає повне уявлення про конструкцію і геометричні розміри апарата, але в ньому відсутні дані, які характеризують міцність апарата. Відсутня товщина стінки апарата і сорочки в циліндричній частині, кришки та дна, відсутні дані щодо фланцевого з‘єднання, кількості і діаметра болтів, потрібна перевірка вала перемішуючого пристрою на міцність, жорсткість та вібростійкість. Для визначення цих параметрів необхідно зробити відповідні розрахунки (див. розділ 4.4).