1.2 Задание кафедры: произвести расчет и конструирование химического реакционного аппарата.

Номер варианта 54

Номинальный объем V, м³ 5

Внутренний диаметр D, мм 1800

Исполнение корпуса 00

Параметры мешалки

Шифр 33

Диаметр d_м, мм 630

Частота вращения n, мин^-1 160

Потребляемая мощность N, кВт 8,3

Давление в корпусе

Избыточное Р_и, МПа 0,85

Остаточное Р_о, МПа 0,01

Давление в рубашке, избыточное Р_руб, МПа -

Уровень жидкости в корпусе 1,0

Параметры среды

Наименование AlCl₃, водный р-р

Температура t, ^оС 20

Плотность 1090

Концентрация, % 10

2. Выбор материалов и комплектующих элементов

Для изготовления сварных стальных аппаратов применяют полуфабрикаты, поставляемые металлургической промышленностью в виде листового, сортового и фасонного проката, труб, специальных поковок и отливок.

Материалы должны быть химически и коррозионностойкими в заданной среде при её рабочих параметрах, обладать хорошей свариваемостью и соответствующими прочностными и пластическими характеристиками в рабочих условиях, допускать горячую и холодную механическую обработку, а также, иметь возможно низкую стоимость и быть недефицитными.

При выборе конструкционного материала основным критерием является его химическая и коррозионная стойкость в заданной среде. Обычно выбирают материал, абсолютно или достаточно стойкий в среде при её рабочих параметрах и к расчетным толщинам на коррозию соответствующие прибавки в зависимости от срока службы аппарата. Вместе с тем следует учитывать и другие виды коррозии (межкристаллитную, точечную, коррозионное растрескивание), которым подвержены некоторые материалы в агрессивных средах. Другим критерием при выборе материала является расчетная температура стенок аппарата, а также, если эта температура является положительной, для аппаратов, устанавливаемых на открытой площадке или в неотапливаемом помещении, необходимо учитывать абсолютную минимальную зимнюю температуру наружного воздуха, при которой аппарат может находиться под давлением или вакуумом.

Таким образом, выбор материала должен производиться из учёта его коррозионной стойкости в заданной среде и рабочих условий.

Параметры среды

Среда	AlCl3, водный р-р
Температура ,	20
Плотность ,	1090
Концентрация, %	10

Наиболее рациональным выбором является сталь ОХ23Н28М3Д3Т, т.к. она химически и коррозионноустойчива в данной среде при данной температуре (П ≤ 1,0∙ мм/год), наиболее экономически целесообразна, достаточно прочная и относительно дешёвая, а также широко распространённая. Такой вид стали подходит для изготовления не только оболочки аппарата, но и мешалки и её приводного вала, а также для изготовления фланцевого соединения.

Коэффициент линейного расширения в интервале температур от 20°С до 100°С для стали ОХ23Н28М3Д3Т: ,, [с.16, табл. 1.6].

Материал защитного слоя – фторопласт-4 (ГОСТ 10007-62), [с.11, табл.1.2].

Корпус аппарата выбираем по ОСТ 26-01-1246-75 в соответствии с типом.

Исполнение корпуса 00 без теплообменного устройства, аппарат с эллиптическим днищем и эллиптической съемной крышкой.

Привод выбираем по ОСТ 26-01-1225-75 в соответствии с частотой вращения мешалки и номинальным давлением в корпусе аппарата.

Мотор-редуктор выбираем по заданной частоте вращения выходного вала и потребляемой мощности электрического двигателя.

Мешалка выбирается по ОСТ 26-01-1245-75 в соответствии с заданным типом и шифром: турбинная открытая. Такие мешалки работают при 100-350 об/мин и производят интенсивное перемешивание жидкости. Открытые турбинные мешалки представляют собой, по существу, усовершенствованную конструкцию простых лопастных мешалок и состоят из диска с укрепленными на нем плоскими лопатками (шесть-восемь лопаток и более), расположенными по радиусам. Вращение нескольких лопастей, расположенных под углом в вертикальной плоскости, создает наряду с радиальными потоками осевые потоки жидкости, что способствует интенсивному перемешиванию ее в больших объемах. Интенсивность перемешивания возрастает при установке в сосуде отражательных перегородок. Для улучшения и ускорения перемешивания (что особенно важно в аппаратах непрерывного действия) применяют турбинные мешалки с лопастями или колесами, расположенными на различной высоте. В аппаратах без внутренних устройств эти быстроходные мешалки обеспечивают насосный эффект.

Достоинства турбинных мешалок:

1. Быстрота перемешивания и растворения,

2. Эффективное перемешивание вязких жидкостей,

3. Пригодность для непрерывных процессов.

Недостатком турбинных мешалок является:

1.Сравнительная сложность,

2. Высокая стоимость изготовления.

Области применения: