Zaprojektować mieszalnik do mieszania zawiesiny V = 2,75 [m³] o gęstości ρ = 1350 [kg/m³] i lepkości η = [Pa^.s]. Mieszalnik przeznaczony jest do pracy okresowej i będzie zainstalowany w ciągu technologicznym instalacji chemicznej. Temperatura mieszanej zawiesiny wynosi t₀ = 30^o[C]. Mieszadło turbinowe typu otwartego będzie pracowało w pozycji pionowej w układzie wysięgnikowym. Ciśnienie w mieszalniku p = 5,0 [bar]

ZESTAWIENIE DANYCH:

Objętość cieczy w zbiorniku 2,75 [m³]

Ciśnienie w zbiorniku 5,0 [bar]

Lepkość cieczy [Pa^.s]

Gęstość 1350 [kg/m³]

Temperatura 30 [°C]

Rodzaj mieszadła otwarte

Stal konstrukcyjna St3s

Granica plastyczności 23,3 ^. 10⁷ [N/m²]

Moduł Younga 2∙10¹¹[N/m²]

WYMIARY ZBIORNIKA
DANE
V_c=2,75 [m³]
V_c = 2,75 [m³] H_w = 1740 [mm] D_w = 1800[mm]
DOBÓR MIESZADŁA
D_w = 1800[mm]

d_m=500[mm]	Odległość mieszadła od dna H_m = 0,5d_m H_m = 0,5 · 500 =250[mm]	H_m=250[mm]
OBLICZANIE MOCY MIESZADŁA
H_c=1250[mm] D_w=1800[mm]	Współczynnik k Współczynnik k₁: stopień napełnienia mieszalnika cieczą: k₂ – współczynnik uwzględniający wzrost mocy przy rozruchu k₃ – współczynnik uwzględniający zabudowanie przegród	k₁=0,694 k₂=1 k₃=1
	Szybkość mieszadła ω Zakładamy szybkość mieszadła: ω = 6 [m/s]	ω = 6 [m/s]
d_m=500[mm] ω = 6 [m/s]	Liczba obrotów n Z tab. 22.6 [1] dobieram nominalne obroty mieszadła norma BN-62/2201-03: n=4,17[1/s]	n=4,17[1/s]
d_m = 500[mm] n = 4,17 ρ_c = 1350[kg/m³] η = [Pa^.s]	Liczba Reynoldsa mieszania	Re_m=

= 156375 d_m = 500[mm] n = 4,17[1/s] ρ_c = 1350 [kg/m³]	Moc mieszania Z wykresu 22.6 odczytuję liczbę mieszania M_i dla Re_m M_i=7	N_m=21,4[kW]
N_m=21,4[kW] k₁=0,694 k₂=1 k₃=1	Moc na wale	N_w=14,86[kW]
N_w=14,86[kW] n=4,17[1/s] p=5·10⁵[Pa] k_sj=50·10⁶[Pa]	Moc silnika Obliczamy moc utraconą N₀ d_w dobieramy z tab. 22.7 [1] d_w=50[mm] s_c - grubość uszczelnienia dławika h – wysokość uszczelnienia dławika N₀=75,91[W]=0,07591 [kW]	M_s=580,9[Nm] d_w=50[mm] N₀=75,91[W] N₀=0,07591[kW]
N₀=0,07591[kW] N_w=14,86[kW] η_d=0,9	Obliczamy moc silnika	N_s=16,595[kW]
OBLICZANIE WYTRZYMAŁOŚCI WAŁU
N_w=14,86 [kW] n=4,17[1/s]	Warunek na dopuszczalne naprężenia skręcające Moment skręcający wału	M_s=580,86[Nm]
Dla stali St3s R_e=23,6·10⁷[Pa] X_s=3,5	Współczynnik k_s	k_s=6,74·10⁷[Pa]

k_s=6,74·10⁷[Pa] M_s=580,86[Nm] d_w=0,05[m]	Warunek na dopuszczalne skręcenie Warunek został spełniony
d_w=0,05[m]	Warunek na dopuszczalny kąt skręcenia Moment bezwładności biegunowy przekroju wału	I₀=6,14·10^-7[m⁴]
M_s=580,86[Nm] G=8·10¹⁰[Pa] I₀=6,14·10^-7[m⁴]	Kąt dopuszczalnego skręcenia Warunek został spełniony
OBLICZANIE SPRAWDZAJĄCE WAŁ NA DRGANIA GIĘTE
n=4,17[1/s]	Prędkość obrotowa wału	ω=26,2[rad/s]
H_w=1740[mm] H_m= 250[mm] h_d=490[mm]	Długość wału	L=2475[mm]
ρ_stali=7850[kg/m³] d_w=0,05[m] L=2475[mm]	Masa wału	m_w=38,15[kg]
m_w=38,15[kg] L=2475[mm]	Jednostkowa masa wału	m_j=15,41kg/m]
m_mieszadła=10,4[kg] m_w=38,15[kg] L=2475[mm] L₁=1980[mm]	Dobór współczynnika α Z wykresy I z rys. 22.24[1] odczytuje α=2,4	α=2,4
d_w=0,05[m]	Moment bezwładności I	I=3,07·10^-7 [m⁴]
E=2·10¹¹[N/m²] L=2475[mm] α=2,4 m_j=15,41[kg/m] I=3,07·10^-7 [m⁴]	Prędkość krytyczna ω_kr	ω_kr=59,35[rad/s]
d_m=500[mm] D_w=1800[mm] η_cieczy=9·10^-3 [Pa·s] η_wody=1·10^-3 [Pa·s]	Stała bezwymiarowa A	A=1,02
ω_kr=59,35 [rad/s] A=1,02 ω=26,2[rad/s]	Warunek dla mieszadła turbinowego 26,2<39,57 Warunek został spełniony
Grubość ścianek zbiornika i dennic
h_d= 490[mm] H_cieczy=1078 [mm] ρ_c=1350[kg/m³] g=9,81[m/s²] p₀=5·10⁵[Pa]	Część cylindryczna Ciśnienie obliczeniowe	h=588[mm] p_h=7787,18[Pa] P= [Pa]
R_e=23,6·10⁷[Pa] X=1,8	Naprężenia dopuszczalne	k=13,11·10⁷[Pa]
s=0,0001[m/rok] τ=10[lat]	Naddatki Naddatek C₁ na korozję: C₁= τ · s = 10·0,0001 = 0,001[m] Naddatek C₂ na ujemną odchyłkę blach: C₂ = 0,8[mm] = 0,0008[m] Naddatek na dodatkowe naprężenia C₃ przyjmuję = 0	C₁ = 0,001[m] C₂ = 0,0008[m] C₃ = 0[m]
D_w=1800[mm] p₀=5·10⁵[Pa] a=1 z=0,8 p=4,9·10⁵[Pa] k=13,11·10⁷[Pa]	Grubość ścianki części cylindrycznej Z normy BN-65/2002-02 przyjmuję grubość ścianki części cylindrycznej zbiornika g =0,005[m]	g=0,005[m]
D_w=1800[mm]	Dennice Dobór króćców Przyjmuję d_norm króćca wlotowego jako 10% D_w, a d_norm króćca wylotowego jako 15% D_w d_w = 0,1·2000 =200[mm] d_wyl = 0,15·2000 = 300[mm]	d_w=200[mm] d_wyl=300[mm]
D_z=1810[mm] H_z=1750[mm]	Dennica dolna Współczynnik y_w ω=3,16≈4 Z tab. 3.1 odczytuję współczynnik wyoblenia dna y_w=4,99	H_z/D_z = 0,97 ω=4 y_w=4,99
R_e=23,6·10⁷[Pa] X=1,8	Naprężenia dopuszczalne	k=13,11·10⁷[Pa]
h_d= 490[mm] H_cieczy=1078[mm] ρ_c=1350[kg/m³] g=9,81[m/s²] p₀=5·10⁵[Pa]	Ciśnienie obliczeniowe	h=588[mm] p_h=7787,18[Pa] P=4,9·10⁵ [Pa]
p₀=5·10⁵[Pa] y_w=4,99 k=13,11·10⁷[Pa] z=0,8 C₁ = 0,001[m] C₂ = 0,0008[m] C₃ = 0[m] D_z=1810[mm]	Grubość ścianki dennicy g = + 1,8·10^-3 = 1,26·10^-2[m] Przyjmuje najbliższa większą wartość grubości ścianki dennicy g = 0,013[m]	g₀ = [m] g = 0,013[m]
D_z=1810[mm] H_z=1750[mm]	Dennica górna Współczynnik y_w ω=2,1≈3 Z tab. 3.1 odczytuję współczynnik wyoblenia dna y_w=4,1	H_z/D_z = 0,97 ω=3 y_w=4,1
R_e=23,6·10⁷[Pa] X=1,8	Naprężenia dopuszczalne	k=13,11·10⁷[Pa]
p₀=5·10⁵[Pa] y_w=4,1 k=13,11·10⁷[Pa] z=0,8 C₁ = 0,001[m] C₂ = 0,0008[m] C₃ = 0[m] D_z=1810[mm]	Grubość ścianki dennicy g = 8,84·10^-3 + 1,8·10^-3 = 1,06·10^-2[m] Przyjmuje najbliższa większą wartość grubości ścianki dennicy g = 0,012[m]	g₀ = 8,84·10^-3[m] g = 0,0101m]

	Dobór kołnierzy
	Dennica górna Króciec wlotowy d_w=200[mm] Kołnierze Średnica zewnętrzna D_z = 340[mm] Średnica otworu d₀ = 22[mm] Liczba otworów n = 8 Gwint śruby M20 Dennica dolna d_wyl=300[mm] Kołnierze Średnica zewnętrzna D_z = 445[mm] Średnica otworu d₀= 22[mm] Liczba otworów n= 12 Gwint śruby M20

Dennica górna

Króciec wlotowy

d_w=200[mm]

Kołnierze

Średnica zewnętrzna D_z = 340[mm]

Średnica otworu d₀ = 22[mm]

Liczba otworów n = 8

Gwint śruby M20

Dennica dolna

d_wyl=300[mm]

Kołnierze

Średnica zewnętrzna D_z = 445[mm]

Średnica otworu d₀= 22[mm]

Liczba otworów n= 12

Gwint śruby M20

Literatura:

Skrypty uczelniane. „Materiały pomocnicze do ćwiczeń i projektów z inżynierii chemicznej.” Praca zbiorowa pod red. Jana Bandrowskiego. Gliwice 2000
J. Pikoń. „Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej cz. 2” Dział wydawnictw Politechniki Śląskiej. Gliwice 1973

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
6
6
6
6
6
STR6 7
Ergonomia i?zpieczenstwo pracy wyklad 6 11 2009
str6 g
Akumulator do IHC?6?5?6XL4655564655
str6 7
6
6
6
6
6
(6)
6
6
6

więcej podobnych podstron

6

Spis treści

TEMAT PROJEKTU:

ZESTAWIENIE DANYCH:

WYMIARY ZBIORNIKA

DOBÓR MIESZADŁA

Odległość mieszadła od dna

OBLICZANIE MOCY MIESZADŁA

Współczynnik k

Szybkość mieszadła ω

Liczba obrotów n

Liczba Reynoldsa mieszania

Moc mieszania

Moc na wale

Moc silnika

Obliczamy moc utraconą N0

Obliczamy moc silnika

OBLICZANIE WYTRZYMAŁOŚCI WAŁU

Warunek na dopuszczalne naprężenia skręcające

Moment skręcający wału

Współczynnik ks

Warunek na dopuszczalne skręcenie

Warunek na dopuszczalny kąt skręcenia

Moment bezwładności biegunowy przekroju wału

Kąt dopuszczalnego skręcenia

OBLICZANIE SPRAWDZAJĄCE WAŁ NA DRGANIA GIĘTE

Prędkość obrotowa wału

Długość wału

Masa wału

Jednostkowa masa wału

Dobór współczynnika α

Moment bezwładności I

Prędkość krytyczna ωkr

Stała bezwymiarowa A

Warunek dla mieszadła turbinowego

Grubość ścianek zbiornika i dennic

Część cylindryczna

Ciśnienie obliczeniowe

Naprężenia dopuszczalne

Naddatki

Grubość ścianki części cylindrycznej

Dennice

Dobór króćców

Dennica dolna

Współczynnik yw

Naprężenia dopuszczalne

Ciśnienie obliczeniowe

Grubość ścianki dennicy

Dennica górna

Współczynnik yw

Naprężenia dopuszczalne

Grubość ścianki dennicy

Dobór kołnierzy

Dennica górna

Dennica dolna

Obliczamy moc utraconą N₀

Współczynnik k_s

Prędkość krytyczna ω_kr

Współczynnik y_w

Współczynnik y_w