Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Емкостной реактор с мешалкой.





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

1.

1 – привод; 2 – корпус; 3 – мешалка; 4 – рубашка.

Химические реакторы являются одними из самых важных и распространенных аппаратов химической технологии. Именно в них в результате химических превращений из исходного сырья получают необходимые продукты. Эти реакторы представляют собой сосуды, снабженные перемешивающим устройством. Если процесс сопровождается значительным тепловым эффектом, реакторы снабжают теплообменным устройством: рубашкой, внутр. змеевиками, внешн. теплообменниками. Мешалки м.б.: лопастные, пропеллерные, турбинные и т.д.Такие аппараты обычно устанавливают или на стойках (если внизу помещения) или на подвесных лапах, когда аппарат размещают между перекрытиями в помещении или на спец-х стальных конструкциях. Число лап д.б. не менее двух, стоек –не менее трех.

На конструкцию реакторов влияет ряд факторов: вид реакции (реагенты), влияние темпер-ры и давл., агрегатное состояние реагентов, способ перемешивания, тепловой эффект реакции.

Реакторы м.б. непрерывно или периодически действующими.

Если непрерывно – непрерывно подаются реагенты и выводится смесь гот.продуктов.

Если периодически – единовременно загружаются реагенты, в течение некоторого времени протекает реакция, после чего реакционная смесь выгружается.

Здесь есть проблема пеногашения – ставят сверху доп. пеногас-ль, устон-т лопастную мешалку сверху.

2. 1) В зависимости от назначения процесса перемешивания, вязкости среды (m ) и ее фазового состояния выбирают тип перемешивающего устройства и его окружную скорость w (м/с). 2) Зная диаметр аппарата D, определяют диаметр мешалки dм3. 3) По типу и диаметру dм перемешивающего устройства определяют частоту вращения n(об/с) по таблицам. 4) Определяют мощность (Вт), необходимую для перемешивания. 5) Рассчитывают номинальную мощность (Вт) на валу электродвигателя. 6) По значению мощности N и угловой скорости w с учетом конструкции аппарата выбирают тип и размеры нормализованного привода. 7) Рассчитывают диаметр вала (м) перемешивающего устройства. 8) Проверяют мешалку на прочность в опасном сечении из условия работы ее на изгиб

3.Объем р-ров (при задан.произв-ти, G,кг/ч)

,где: коэф. заполнен.аппарата(0,3-0,95) ;

Z – коэф. Запа са(0-0,3)

- время цикла(для пер-го) и вр. прибыв-я(для непр-го )

n – число реакторов (3-4)

- для непрер-го;

- для период-го.

Произв-ть по сух.массе (кг/ч) для непр-го р-ра:

где: V - объем жидкой фазы в реакторе, D – скорость разбавления, 1/ч, D=1/T; T – время одного оборота аппарата, y - экономический коэффициент, S - концентрация субстрата в приточной питательной среде, S – концентрация субстрата в культуральной жидкости.

4.существующие формулы для расчета мощности мешалок еще недостаточно совершенны; в них не учитывается расход энергии, связанный с шероховатостью стенок и наличием дополнительных устройств в аппарате (змеевиков, гильз, перегородок и т. д.).

Как показывает практика работы конструкторских бюро ряда крупных заводов, для правильного выбора электродвигателя мощность, подсчитанную по формуле для рабочей мощности, в подавляющем большинстве случаев приходится увеличивать в 1,5-2 раза и более. Примерно во столько же раз пусковая мощность превышает рабочую. Принимая это во внимание, мощность, необходимую для нормальной работы мешалки, лучше рассчитывать по формулам, полученным для пускового периода.

5.Механическое перемешивание жидкостей осуществляют лопастными, пропеллерными, турбинными и специальными мешалками.

Лопастные мешалки применяют для перемешивания жидкостей с небольшой вязкостью [до 0,01 кг/(м/с)], растворения и суспендирования твердых веществ с малым удельным весом, а также для грубого смешения жидкостей вязкостью меньше 2 кг/(м/с). Эти мешалки не пригодны для быстрого растворения, тонкого диспергирования и получения суспензий, содержащих твердую фазу с большим удельным весом.

Пропеллерные мешалки применяют для интенсивного перемешивания маловязких жидкостей, взмучивани осадков, содержащих до 10% твердой фазы с размерами частиц до 0,15 мм, а также для приготовления суспензий и эмульсий. Пропеллерные мешалки не пригодны для совершенного смешивания жидкостей значительной вязкости [более 0,06 кг/(м/с)] или жидкостей, включающих твердую фазу большого удельного веса.

Турбинные мешалки применяют для интенсивного перемешивания и смешения жидкостей с вязкостью до 1,0 кг/(м/с) для мешалок открытого типа и до 5,0 кг/(м /с) для мешалок закрытого типа; для тонкого диспергировання, быстрого растворения или выделения осадков в больших объемах (5—6 м3 ).

Эти мешалки используют для взмучивания осадков в жидкостях, содержащих до 60% твердой фазы (мешалки открытого типа) и более (мешалки закрытого типа); причем максимальные размеры твердых частиц до 1,5 мм для мешалок открытого типа и до 2,5 мм для мешалок закрытого типа.

Специальные мешалки применяют в случаях, когда непригодны лопастные, пропеллерные и турбинные. Так, для перемешивания очень вязких жидкостей и пастообразных материалов используют так называемые ленточные мешалки, которые при вращении очищают стенки реактора от налипающей реакционной массы. Для проведения реакций между газом и жидкостью применяют мешалки барабанного типа с лопастным барабаном, имеющим форму беличьего колеса, и другие конструкции.

6.

7.При выборе конструкц-го материала осн. критерием явл-ся его химическая и коррозионная стойкость в заданной среде. Обычно выбирают материал абсолютно или достаточно стойкий в среде при ее рабочих параметрах и к расчетным толщинам добавляют на коррозию соотв-щте прибавки в зависимости от срока службы аппарата. Другим критерием при выборе материала является расчетная температура стенок аппарата. При этом следует иметь в виду, что прочностные свойства всех металлов и сплавов, как правило, с возрастанием темп-ры понижаются, а с уменьшением – повышаются. Однако у углеродистых, конструкционных и легированных сталей с понижением темп-ры сильно снижается и ударная вязкость, что делает невозможным применение при низких темп-рах этих сталей из-за их хрупкости. Т.о., выбор материала должен производиться из его коррозионной стойкости в заданной среде и рабочих условий (давления и темп-ры стенки – расчетной и минимально возможной отрицательной). Наиболее часто для изготовления корпуса аппарата применяется хромистая коррозионная сталь аустенитного класса 12Х18Н10Т. Она хорошо сваривается, обладает повышенной жаропрочность, коррозионностойкостьюв многих средах, имеет среднюю активность. Наиболее дешевая. Для изготовления рубашки (менее ответственная деталь) углеродистая сталь ВСт3кп2. Регламентируется по мех.хар-кам и хим. составу. Она хорошо штампуется в холодном состоянии, т.к. она мягкая по сравнению с спокойной и полуспокойной. Дешевая.

Материал деталей опор выбирается из условий эксплуатации. Накладной лист приваривается к корпусу аппарата сплошным швом. Если опоры выполнены из углеродистой стали, а аппарат- из коррозионностойкой стали, накладные листы должны выполнятся из стали той же марки, что и корпус аппарата.

8. Использование высокотемпературного теплоносителя связано с целым рядом проблем. К ним относятся высокая стоимость и относительная дефицитность – насосов, арматуры. Требуется подпитка системы циркуляции свежим дорогостоящим теплоносителем. Кроме того, в аппаратах с рубашками для обеспечения эффективного нагрева жидким теплоносителем требуются или большие расходы теплоносителя или рубашки сложной конструкции с оребрением либо из полутруб для создания высоких скоростей движения греющей среды. Такие аппараты дороги, а при периодическом ведении процесса в месте присоединения полутруб к корпусу возникают значительные температуры напряжения. Обычно гарантируется не более 1000-1200 циклов нагрев-охлаждение. Также к недостаткам относятся высокая инерционность системы, что исключает ее использование в случае необходимости быстрого прерывания процесса. Имеются ограничения по использованию в пищевой промышленности.

Учитывая изложенное, наиболее предпочтительны реакторы с электроиндукционной системой обогрева.

Преимущества аппаратов с индукционным нагревом: универсальность; безинерционность; высокая удельная теплопередача и равномерная тепловая нагрузка за счет образования тепла непосредственно в стенке аппарата; высокий к.п.д.; очень точное регулирование температуры синтеза легкая автоматизация; минимальная потребность в производственных площадях; возможность установки под навесом на открытых эстакадах; высокая безопасность эксплуатации и большой срок службы; простота обслуживания; экономичность.

9.К сосудам, раб-щим под наруж. давл-ем отн-ся сосуды, раб-щие под вакуумом и сосуды с рубашками.

Аппарат рассчитывается на прочность от действия наружн. и внутр. давлений. Давление в рубашке будет наружн. давл. для корпуса. От действия наружн. давл-я в осн. Ме появл-ся напр-я и раст-я, и сжатия.Т.к. сжатие разрушает Ме быстрее, чем раст-е, то расчет на наружн. напр-е обязательно произв-ть даже при равенстве давл-й в корпусе и в рубашке.

Раб.давл-е: , n=2,4 – коэф. запаса уст-ти

[σ] – допускаемое напряжение материала определяют по формуле:

nв=2,4 – коэф. запаса прочности по временному сопротивлению разрыву.

Толщины стенок цилиндр.части сосуда, крышки и днища рассч-ся по отд-ти от действия наруж. и внутр. давл-я с учетом своих особенностей (сварн. швы, наличие отверстий, форма и т. д.). Сосуды, раб-щие под наруж. давл. укрепл-т ребрами жестк-ти для увел-ния жестк-ти.

По внутреннему давлению толщина стенки корпуса: , где p – расч. внутренне давление, МПа; D – внутр. диаметр, м; φp – коэф-т прочности продольного сварного шва. К расчетной толщине добавляется технологическая прибавка, прибавка на коррозию: s ≥ sR + с. Потом толщина стенки проверяется на допускаемое внутренне избыточное давление: .

От внешнего давления:

Коэффициент определяется по номограмме

;

- допустимое давление из условия прочности

- допустимое давление из условия устойчивости

10.Наиболее изнашивающейся деталью является вал мешалки. Дефекты: разбит шпоночный паз, прогиб вала, износ вала а обл. посадки под подшипник. Восстан-е шпон. паза – наплавка и мех. обработка (чернов. и чистов. точение); правка вала – на призмах с пом. пресса; восстан-е изношенной пов-ти – наплавка и мех. обр-ка. А также производится ремонт и замена изношенных деталей (подшипников и подпятников, узла крепления перем-го устр-ва, жестких полумуфт, торц. уплотн-й, замена при необ-ти сопла, штуцеров подвода пара и продукта, ремонт корпуса аппарата, ревизия шпонок и пазов шестерен, замена подшипн-в редуктора, подварка дефектных швов перем-го устр-ва).

Основными усл-ми по обеспечению безаварийной работы обор-ния явл-ся правильн. установка, эксплуатация и своевр-ное проведение планово-предупред. ремонта. К ремонту оборуд-я приступают после его очистки, промывки и отключения от коммуникаций. Обор-ние, в кот. произв-сь обр-ка агрессивных или вредных для здоровья веществ передается в ремонт только после нейтрализации. После ремонта оборуд-е сдают в эксплуатацию предварительно проверив его на холостом ходу. Для обеспечения безопасности труда в промышленности в ряде случаев применяют индив. средства защиты ( спецодежда, спец. обувь,защитные очки, защ. рукавицы и мази). Рабочие места д.б. хорошо освещены, в местах пост-го обслуж. и между рядами установл-го обор-ния д.б. проходы не менее 2м, а для обор-я и приборов, треб-щих период-го осмотра – не менее 0,8м.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.