p>? накл=0,086 ·=0,08
Коефіцієнт теплопередачі від стінки днищаапарату до киплячого розчину:
? 2=3,25 · q0,75, Вт/м20С,
? 2=3,25 · 638050,75=13047 Вт/м20С.
Коефіцієнт теплопередачі від гріючої пари до киплячого розчину з урахуванням забруднень стінки апарату:
К =? 0 (),
де? 0 - коефіцієнт, що враховує забруднення стінок апарату;
?,?- Товщина стінки і коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки апарату
К=0,95 ()=0,082 Вт/м0С.
Площа поверхні теплопередачі
F=Qг.п./К (tк. -tн), м2,
=5,36851/0,082 (110 - 68)=1,6 м2.
Площа поверхні теплопередачі (F1) на 1 м3 корисної місткості апарату
F1=F/Vп, м2/м3,
1=1,6/6,5=0,25 м3
Витрата що гріє пара
г.п. =Qг.п./г · r, кг/год
Де х (0,9 ... 0,95) ступінь сухості пара
Dг.п. =5368,51/0,92 · 1,2=4862 кг/год.
.4 Енергетичний розрахунок
Знаходимо діаметр мішалки
Dм=Дв/2,6=2,500/2,6=961 мм
Округляем
Dм=1000 мм
Приймаємо
Щільність переміли середовища? с=1200 кг/м3
? =3 м/c швидкість обертання
Знаходимо частоту обертання мішалки
n =?/? Dм
=3 /? 1,3=0,7 с - 1
Знаходимо розрахункову потужність
Nм=Кn? з n3 Dм3
Де Dм - діаметр мішалки; ? з - щільність переміли середовища;
n - частота обертання мішалки; Кn - критерій потужності.
Щоб знайти Кn - критерій потужності треба визначити критерій Рейнольдса
Rе =? з n Dм2 /? з
? с=0,5 - коефіцієнт в'язкості
Rе=1200 · 0,7 · 12/0,5=+6084
За графіком знаходимо Кn
Nм=2,05 · +1200 · 0,73 · 13=843 Вт
Знайдену розрахунком потужність необхідно збільшити, щоб врахувати вплив різних опорів. Орієнтовані значення поправочних коефіцієнтів наступні:
гільза для термометра - 1,1;
труба для спуску сусла - 1,2;
поправка на шорсткість стінок котла - 1,1.
Тому встановлену потужність рекомендується визначати:
Nуст=1,5 · N/n, кВт
де n - коефіцієнт запасу потужності, (n=0,5 ... 0,75) [7]
Nуст=1,5 · 843/0,6=2107,5 Вт=2,1 кВт.
.5 Конструктивний розрахунок
Повний обсяг апарату складається з обсягу циліндричної частини та обсягу днища:
V=0,785 D2 · H + 1,047 h2 (3R - h),
Де D - внутрішній діаметр корпусу; Н - висота циліндричної частини; h - висота днища; R=D=2500мм, h=0,25 D=0,625 м.
V=0,785 · 2,52 · 1,2 + 1,047 · 0,625 2 (3 · 2,5 - 0,625)=8,7 м3.
.6 Механічний розрахунок
.6.1 Товщина стінок
Розрахункова товщина циліндричної обичайки корпусу:
а) при дії внутрішнього тиску
б) при дії зовнішнього тиску (наближено)
К2D10-2=0,52 · 2 500 · 10-2=13
р.н=max=13 мм
, 1 рн.рD/(2 [?])=1,1 · 0,4 · 2500/(2 · 154)=3,5 мм
де рн.р=рр.р=0,4 МПа; К2=0,52 - по номограмі при
К1=
Де nу - коефіцієнт стійкості nу=2,4
Е - модуль пружності Е=1,86 · 105
К1== 2,15.
К3=
К3== 0,48.
Виконавча товщина стінки циліндричної обичайки корпусу в першому наближенні
gt; max (sр; sр.н) + с=max (13; 3,5) + 1,2=14,2 мм.
Приймаємо найбільшу стандартне значення S=15 мм.
Так як обичайка корпусу при наявності тиску в сорочці і відсутності тиску всередині апарату працює під спільною дією зовнішнього тиску рн.р і осьового стискаючого зусилля F, то має виконуватися умова стійкості
+ 1.
Осьове стискуюче зусилля - це зусилля притиснення днища до обичайки тиском в сорочці, яке може бути розраховане (нехтуючи силою тяжіння днища і його зв'язком з сорочкою) наступним чином:
F? 0,25? (D + 2s) 2 рн.р=0,25 · 3,14 (2,5 + 2 · 0,015) 2 0,4=1,98 МН.
допускаються зовнішнє тиск:
З умови міцності
[рн]? =2 [?] (S-c)/(D + s-c)
[рн]? =2 · 154 (15-1,2)/(2500 + 15-1,2)=1,7 МПа;
[рн] Е=
[рн] Е== 0,65 МПа
[рн]=
[рн]== 0,61 МПа
Допустиме осьове стискальне зусилля:
З умови міцності
[F]? =? (D + s-c) (s-c) [?]
[F]? =3,14 (2,5 + 0,015-0,0012) (0,015-0,0012) 154=16,7 МН;
[F] Е=
[F] Е== 25,25 МН;
з урахуванням обох умов
[F]=
[F]== 13,91 МН
Умова стійкості обичайки корпусу виконується:
+? 1, 0,798? 1
.6.2 Допустиме внутрішній тиск на обечайку корпусу
[р]=