Монжус - химический аппарат

KR_PZ_IP_296_Isareva_A_I.docx

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
(технический университет)»
Направление подготовки
03.01 (химическая технология)
Химическая технология органических веществ
Химической и биотехнологии
Инженерного проектирования
Оценка за курсовую работу
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ЗАДАНИЕ НАКУРСОВУЮ РАБОТУ
Направление подготовки:
Химическая технология органических веществ 18.03.01
Студент: Исарева Алёна
Исходные данные к работе:
Техническое задание на разработку химического аппарата
Попова Г.Н. Машиностроительное черчение: СправочникГ.Н.Попова С.Ю. Алексеев. -5-е изд.- СПб.: Политехника 2008. -474с.
Соколов Р.Б. Алгоритм поиска проектных решений при разработке конструкций химических аппаратов: Метод.указ. Р.Б. Соколов А.К. 4.Волков. – 2-е изд.-СПбГТИ(ТУ). – СПб. 1998. – 42 с.
Соколов Р.Б. Конструирование химической аппаратуры: учеб.пособ. Р.Б. Соколов А.К. Волков.-ЛТИ. – Ленинград 1981. – 84 с.
Булина Е. Н. Выполнение чертежа общего вида химического аппарата на стадии технического проекта: учебное пособие Е. Н. Булина Е. А. Пономаренко. – СПб.: СПбГТИ (ТУ) 2018. – 70 с.
Булина Е. Н. Оформление пояснительной записки при выполнении чертежа химического аппарата на стадии технического проекта: учебное пособие Е. Н. Булина А. В. Ермолаев Е. А. Пономаренко. – СПб.: СПбГТИ (ТУ) 2018. – 95 с
Попова Г. Н. Машиностроительное черчение: справочник. – 6-е изд. перераб. и доп. Г. Н. Попова С. Ю. Алексеев А. Б. Яковлев. – СПб.: Политехника 2013. – 484 с.
Коган В. Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. В. Б. Коган. – Л.: Химия 1977. – 592 с.
Чертеж ВО химического аппарата
(подпись дата) (инициалы фамилия)
должность (подпись дата) (инициалы фамилия)
Аналитический обзор 6
Проектирование аппарата 8
1 .Выбор материалов 8
2 .Обечайка корпуса 8
4 .Фланцы обечайки корпуса 9
5. Прокладки фланцевых соединений 10
6. Опоры аппарата 10
Расчет массы аппарата 13
Список использованной литературы .15
Необходимо спроектировать стальной горизонтальный монжус предназначенный для хранения бензола с последующей транспортировкой его из аппарата нагнетаемым в монжус воздухом. Выполнить чертеж общего вида аппарата на стадии технического проекта.
Цель: разработать типовую конструкцию монжуса подобрать стандарты изготовления основных элементов аппарата и конструкционные материалы.
Монжус – это устройство которое служит для хранения транспортирования и передавливания накопленной в нём жидкости с помощью сжатого воздуха.
Техническое задание
На рисунке дано схематическое изображение монжуса.
Техническая характеристика аппарата
Номинальная емкость монжуса V=8 м
Рабочее давление p=0.4 Мпа
Температура в монжусе t=20°
Внутренний диаметр монжуса Dв=1800 мм
Длина цилиндрической части l=2500 мм
Внутренний диаметр люка dв=500 мм
Условный проход штуцера подачи сжатого воздуха dy1=50 мм
Условный проход трубы передавливания dy2=80 мм
Условный проход штуцера для ввода трубы передавливания dy3=100мм
Условный проход штуцера для спуска остатка dy4=150 м
Устройство аппарата
Горизонтальный монжус представляет собой совокупность сварных сборочных единиц из которых основными являются корпус 1 крышка люка 2 и труба передавливания 3. Корпус 1 состоит из цилиндрической обечайки к торцам которой приварены днища. Обечайка снабжена штуцером для ввода в монжус сжатого воздуха люком с герметично закрываемой крышкой 2 и штуцером для ввода в аппарат и крепления к нему передавливания 3 расположенной в верхней части корпуса 1. Обечайка имеет также штуцер для слива из монжуса оставшегося бензола к которому присоединяется заглушка. Аппарат устанавливается на двух опорах скрепленных с обечайкой. Крышка люка 2 состоит из днища к которому приварены фланец и две ручки. Труба передавливания 3 снабжена двумя фланцами один из которых служит для крепления се к штуцеру в обечайке. Место размещения его на трубе обусловлено требованием транспортирования содержимого аппарата по трубе передавливания 3 максимального количества бензола находящегося в монжусе.
Дополнительные указания
Фланцевое соединение крышки люка с корпусом осуществить с помощью болтов.
Фланцевое соединение трубы передавливания со штуцером в обечайке осуществить с помощью шпилек.
Принцип действия аппарата
В заполненный бензолом монжус через штуцер в обечайке нагнетается воздух под давлением 04 MПa. После опоражнивания монжуса нагнетание воздуха в аппарат прекращается давление в нем становится равным атмосферному и монжус снова заполняется бензолом.
Проектирование аппарата
Материалом для изготовления обечайки днища фланцев трубных решеток штуцеров а также труб и других деталей химических аппаратов работающих с неагрессивными средствами в соответствии с давлением в аппарате 04МПа температуре внутри монжуса 20° С и характером обрабатываемой среды (бензол) была выбрана сталь ВСт3кп2 ГОСТ 380-71
Материал прокладок – ПМБ ГОСТ 7338-77.
Внутренний диаметр DB и толщина стенки S стальной обечайки выполняемой из листового проката согласно ГОСТ 9617-76 представлены в таблице 1.
Рис.1 – Конструкция обечайки корпуса
Таблица 1 – Параметры обечайки корпуса
Согласно технологическим требованиям днище корпуса – сферическое.
Толщина днища корпуса s = 10 мм так как она должна быть не менее толщины стенки цилиндрической вальцованной обечайки аппарата.
Рис. 2 – Конструкция днища корпуса
Таблица 2 – Параметры днища корпуса
4. Фланцы обечайки корпуса
Конструкция и размер плоских стальных приварных фланцев с соединительным выступом для обечаек аппаратов работающих под давлением до 16 МПа (16 кгсм²) согласно ГОСТ 28759.2-90 приведены на рисунке 3 и в таблице 3.
Рис.3 – Конструкция фланца обечайки корпуса
Таблица 3 – Параметры фланцев обечайки корпуса
5. Прокладки фланцевых соединений
Конструкция и размеры неметаллических прокладок для фланцевых соединений аппаратов работающих под давлением до 63 МПа (63 кгсм2) согласно ГОСТ 26-430-79 представлены на рисунке 4 и в таблице 4.
Рис. 4 – Конструкция неметаллической прокладки
Таблица 4 – Размеры конструкции неметаллических прокладок
Опоры вертикального аппарата выбраны согласно ГОСТ 26-665-79. Конструкция и параметры представлены на рисунке 5. Монжус может быть установлен с помощью двух нижних седловых опор. Расстояние между опорами 1402 (половина длины корпуса 2960 мм). Размер опор определяется расчётами исходя из Dв = 1800 мм корпус диаметр отверстий фундаментных болтов М36 do = 42.
Рис. 8 – Конструкция опор аппарата
L = 0.87*Dв = 1566 мм.
L1 = L + 40 = 1606 мм. l = 0.78*L=122148 мм
В аппарате 3 штуцера:
для подвода сжатого воздуха
для слива остающегося в нём бензола
штуцер вывода бензола для трубы передавливания.
Штуцеры выбраны согласно АТК 24.218.06-90 «Штуцера для сосудов и аппаратов стальных сварных» и согласно характеристикам аппарата имеют следующую конструкцию:
Рис. 5 – Конструкция фланцевых штуцеров Параметры стальных труб приведены в таблице 5.
Условный проход dу мм
Расчёт массы химического аппарата
Масса корпуса аппарата:
М[об] + М[фл] + М [об] = L[об] * M[об] = 2.5 м * 446 кг = 1115 кг – найдена масса корпуса.
L[об] – длина обечайки M[об] - масса погонного метра.
М [дн] = 2* М[дн.пм] = 2* 215.3 кг = 430.6 кг – найдена масса днищ.
М[дн.пм] – масса погонного метра сферического днища.
М [фл] = М [фл.в.] + М [фл.тр.п] + М2[фл.тр.п.] + М[фл.ост] = 1.33 + 2.44 + 2.85 + 4.63 = 11.25 – найдена масса четырёх фланцев.
М [тр. п.] = L[тр.п.] * M [тр.п.] = 1.12 м * 11.33 кг = 12.69 кг – найдена масса трубы передавливания.
М [корпуса] = М[об]+М[дн]+М[ф]+М[тф] = 1635 кг
М [кр] = М[фл] + М[р] + М[3] = 1.33 кг + (*ρ* d^2 рук (Lрук – H рук)4) + (n*ρ* * D2^2 * 00154) = 1.33 + (3.14*7800*0.001*(0.328-0.090)4) + (2* 7800 * 3.14 * 0.52^2 * 000375) = 37.47 кг – найдена масса крышки люка.
М[зг] = М [фл] + М[д] = 0.00463 + (h * ρ * * D2^2 4) = 0.00463 + (20*7800*3.14* 00252814) = 30.1014 – найдена масса заглушки.
М[аппарата] = 4372 кг
М[бенз] = p[бенз] * V[бенз] = 879 кгм^3 * 8 м^3 = 7032 кг
М[аппарата с бензолом] = 4372 кг + 7032 кг = 11404 кг
Изображение устройства было выполнено на листе формата А1 с учетом всех технических характеристик и требований таким образом оно готово к изготовлению или практическому использованию.
Попова Г.Н. Машиностроительное черчение: Справочник Г.Н.Попова С.Ю. Алексеев.-5-е изд.- СПб.: Политехника 2008.-474с.
Елкин В.В. Инженерная графика: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений В.В. Елкин В.Т. Тозик. – М.: Издательский центр «Академия» 2009. – 304с.
Соколов Р.Б. Алгоритм поиска проектных решений при разработке конструкций химических аппаратов: Метод.указ. Р.Б. Соколов А.К.Волков.
– 2-е изд.-СПбГТИ(ТУ). – СПб. 1998. – 42 с.
Соколов Р.Б. Конструирование химической аппаратуры: учеб.пособ.Р.Б. Соколов А.К. Волков.-ЛТИ. – Ленинград 1981. – 84с.

KR_IP_296_Isareva_A_I (1).cdw

Обозначение штуцеров
Наименование штуцеров
Ввод сжатого воздуха
Техническая характеристика.
Номинальная емкость монжуса V=8 м
Рабочее давление p=0.4 Мпа
Температура в монжусе t=20
Внутренний диаметр монжуса D
Длина цилиндрической части l=2500 мм
Внутренний диаметр люка d
Условный проход штуцера подачи сжатого воздуха d
Условный проход трубы передавливания d
Условный проход штуцера для ввода трубы передавливания d
Условный проход штуцера для спуска остатка d
Болт М16х75.58 ГОСТ 7798-87
Болт М20х90.58 ГОСТ 7798-87
Гайка М16.4 ГОСТ 5915-87
Гайка М20.4 ГОСТ 5915-87
Шайба 16.01 ГОСТ 18123-87
Шайба 20.01 ГОСТ 18123-87
Шпилька М16х65.58 ГОСТ 22034-87
Вновь разрабатываемые изделия
Труба передавливания
Фторопласт-4 ГОСТ 10007-72