Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata. poziția corpurilor, mișcare mecanică, tehnica, proiecte tehnologice, statica, cinematica, dinamica

Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Tehnica mecanica

Tehnica mecanica


Index » inginerie » Tehnica mecanica
Recipient sub presiune cu dispozitiv de amestecare


Recipient sub presiune cu dispozitiv de amestecare


Recipient sub presiune cu dispozitiv de amestecare

Sa se proiecteze un recipient sub presiune cilindric vertical in constructie sudata, cu manta de incalzire prevazut cu dispozitiv de amestecare, care are urmatoarele caracteristici:

Dn[mm]=1200=1,2m

=2

Pn[MPa]=0,5

Tag[C]=100

[C]=60

φ[%]=60

μ[Pas]=20

GRC=1

φ am[kg/m3]=1700

Dn-diametru nominal

-inaltimea relative a parti cilindrice

Pn- presiunea nominala

Tag- presiunea nominala

Tn- temperatura de lucru

ψ- coeficient de umplere

Recipientul va fi folosit pentru amestecare a doua lichide iar amestecul rezultat dupa omogenizare are urmatoarele proprietati:

μ[Pas]=20

GRC=1

φ am[kg/m3]=1700

μ- vascozitate dinamica

GRC-gradul de coroziune

φ am-densitate amestec

Timpul de functionare al recipientului este de 10 ani.

La alegerea solutiei constructive se va avea in vedere ca lichidul este netoxic, neletal,si neexploziv.

Incalzirea recipientului se va face cu abur saturat sau difil.

Recipientul va fi dotat cu urmatoarele racorduri:

-umplere;

-golire:

-aerisire;

-manometru;

-termometru;

-intrare si iesire agent termic;

-evacuare condens;

-gaura de vizitare;

Capacul recipientului va fi de tip semielipsoidal,demontabil,asamblat de corpul recipientului prin flanse stranse prin suruburi.

Fundul recipientului va fi semielipsoidal sudat de corpul recipientului.

Recipientul va fi montat pe suporti laterali sau de fund.Materialul din care este construit recipientul este otel-carbon sau otel inoxidabil

CUPRINSUL PROIECTULUI

  1. Memoriu justificativ de calcul:

  1. Descrierea unui recipient cu amestecator(schita)
  2. stabilirea geometriei recipientului si a "h" de lichid in recipient (schita A4 la scara).
  3. proiectarea corpului recipientului:

3.1.             alegerea materialului si determinarea tensiunilor admisibile pentru materialele adoptate.

3.2.             calculul de dimensionare a virolei cilindrice a capacului si fundului recipientului solicitate la presiune interioara.

3.3.             alegerea agentului termic si stabilirea presiunii acestuia.

3.4.             verificarea grosimii virolei cilindrice a capacului si a fundului recipientului solicitat la presiunea exterioara si stabilirea grosimii finale.

  1. calculul de rezistenta pentru sistemul de incalzire (manta).
  2. alegerea flansei dintre capac si corpul recipientului.
  3. alegerea racordurilor si compensarea orificiilor (acolo unde este cazul).
  4. proiectarea dispozitivelor de amestecare: alegerea amestecatorului (tip si dimensiuni, amplasare in recipient).

7.1.             calculul puterii necesare amestecarii.

7.2.             calculul puterii instalate si alegerea motorului pentru actionare.

7.3.             alegerea materialului de constructie pentru arboreal amestecatoruluisi stabilirea tesnsiunilor admisibile ale acestuia.

7.4.             predimensionarea arborelui la torsiune.

7.5.             trasarea diagramei de putere si a diagramei momentelor de torsiune.

7.6.             stabilirea geometriei arborelui (schita A4 la scara).

7.7.             verificarea arborelui la solicitari compuse (schita A4).

7.8.             alegerea rulmentilor.

7.9.             alegerea cuplajului dintre motor si arbore.

  1. alegerea sistemului de rezemare.

8.1.             calculul greutatii recipientului.

8.2.             stabilirea sistemului de rezemare.

  1. calculul ecuatiilor pentru utilajul proiectat.

  1. Partea grafica:

Desenul de ansamblu al utilajului care contine sectiunea principala verticala so vedere de sus , cu detalii flansa si un record:

C. Bibliografie

--V.V. Jinescu-"Utilaj tehnologic pentru industrii de process"

Vol.1,2,3,4.-Ed. Tehnica,Buc 1983,1988,1989

--V.V. Jinescu,C.D. Taca,M. Paunescu-"Elemente constructive pentru dispozitive de amestecare"

Stabilirea Geometriei Recipientului si a Inaltimii Lichidului in Recipient

Orice utilaj sau componenta a unui utilaj care este supusa presiunii in

timpul functionarii face parte din categoria utilajelor tip recipient.

Recipientul sub presiune este un invelis dintr-un anumit material care contine un

fluid la o anumita presiune in conditii sigure de rezistenta,rigiditate si etanseitate.

Rezervoarele servesc la depozitarea substantelor fluide(lichide si gaze) si a substantelor pulberulente sau granulare.

In functie de destinatia lor,rezervoarele sunt:

-cilindrice(verticale,orizontale)

-sferice

-prismatice

Rezervoarele cilindrice se realizeaza cu fund plat,conic,convex(sferic sau elipsoidal),concav(sferic sau elipsoidal).

Volumul total:

; unde hc=40..100mm;

a=0,5Dn;

b=0,25Dn;

Coeficientul de umplere φ → Volumul util:

→Vu= φ.Vt (1)

Vu= (2)

Din (1) si (2) → Calculul inaltimii cilindrice umplute cu lichid:

→ Hlichid=

=0,25.Dn

Alegem hc=50mm=0.05m

=2 (3)

Dn[mm]=1200=1,2m (4)

→ a=0.5Dn=0.6m;

→ b=0.25Dn=0.3m;

Din (3) si (4) → H=2.4 m

3.279822

→ Vu=

Vu= (5)

Dar Vu= φ.Vt (1) → 1.9678932 (6)

Din (5) si (6) →196.78932=

→Hlc=1.7345

Calculul inaltimii totale a lichidului din vas:

Ht=H+2.hc+Hf+Hc

Ht=2.4+2.0.05+0.3+0.3

Ht=3.1

 

Calculul presiunii totale:

 

Pc-presiunea de calcul

Ph-presiunea hidrostatica

pn-presiunea nominala

pc=pn+ph

[MPa]

Numai in cazul in care se ia in calcul.

In caz contrar rezulta pc=pn

Ph=0.015 MPa

0.015<0.03

=>pc=pn=0.6MPa

3. Proiectarea Corpului Materialului

3.1 Alegerea Materialului si Determinarea Tensiunilor Admisibile Pentru Materialele Adoptate

Scara rezistentei la coroziune:

Grupa de rezistenta

Gradul de rezistenta la coroziune

Viteza decoroziune
Vc mm/cm

 

Perfect rezistente

0

<0,001



Otel inoxidabil

Foarte rezistente

1

0,001-0,005

2

0,005-0,01

Rezistente

3

0,01-0,05

4

0,05-0,1

Cu rezistenta scazuta

5

0,1-0,5


Otel slab aliat sau nealiat

6

0,5-1

Putin rezistente

7

1-5

8

5-10

Nerezistente

9

>10

SR. EN 100628-2

Materialul

Valori reale RPO2 la diferite temperaturi

Modulul de elasticitate E (MPa)

20

50

100

150

200

Rez la Rupere
Rm

P235 GH

235

206

190

180

170

360-460

(1,99-2,12)*105

P265 GH (K 410)

265

234

215

205

195

410-530

(1,99-2,12)*105

P295 GH (K 460)

295

272

250

235

225

460-580

(1,99-2,12)*105

P355 GH (K 510)

355

318

290

270

255

510-650

(1,99-2,12)*105

X7CrAl13

250

240

235

230

225

450

2,13*105

X10Cr13

305

285

275

265

26

550

2,16*105

X2CrNi189

185

165

145

130

118

450

1,86*105

SR EN 13445-3

Am ales otel inoxidabil X7CrAl13 cu Rp0,2/Tag=235

 

 

Calculul tensiunii admisibile a materialului.

τat-tensiunea admisibila a materialului la temperatura Tn.

cr=20;

cc=1.5

Tn=1000

Rm=450N/mm

Rp0,2=241.25N/mm

Pentru recipient:

N/mm2

Pentru manta:

N/mm2

        Agentul termic il reprezinta vaporii difili.

 

 

 

T

P

0C

bar

100

0.006953

110

0.01098

120

0.01687

130

0.0254

140

0.03736

150

0.05394

160

0.0763

170

0.14553

180

0.14553

Acelasi material ales pentru recipient se alege si penru manta:

In formula se va folosi temperatura agentului termic.(Tag=1000C)

Tag=100

Tn=60

50.............240

60.............x

100...........235

----------------------------------------------

100-50.........235-x

100-60.........-5

50............235-x

40............-5

40*235-40*x= -250

→ x= 241.25

Definirea conditiilor de lucru :

In recipient

In manta

Tn=60

Tag=100

P=0,5[MPa]

Pag=0,0006953[MPa]

Rp0,2/Tn=241.25

Rp0,2/Tag=235

Rm=450

Rm=450

Tag=100C → 0,0006953[MPa]

Agentul termic este unul Difil

        Determinarea Adaosului de Coroziune.

 

c=vct

c-adaos coroziune

vc-viteza de coroziune =0.5

t-timpul de functionare =10 ani

c=0.510=5mm /10ani

Pentru ca avem otel inoxidabil X7CrAl13, alegem prin conventie,,0''=> c=0

Coeficientul de rezistenta la imbinari sudate : Z=0,85

ea-grosime standardizata

ea=e+c+ct

e-adaos de coroziune

ct-adaos tehnologic

Invelisuri cilindrice

Grosimea ceruta se calculeaza astfel:

;

l- grosimea materialului

Di=Dn=1,2m

!!! Trebuie calculate si pentru recipient si pentru manta; presiunea pentru manta este egala cu presiunea agentului .

Di,manta=Di+100mm

f= tensiunea admisibila pentru manta

Funduri elipsoidale:

;

R- raza medie a unui fund torosferic (a partii sferice)

;

;

; hi- inaltimea fundului torosferic

hi= si 1,7<k<2,2

Alegem k=2

Conditii de aplicare :

r≤0,2 Di

r≥0,06 Di

r≥2 e (ptr recipient) , unde De=Di+2e

e≤0,08 De

ea≥0,001 De ea=grosimea utila

R≤ De

Grosimi ale tablei standardizate:

4,5,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20,22,25,28,30,32,35,38,40

Grosimea ceruta va fi una din grosimile:

; unde fb=

Calcule:

Invelisuri cilindrice:

-grosime:

 

Grosimea pentru recipient

 

mm

Funduri torosferice.pentru recipient

1.08

Conditii de aplicare :

r≤0,2*1.2→ r≤0.24

r≥0,06*1.2→ r≥0.072

r≥2*e → r≥0.00408

e≤0,08 De→ e≤0.09635

ea≥0,001 De → ea≥0.0012

R≤ De→ R≤ 1,20438

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

fb==155.66

Grosimea cea mai mare este es= → estas=4mm

        Diametrul pentru manta.

Dm=Dn+0.1=1,2+0.1=1,3m

        Grosimea pentru manta.

P=0.0006953MPa

P=presiunea difil

Z=0.85.0.9

Z- coefficient de calitate al sudurii

Z=0.85

Funduri torosferice.pentru recipient

0.323501329

Conditii de aplicare :

r≤0,2*1.3 → r≤0.26

r≥0,06*1.3 → r≥0.078

→r0.00000595

→e0.096

1.2

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

→ Se verifica

fb==160.83

Grosimea cea mai mare este es= → estas=4mm

 

 

Recipient

Manta

Perete

Fund

Perete

Fund

pni=

pn=

pag=

Pag=

Di=

Di=

Di

Di

f(Tn)=

f(Tn)=

f(Tag)=

f(Tag)=

Invelisurile supuse la presiune exterioara :

-pentru invelisurile din otel austenitic:

S=1.5

Lungimea libera:

h"=H= 0,3m

h'=Hcapac=0,25*Di=0,3m

H=H

H=2.4 =L

L=2.4+0.4*0.3+0.4*0.3 è L=2.74

Grosimea cilindrului:

Grosimea unui cilindru nu trebuie sa fie mai mica decat cea determinate conform procedurii urmatoare:

E=2.1105 MPa

a) se alege o valoare ea si se calculeaza Py astfel:

ea=3 mm

b) se calculeaza Pm cu formula urmatoare,cu aceeasi valoare admisa pentru ea:

=0.07

- se deduce din graphic in functie de: =0.07

=

c) se calculeaza Pm/Py si se determina Pr/Py:

èPr=0.959

Mpa

è P>Pr/S ----Nu se verifica

è Alegem ea=5 mm

b) se calculeaza Pm cu formula urmatoare,cu aceeasi valoare admisa pentru ea:

=0.07

- se deduce din graphic in functie de: =0.07

=

c) se calculeaza Pm/Py si se determina Pr/Py:

èPr=0.856

Mpa

è P<Pr/S ---- Se verifica

        Pentru fundul cilindrului:

E=2.1105 MPa

a) se alege o valoare ea si se calculeaza Py astfel:

ea=5mm

b) se calculeaza Pm cu formula urmatoare,cu aceeasi valoare admisa pentru ea:

=0.0002

0.1365

==1.3247

==0.468

=0.00015

c) se calculeaza Pm/Py si se determina Pr/Py:

Pm/Py=0.1655 è Pr=0.073MPa (din fig 85-5->Pr)

P<Pr/S ----Se verifica


R1,R2- diametru eveacuare recipient
R3,R4- diametru eveacuare agent termic

M- manometru

D- dop aerisire

T- termometru

G- gaura de verificare

R165

R265

M 25

R350

R450

Grosime recipient

Diametru manta

Grosime manta

Grosime fund

Recipient

Grosime fund

manta

mm

1.3 m

0.0033 mm

mm

mm

 

Alegerea flansei

 

Se alege o: --->flansa cu gat pentru sudare cu suprafata plana cu umar.

---> materialul este acelasi cu materialul recipientului.

Dupa forma suprafetei de etansare alegem flansa cu gat cu forma PU-cu suprafata de etansare plana cu umar

Proiectarea dispozitivului de amestecare

Alegem amestecator cu brate drepte

da-anvergura amestecatorului

mm

---> h=150 mm

 

Calculul puterii necesare amestecarii

 

w-viteza amestecatorului

w= 2 m/s

--->

Calculam Reynolds:

---> din diagrama de dependenta : Me=f(Re) ---> Me=4

Ne-dependenta numarului Newton de numarul Reynolds necesar pentru calculul puterii de actionare

Ne-se alege din diagrama

[W]

n= rot/min=0.7957rot/s

k-coeficient de siguranta

k=1.1.1.2

k=1.2

Ne=3

=W=1.347KW

kz=numarul de amestecatoare

2 amestecatoare cu 2 brate

Pentru calcule se va folosi mai departe Na'

        Calculul puterii efective.

η=0.75.0.95

η=0.8

NDE-putere necesara frecarii din dispozitivul de etansare

NDE=(0.1.0.2)Na'=0.1 Na'=0.233031 kW

Nef=3.25974kW ] --->

n= ] --->

        Puterea instalata:

Se alege astfel incat Ni> Nef

Se alege tipul motoreductorului:

Motoreductor cu angrenaj cilindric cu 2 trepte:

Turatia motorului

[rot/min]

Turatia la iesire,

[rot/min]

Raportul de transmitere

Puterea motorului

kW

1000

50

20

4;3

Tipul motoreductorului:2N-A

 

Tip

a

b

c

d

e

f

g

i

angrenaj cilindric cu 2 trepte

Masa

[kg]

z

w

H

D

d1

d2

d3

n1

2N-A

50

72

82

55

16

261

142

558

4

20

195

350

300

250

18

4

290

Alegerea materialului de constructie

OLT 35 R -STAS 10382-88

E=2.12*10N/mm

Cr=2.3..2.4=2.4

Cc=3...4=4

=30MPa

dstas=20;25;28;32;40;50;60;70;80;90;100

d=60 mm → d3(fig 94)

 

Diametrul
nominal al
arborelui
mm

Diametrul
treptelor
arborelui
mm
( d3)

Diametrul
nominal al
arborelui
mm

Diametrele
treptelor
arborelui
mm

 



60

55


140

115

50

100


160

45

140

 

Diametrele arborelui:

d3=45

d2=50

d1=55

d=60

d4=55

Alegerea amestecatorului cu brate:

Stabilirea geometriei arborelui

Trasarea diagramei

Ni≥Nef,Na

NF=Ni∙kw

NF=NE=3.8kw

ND=NEkw

NC=ND.kw

NDE=10%∙Na=0.1347 kw

NB=NC-NDE=3.58968 kw

NA= kw

        Verificarea la solicitari compuse a arborelui

Suportul dispozitivului de amestecare

d

L

L1

L2

L3

D

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

H1

60

300

950

300

1685

150

270

308

145

330

370

200

265

350

273

190

H2

H3

H4

H5

H6

s

H

h1

h2

d1

d2

n2

100

210

110

200

180

8

20

12

20

18

14

4

Wnec=

Wnec=21205.75

Mi,ech=

Se alege:

e=

d=

c=

b=Htot -Hl+h1=880+350=1230mm

h1=350mm

F=1273.33N

k=0.75

r=

Mi,F=0

Mi,E=0

Mi,D=RE∙d=2454465 N∙mm

Mi,C=RE∙(d+c)+RD∙c=3918555 N∙mm

Mi,B=RE∙(d+c+b)+RD∙(c+b)=12375789 N∙mm

Mech,F=0.75∙Mt=315150 MPa

Mech,E+ε=236362.5 MPa

Mech,E-ε=177271.875 MPa

Mech,D+=132953.9 MPa

Mech,D-ε=99715.42 MPa

Mech,C+=74786.57 MPa

Mech,C-=56089.92MPa

Mech,B-=31550.58 MPa

Mech,B+=42067.44 MPa

        Trasarea diagramei

 

8.Alegerea sistemului de rezemare

 

        Calculul greutatii utilajului

 

kg

Gmetal=mmetal∙g

mmetal=Vrecipent∙

3.279+∙7850+0.3∙(7850∙3.279)=48903.145kg

 

Alegerea lagarelor

1.Lagar superior -radial-axial cu role conice pe un rand

2.Lagar inferior -radial-oscilant cu role butoi pe doua randuri

d

d1

d2

d3

Md1

d5

D

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

h

60

55

50

45

M55*2

M10

130

100

120

145

170

190

170

190

53

h1

h2

H3

h4

h5

13

31

9

65

23

Alegerea cuplajului elastic cu bolturi

Marime

cuplaj

d3

Mn

d0

d1

d2

d4

d5

D

D1

D2

L

L1

6

60

900

30

82

90

M8

32..59

180

105

140

214

105

L2

n

S

a

b

Masa

[kg/buc]

75

12

3

3

30

12.2

Alegerea dispozitivului de etansare

Dispozitiv de etansare cu umplutura moale fara racier

d

D

D1

D2

D3

D4

D5

D6

n

d1

d2

S

h

60

84

108

195

155

120

160

195

8

M16

M16

12

24

H

H1

H2

b

b1

Masa

126

183

255

20

18

16.42




Tehnica mecanica


Auto
Desen tehnic

Determinarea momentului de inertie mecanic axial folosind miscarea de rotatie a unui solid rigid in jurul unui ax fix
Structura si proprietatile compozitelor durificate cu fibre
FREZE
Diagrama flux a preparii unui minereu de fier
Teoria lanturilor cinematice
Tehnologia de prelucrare a filetelor
Recipient sub presiune cu dispozitiv de amestecare
Tolerante - desen tehnic
Sudarea in linie
Debitare semifabricat









 
Copyright © 2014 - Toate drepturile rezervate