Расчеты и выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов. Карпушкин С.В - 44 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2.1.1. Постановка задачи определения оптимальной конструкции
перемешивающего устройства вертикального емкостного аппарата
В качестве критерия оптимальности конструкции механического перемешивающего устройства
предлагается использовать сумму амортизации затрат на мешалки, вал и мотор-редуктор, а также затрат
на электроэнергию, потребляемую устройством в течение года:
Z
=
Ek
[
z
м
s
м
+
s
в
(
j
в
,
d
,
L
2
) +
s
р
(
t
р
,
n
р
,
N
р
,
М
р
)] +
s
э
(
T
п
,
N
), (2.1)
где при турбулентном перемешивании стоимость мешалки
s
м
=
s
м
(ζ,
j
м
,
d
м
): для рамной мешалки при лами-
нарном перемешивании
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
,
n
т
), для ленточной мешалки
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
,
n
л
,
n
т
,
l
т
), для шнековой
мешалки
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
,
Н
м
,
t
л
);
Ek
– нормативный коэффициент окупаемости для оборудования (0,15); ζ –
коэффициент гидравлического сопротивления мешалки при турбулентном перемешивании, опреде-
ляющий её тип;
j
м
– признак материала, из которого изготовлена мешалка (сталь, титановый сплав);
s
в
(
j
в
,
d
,
L
2
) – зависимость стоимости вала устройства от материала, из которого он изготовлен (
j
в
), его
диаметра и длины, которая зависит от высоты корпуса аппарата, конструкции стойки привода,
см. [4, 5], и высоты расположения нижней мешалки над днищем
h
м
;
s
р
(
t
р
,
n
р
,
N
р
,
М
р
) – зависимость
стоимости мотор-редуктора от его типа (
t
р
), частоты вращения выходного вала (
n
р
), мощности электро-
двигателя (
N
р
) и крутящего момента на выходном валу (
М
р
);
s
э
(
T
п
,
N
) – затраты электроэнергии за время
работы перемешивающего устройства в течение года
T
п
, которое определяется нормами режима реализа-
ции конкретного процесса и календарным планом работы оборудования, см. [15].
Необходимо выбрать значения параметров механического перемешивающего устройства, при кото-
рых функция (2.1) достигает минимума и выполняются нижеследующие ограничения.
1. На параметры мешалки и гидродинамическую обстановку в аппарате:
k
Sdd
м
м
∈
, (2.2)
где
Sd
м
k
– множество значений диаметров стандартных мешалок типа
k
(см. прил. В);
∗
≤≤
∗
DD
D
GGG
, (2.3)
где
∗
D
G
,
∗
D
G
– граничные значения критерия гидродинамического подобия
G
D
=
D
/
d
м
для мешалки выбран-
ного типа: для ленточной
∗
D
G
= 1,04,
∗
D
G
= 1,3; для шнековой
∗
D
G
= 1,8,
∗
D
G
= 5; для остальных типов
см. табл. 1.1;
∈
,мешалкиленточнойдля5,4,3
;мешалкирамнойдля4,3,2
т
n
(2.4)
где
n
т
– число горизонтальных траверс мешалки (для ламинарного перемешивания);
n
л
∈ [1, 2], (2.5)
где
n
л
– число лопастей ленточной мешалки;
Н
м
≤
Н
, (2.6)
где
Н
м
– высота мешалки (при ламинарном перемешивании), причём для ленточной мешалки
Н
м
= (
n
т
–
1) ·
l
т
;
=
,мешалкишнековойдля
;мешалкиленточнойдля2
мш
т
л
Н
k
l
t
(2.7)
где
t
л
– шаг винтовой линии лопасти мешалки;
k
ш
∈ [0,25, 0,33, 0,5, 1] – возможные значения отношения
шага винтовой линии лопасти шнековой мешалки к её высоте;
М
кр
=
М
ап
+
М
вн
, (2.8)

Страницы