Расчеты и выбор механических перемешивающих устройств вертикальных емкостных аппаратов. Карпушкин С.В - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2.3.2. Пример постановки и решения задачи для переходного
режима перемешивания
Необходимо подобрать наиболее эффективное перемешивающее устройство для аппарата, в кото-
ром осуществляется конечная стадия процесса приготовления клея ПВА.
Исходные данные для решения задачи:
− внутренний диаметр аппарата
D
= 2 м;
− высота заполнения аппарата
H
= 1,65 м;
− динамическая вязкость перемешиваемой среды µ = 5 Па·с;
− плотность перемешиваемой среды ρ = 1100 кг/м
3
;
− требуемая степень неоднородности перемешиваемой среды η = 0,9;
− максимально допустимая длительность гомогенизации среды τ
зад
= 1,5 ч;
− время работы перемешивающего устройства в течение года
Т
п
= 1260 ч;
− вал перемешивающего устройства жёсткий, консольный, постоянного сечения, изготовлен из
стали 08Х17Н13М2Т;
− длина вала
L
2
= 5,15 м, длина пролёта
L
= 1,1 м;
− координата опасного сечения по прочности в пролёте
z
1
= 1,1 м;
− координата опасного сечения по жёсткости на консоли
z
2
= 0,55 м;
− тип уплотнения вала – торцовое типа ТСФ, способное обеспечивать класс негерметичности 1–2;
− рабочее давление в аппарате
р
с
= 0,25 МПа, динамическая вязкость среды в зоне уплотнения µ =
0,000062 Па·с;
− расстояние от верхней опоры вала до верхней кромки лопасти шнековой мешалки
h
1
= 1,75 м;
− необходимая температура перемешиваемой среды
t
с
= 90 °С;
− тепловой поток, необходимый для поддержания заданной температуры Ф = 41,13 КВт;
− коэффициент теплопроводности среды при температуре
t
с
λ = 0,537 Вт/(м·К);
−
теплоёмкость среды при температуре
t
с
с
= 1318 Дж/(кг·К);
− теплообменное устройство – цилиндрическая рубашка;
− высота рубашки
Н
т
= 1,7 м;
− площадь поверхности теплообмена
F
= 10,1 м
2
;
− теплоноситель – водяной пар давлением 0,3 МПа;
− материал корпуса аппарата – сталь 08Х17Н13М2Т;
− толщина стенки корпуса аппарата δ
ст
= 20 мм.
Режим перемешивания предполагается переходным, поэтому постановка задачи определения опти-
мальной конструкции перемешивающего устройства рассматриваемого аппарата предусматривает оп-
ределение типа мешалки (якорная, рамная, ленточная или шнековая), её диаметра
d
м
, частоты вращения
n
вала устройства, его диаметра
d
и дополнительных параметров конструкции мешалок, а критерий оп-
тимальности имеет вид:
Z
=
Ek
· [
s
м
+
s
в
(
j
в
,
d
,
L
2
) +
s
р
(
t
р
,
n
р
,
N
р
,
М
р
)] +
s
э
(
T
п
,
N
),
где стоимость якорной мешалки
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
); стоимость рамной мешалки
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
,
n
т
); стоимость
ленточной мешалки
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
,
n
л
,
n
т
,
l
т
); стоимость шнековой мешалки
s
м
=
s
м
(
j
м
,
d
м
,
Н
м
,
t
л
).
К числу ограничений задачи в данном случае относятся:
1. Ограничения на параметры мешалки и гидродинамическую обстановку в аппарате:
k
Sdd
м
м
∈
;
∗
≤≤
∗
DD
D
GGG
;

Страницы