5451

Расчет перемешивающего устройства и подбор мотора к нему

Практическая работа

Производство и промышленные технологии

Задание: Подобрать перемешивающее устройство, провести его расчет и подобрать к нему мотор-редуктор по исходным данным. Исходные данные: Номинальный объём реактора Vн = 5м3 Давление в реакторе Р= 0,6 МПа Плотность жидкой фазы ...

Русский

2012-12-10

60.5 KB

68 чел.

Задание:

Подобрать перемешивающее устройство, провести его расчет и подобрать к нему мотор-редуктор по исходным данным.

Исходные данные:

  1.  Номинальный объём реактора Vн = 5м3;
  2.  Давление в реакторе Р= 0,6 МПа;
  3.  Плотность жидкой фазы ρж = 1020 кг/м3;
  4.  Плотность твёрдой фазы ρт = 2500 кг/м3;
  5.  Вязкость жидкой фазы µж = 5,4*10-3 Па*с;
  6.  размер частиц δ =1,2 мм
  7.  Назначение реактора – приготовление суспензии.

Решение:

По рекомендациям, приведенным в табл. 9.1 [1 стр.241] перемешивание при указанных условиях может быть обеспечено трёхлопастной (пропеллерной) мешалкой.

Согласно данным, представленным в табл.9.4 [1 стр. 247] нормализованный реактор с номинальным объёмом 5 м3 имеет диаметр D=1800 мм.  Принимаем отношение D/dм = 3, получаем диаметр мешалки dм = 1800/3=600 мм. На основании данных табл. 9.2 [1 стр.243] окончательно принимаем dм =630 мм.

Примем окружную скорость мешалки ω=4 м/с. В этом случае частота вращения мешалки:

n= ω/(πdм)

n = 4/(3,14*0,63) = 2,02 с-1

 nmin

nmin ≥ = 0,14 с-1

Значение   n=2,02 > 0,14, значит оно подходит.

В соответствии с этими данными по табл. 11[1 стр.380] приложения принимаем частоту вращения мешалки n=2,08 с-1(тихоходная мешалка).

Для определения глубины воронки в сосуде найдем значение параметров Г и ReЦБ:

 

ReЦБ=(n*d2м*ρж)/µж

ReЦБ =(2,08*0,632*1020)/5,4*10-3 = 155937

Г=8Нж/D+1

Г=8*1,13/1,8+1=6,77

где Нж = 1,13 м по табл.9.4[1.стр 247]

Найдем значение параметра Е, приняв для трёхлопастной мешалки ξм=0,56:

Е = Г/( ξм z Reцб0,25 )

Е=6,77/(0,56*1*1559370,25) =0,61

где значение ξм = 0,56 табл 9.1 [1.стр 242], z =1 –количество мешалок на одном валу.

При этом значении Е находим по рис. 9.2 [1 стр.244] находим В=10. Глубина воронки в сосуде без перегородки:

hв= B*n2*d2м/ 2

hв=10*2,082*0,632/2= 0,8 м

 

При установке мешалки согласно табл. 9.1 [1 стр. 241] на высоте h=0,5dм=0,6*0,63=0,378 м предельно допустимая глубина воронки:

hпр= Нж - h

hпр= 0.81-0,378=0.65м.

В аппарате  следует устанавливать отражательные перегородки.

Для выбора торцового уплотнения рассчитаем предварительно диаметр вала мешалки:

dв= С * dм

dв= 0,166*0,63=0,1046 м .

где С= 0,166 – для трёхлопастных мешалок

В соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 9.4 [1 стр.247 ] примем диаметр вала dв = 95 мм.

По данным табл. 9.3 [1 стр.246] и условию задачи выбираем торцовое уплотнение ТСК(одинарное).

Мощность, теряемая в торцовом уплотнении:

Nуп =6020*dв1,3

Nуп = 6020*0,0951,3=282,2 Вт.

По рис. 9.3  для трёхлопастной мешалки в аппарате c перегородок при ReЦБ=155937 находим значение критерия КN = 0,3. В этом случае мощность, затрачиваемая на перемешивание, будет равна:

N = KN*ρж*n3*dм5

N=0,3*1020*2,082 *0,635=131 Вт.

Для расчёта мощности электродвигателя примем дополнительные условия - наличие в аппарате уровнемера и трубы передавливания:

Σki=2*1,1=2,2

Коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате:

Kн=(Нж/D)0,5 = (0.81/1,8)0,5=0,67

При этих данных для аппарата c перегородками получим:

Nэ=(KпKн Σki N + Nуп) / η

Nэ=(1*0,67*2,2*131+282,2)/0,87 = 517 Вт.

Где Kп = 1 – для аппаратов с перегородками, η=0,87

По табл. 11 [1 стр. 380] приложения выбираем в качестве привода мешалки мотор-редуктор типа МПО-1 с мощностью электродвигателя N=0.75кВт.


Схема установки

1- сосуд,2 – теплообменная рубашка, 3 – перемешивающее устройство, 4 – труба передавливания, 5- привод перемешивающего устройства,

6 – термопара.

Список использованной литературы:

  1.  Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учебное пособие для студентов./ И.В. Доманский, В.П. Исаков, Г.М. Островский и др.; Под общ. ред. В.Н. Соколова – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1982.
  2.  Примеры и задачи по курсу «Машины и аппараты химических производств»(технологические расчёты): Учеб. Пособие / В.М. Ульянов, А.А. Иванов, А.А. Сидягин, А.И. Пронин, В.А. Диков; Под ред. В.М. Ульянова; Нижегородский государственный технический университет Н.Новгород, 2003.
  3.  Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А Носков.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20547. Задача с вазами 30.5 KB
  В вазах первого типа их количество равно 700 вложено по 6 красных и по 4 черных шара. В вазах второго типа их 300 вложено по 3 красных и по 7 черных шара. Если перед испытуемым находится ваза первого типа и он угадает это то он получит 350 если не угадает то он проиграет 50. Если перед ним ваза второго типа и он угадает это то он получит 500 если не угадает его проигрыш составит 100.
20548. Понятие оптимизации. Постановка задачи оптимизации. Примеры 98 KB
  Методы оптимизации находят широкое применение при решении задач управления сложными техническими системами широко применяются в космонавтике машиностроении и других отраслях промышленности существующие методы управления и построения систем управления в основном решают одномерные задачи и нашли широкое применение при исследовании устойчивости систем описываемых линейными уравнениями с постоянными коэффициентами и т. Основу современной теории управления составляют математическое описание объекта или системы. Вектор Управления u как и фазовый...
20549. Необходимые условия экстремума функций одной и нескольких переменных 58 KB
  Рассмотрим функцию fx она задана на интервале [x1x2] и в точке x0 достигает максимума это означает что в окрестности этой точке значение этой функции будут меньше чем в точке x0 т. приращение функции: для любых стремящихся к 0 В точке x фция fx достигает минимума и во всех ближайших точках значение функции будет больше чем в точке x и приращение функции здесь будет для всех В точках экстремума функции касательная параллельная оси Х и ее угловой коэффициент равен 0 т. Составить первую производную от функции2. исследовать...
20550. Линейное программирование, Постановка задачи 25 KB
  Значительное число плановых производственных задач содержит критерий оптимальности в виде линейной функции независимых переменных. Критерий оптимальности в данном случае записывается в виде некоторой линейной формы. На переменную xj накладываются ограничения различного вида имеющую форму равенств и неравенств Совокупность независимых переменных xj Обеспечивающий минимум или максимум линейной формы F и удовлетворяющий приведенным соотношениям и составляет предмет линейного программирования.
20551. Симплексный метод решения задач линейного программирования 102.5 KB
  Запишем систему уравнений 5 в векторной форме: 6 где Aj B вектор a элемент матрицы 1. Таким образом нулевые значения переменных удовлетворяют6 Векторы Аjj=n1nmможет служить базисом в mмерном пространстве. Любой небазисный вектор можно разложить по векторам базиса. Разложим некий небазисный вектор Ak по векторам базиса: Умножим 8 на положительную константу и вычтем 8 из 7 произвольная величина ее можно выбрать настолько малой что независимо от значения выражение в скобках будет всегда больше нуля так как 0...
20552. Нелинейное программирование. Постановка задачи. Представление целевой функции и ограничений линиями уровня. Пример 32 KB
  Представление целевой функции и ограничений линиями уровня. Задачи нелинейного программирования формируются следующим образом требуется найти значения вектора х удовлетворяющего равенству 1 или неравенству2 и обеспечивающих максимум или минимум целевой функции fx. Найдем минимум целевой функции f0x1x2=x1x2 стремиться к минимуму. лежит внутри квадрата а значения целевой функции в этой точке минимальны.
20553. Безградиентные методы детерминированного поиска. Метод поиска экстремума методом локализации экстремума 27 KB
  Они основаны на сравнении самих значений целевой функции. Если значение целевой функции в следующем шаге потока чем в предыдущем то шаг считается удачным если наоборот то не удачным и выбирается следующий шаг который дал бы удачный результат. Прежде чем рассмотреть многомерные задачи поиска рассмотрим методы поиска экстремума функции одной переменной. Метод локализации экстремума функции.
20554. Условный экстремум функции. Постановка задачи. Вывод функции Лагранжа 120 KB
  Переменные целевой функции f0xmin 1 Где x nмерный вектор независимых переменных: x=x1x2xn могут быть наложены ограничения различного вида Ограничения в форме равенства 2 называется уравнениями связи. Рассмотрим задачу о минимуме f0x при наличии уравнения связи fx=0. Уравнение связи на плоскости представляются в виде линий пересечения. она лежит на линии fx=0 удовлетворяет уравнению связи и расположена ближе всех к точке x где x точка минимума целевой функции.
20555. Метод сканирования 32.5 KB
  Метод сканирования заключается в последовательном просмотре значений критерия оптимальности в ряде точек принадлежащих области изменения независимых переменных и нахождения среди этих точек такой в которой критерий оптимальности имеет минимальное максимальное значение. Точность метода естественно определяется тем насколько €œгусто€ располагаются выбранные точки в допустимой области изменения независимых переменных. Основным достоинством этого метода является то что при его использовании с достаточно малым шагом изменения по каждой из...