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

70 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.