Upload
muntean-ionel
View
28
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Recipiente și aparate tubulare
Tema de proiectare.
Să se proiecteze un recipient stabil sub presiune cu manta de încălzire și izolație
termică corespunzătoare, prevăzut cu amestecător și grup de acționare utilizat în
industria fermentativă pentru obtinerea sucurilor de fructe.
Date de proiectare:
1 .Presiunea din interiorul recipientului : p=0.45 Mpa
2 .Presiunea din interiorul mantalei :p=0.37 Mpa
3 .Volumul recipientului : V=1.6 m
4 .Diametrul nominal al recipienrului: D=1000 mm
5 .Diametrul interior al mantalei: Dm=1100 mm
6 .Fluidul din recipient: sucuri din fructe la temperatura: t=50 C
7 .Temperatura vaporilor de apă săturați din manta : t=110.79 C
8 .Acționarea amestecătorului se va face cu un motor-reductor, cilindru-melcat de tip
M2VM-F având puterea la ieșire notată cu P=0.75 kw
9 .Turația nominală a amestecătorului : n=32 rot/min
10 .Amestecătorul este de tip : paletă
11 .Recipientul funcșionează în poziție verticală suspendată pe suporții.
12 .Capacul superior este fixat cu flanșe de corpul cilindric al recipientului și are forma
mâner de coș.
13. Fundul recipientului va fi sudat de corpul cilindrului și va avea forma elipsoidală.
Muntean Ivan ,IEDM Page 1
Recipiente și aparate tubulare
Cuprinsul proiectului:
1.Dimensionarea recipentului cu manta de încălzire 1.1Generalități
1.2Corp recipient1.3Mantaua de încălzire
2.Funduri și capace.Elemente constructive și calcul de rezistență. 2.1 Generalități2.2Funduri și capace elipsoidale2.3 Funduri și capace sferice cu racordare (mâner de coș)
3.Construcția de calcul ansamblărilor cu flanșă 3.1 Elemente constructive 3.2 Calculul de rezistență al ansamblărilor cu flanșe
4.Racorduri și bosaje 4.1 Elemente constructive
4.2Alegerea racordărilor
5.Aparate de măsură și control.Dispozitive de siguranță.5.1Aparate de măsură și control
5.2 Supape de siguranță
6.Suporturi pentru recipiente verticale 6.1Generalități 6.2 Suportul picior
7.Dimensionarea dispozitivului de amestecare 7.1 Alegerea mecanismului de acționare 7.2 Dimensionarea dispozitivului de amestecare 7.2.1 Arborele amestecătorului 7.2.2Alegerea sistemului de rezemare 7.2.3Alegerea suportului 7.2.4 Dimensionarea cutiei de etanșare 7.3 Tipuri de amestecătoare rotative verticale
7.3.1Amestecătoare tip cadru 7.4 Alegerea și verificarea cuplajului.
8.Montarea și exploatarea recipientelor sub presiune. 8.1.Montarea,proba și punerea în funcțiune a recipientelor sub presiune 8.2.Tennica securității muncii privind instalațiile mecanice sub presiune.
Muntean Ivan ,IEDM Page 2
Recipiente și aparate tubulare
1.DIMENSIONAREA RECIPIENTULUI CU MANTA DE ÎNCĂLZIRE.
1.1Generalități.
3 – gură de verificare; 4 – capac; 6 – flanşă; 7 - garnitură; 9 – corp recipient; 10 – corp
manta; 12 – suport; 13 – racord evacuare condensat; 14 – racord de golire; 15 –racord
pentru intrarea agentului termic; 16 – racord alimentare;
18 – fund recipient
Se calculează înălțimea H a părții cilindrice a recipientului dar nu se va lua în
considerare volumul ocupat de fund și capac.
Unde : V=volumul recipienrului [ m]
D=diametrul recipientului [m]
Muntean Ivan ,IEDM Page 3
V 1.6D 1
H4 V
D2
[m]
H 2.037 [m]
Recipiente și aparate tubulare
Înălțimea mantalei se determină cu relația:
Unde : h=(100...150)[ mm ]
Volumul lichidului din mantaua de încălzire se determină cu relația:
Unde : k0=1.1 coeficient ce ține de continuarea
mantalei pe fundul recipientului
1.2Corp recipient.
În instalațiile ce lucrează sub presiune trebuie evitat pericolul de rupere.Din acest
motiv oțelurile utilizate în construcția acestora trebuie să aibă limita de curgere și
rezistența la rupere la tracțiune mari pentru a satisface parametrii din ce în ce mai
ridicați ai instalațiilor , cu grosimi cât mai reduse ale pereților elementelor sub presiune.
Pentru recipiente sub presiune ce lucrează la temperaturi ridicate este necesar să fie
garantate prorpietățile mecanice la aceste temperaturi.Principalele grupe de oțeluri
utilizate în acest domeniu sunt oțelurile destinate tablelor de cazzane și recipiente sub
presiune pentru temperatura ambiantă și ridicată (STAS 288/3-88).
Caracteristicile mecanice:
Marca oțelului: K460
Grosimea tablei: s<16
Limita de curgere: Rc 20=290 MPa
Rezistența la rupere la tracțiune : R20=460...580 MPa
Limita de curgere la 200 C : Rc t=245 MPa
Muntean Ivan ,IEDM Page 4
H01 H h [m] H0 1.937 [m]
Vm Dm
2 D2
4H0
1 k0[m3]
Vm3.14 1.12 12
41.937 1.1
[m3]Vm 0.351 [m3]
Recipiente și aparate tubulare
1.2.1 Calculul grosimii de proiectare a corpului cilindric.
În cazul recipientelor executate din oțel laminat, supuse la presiune interioară, grosimea
de proiectare se determină cu relația:
D=diametrul interior al recipientului [mm]
fa = tensiunea admisibilă la temperatura de calcul [MPa]
Tensiune admisibilă se calculează cu relația:
Unde: Rt c=limita de curgere la temperatura de calcul [MPa]
R20=rezistența la rupere la tracțiune la temperatura de 20 C MPa
cs1 =1.5 c s2 =2.4 coeficienți de siguranță, pentru oțeluri
z =1 coeficient de rezistență al înbinării sudate.
Îmbinări cap la cap executate automat prin orice procedeu de sudare cu arc electric sau
gaze , pe ambele fețe sau pe o singură față cu cmpletare la rădăcină.
Muntean Ivan ,IEDM Page 5
sppc D
2 fa z pcc1 cr1
[mm]
sppc D
2 fa z pcc1 cr1
sp0.451000
2 187.5 1 0.452 0.6
sp 3.801[mm]
spSTAS 4[mm]
fa minRc
t
cs1
R20
cs2
fa min281.25
1.54602.4
fa min 187.5191.66( ) [MPa] fa min 187.5
[MPa]
Recipiente și aparate tubulare
În care: c1 =adaos pentru condițiile de exploatare (coreziune și /sau eroziune) mm
vc =(0.1....0.15) mm/an viteza de coraziune
a =(18...20) ani durata de serviciu a utilalui
cr1 = - 0.60 mm adaos de rounjire până la grosimea nominală a tablei, adaos ce
ține seama de abaterea negativă a tablei mm
1.2.2.Calculul de verificare .
Verificarea aplicabilității formulei pentru calculul grosimii de proiectare.
Calculul grosimii mantalei de încălzire se determină cu relația:
Unde: pm =presiunea din manta [MPa]
Dm=diametrul interior al mantalei [mm]
2.FUNDURI ȘI CAPACE.ELEMENTE CONSTRUCTIVE ȘI CALCULUL DE REZISTENȚĂ.
2.1 Generalități.
Alegerea formei capacelor și fundurilor pentru recipiente depinde de condițiile impuse
de procesul fizic sau fizico-chimic din recipient, de presiunea din recipient, precum și de
posibilitățiile de fabricare ale uzinei constructoare.Prin fund sau capac se înțelege
Muntean Ivan ,IEDM Page 6
c1 vc a c1 0.1 18 c1 1.8 [mm]
sp c1
D0.1
4 2700
0.1 0.002 0.1
spmpm Dm
2 fa z pmc1 cr1
[mm]
spm0.371100
2 187.5 1 0.32 0.6 spm 3.686 spmSTAS 4
[mm]
Recipiente și aparate tubulare
elementul care închide extrimitățiile unei mantale cilindrice sau conoce, formând un
recipient.
După profilul suprafeței mediane a învelișului fundurile și capacele pot fi : semisferice,
semielipsoidale, sferice cu racordare, sferice fără racordare, plane cu racordare , plane
fără racodare, tronconice.
Pentru aparatele care funcționează la presiune atmosferică sunt preferate funduri și
capace plane, aceastea fiind mai ieftine.La presiuni medii și mari nu se recomandă
folosirea capacilor plane(mai ales la recipientele mari), deoarece ele devin prea grele.
2.2 Funduri și capace elipsoidale.
Fundurile și capacele elipsoidale se execută dintr-o bucată prin ambutisare pe presă,
sau din segmente prin sudare.În timpul execuției pe presă a fundurilor sau capacilor
elipsoidale se produce, în anumite zone, subțierea tablei cu până la 10 % din grosimea
nominală.La alegerea grosimii tablei necesare realizării unui fund sau capac, de o
anumită grosime, trebuie să se țină seama de această subțiere, precum și de faptul că
tabla se livrează cu toleranță negativă.
Se utilizează în mod obișnuit funduri cu h i/D=0.25 , pentru care tensiunile inelare în
zona adiacentă ecuatorului sunt relativ mici.
hi 250 [mm]
Muntean Ivan ,IEDM Page 7
hiD
=0.25 hi 0.25 D hi 0.25 1000
Recipiente și aparate tubulare
Calculul de rezistență:
Grosimea de proiectare a fundului sau capacului, supus la presiune pe partea interioară, se calculează cu relația:
În care: R=raza de curbură la centrul fundului și se calculează cu relația:
Unde: hi=f(D) [mm]
Calculul de verificare:
2.3 Funduri și capace sferice cu racordare (mâner de coș).
Muntean Ivan ,IEDM Page 8
R10002
4 250
spf c1
D0.1
4 21000
0.1 0.002 0.1
spfpc R
2 fa z pcc1 cr1
spf
0.4510002 187.5 1 0.45
2 0.6 [mm]
spf 3.801 spfSTAS 4
[mm]
RD2
4 hi R10002
4 250 R 1 103 [mm]
pc2 fa z spf c1
R spf c1
0.2hiD
0.5 0.22501000
0.5 0.2 0.25 0.5
pc 0.748 MPa] 0.45 0.478 MPa]pc2 187.5 1 4 2( )1000 4 2( )
Recipiente și aparate tubulare
Se obțin dintr-o calotă sferică de rază R,racordată la porțiunea toroidală de rază r,
racodată la rândul ei la porțuinea cilindrică de capăt.
Din calcule se obține grosimea minimă fundului sau capacului racordat, aceastea
funduri sunt mai puțin adânci și se realizează mai ușor decât cele elipsoidale.
Calculul de rezistență:
Se recomandă alegerea aceluiași material ca la corpul cilindric.
Grosimea de proiectare a fundului sau capacului , supus la presiune pe partea
interioară, se calculează cu relația:
Unde: Ks=factor de formă:
Calculul de verificare :
Muntean Ivan ,IEDM Page 9
H 0.266De H 0.266708 H 188.328 [mm] De 1008
R De R=1008 [mm]
r 0.15De r 0.151008 r 151.2 [mm]
spfpc D Ks
2 fa zc1 cr1
[mm]
spf
0.451000 2.34 187.5 1
2 0.6
spf 3.98 spfSTAS 4 [mm]
0.15HD
0.40 0.15268.1281000
0.40 0.15 0.268 0.40
Recipiente și aparate tubulare
3.CONSTRUCȚIA ȘI CALCULUL ANSAMBLĂRILOR CU FLANȘE.
3.1 Generalități.
În toate industriile de proces ansamblarea demontabilă între componente ale
utilajelor,între utlilaje și conducte sau între tronsoane de conducere se efectuiază cu
ajutorul flanșelor.
Ansamblarea cu flanșe trebuie să asigure strângerea subansamblelor componente
ale flanșei și etanșietatea acestuia.Sub acțiunea forței de strângere este necesar ca
flanșa să reziste iar garnitura de etanșietate să nu fie distrusă.Etașientatea este
condiționată de precizia fabricării flanșelor și de calitatea garniturii.Strângerea garniturii
între flanșe este asigurată de șuruburi sau de prezoane.Asamblările cu flanșe sunt
standardizate, de aseamenea sunt standardizate dimensiunile principale de legătură ale
acestora.
Flanșe pentru recipiente:
Se utilizează flanșă plată pentru sudare cu forma PU cu suprafața plată cu umăr.
D= 1000 s =8 d1 =1120 d2 =1080 nxd=40x18
d4 =1018 b =50 c=1058 c1=1053 c2=1054 c3=1027 c4=1026
M=16 m=68.2 (kg/buc) p=4.0 MPa
Simbolul filetului șurubului M16
D=1000 mm d1g=764 d2g=718
Materialele.
Muntean Ivan ,IEDM Page 10
0.003spf c1
D 0.10
0.003
6 21000
0.10 0.003 0.004 0.10
spfSTAS 6 [mm]r 3 spf c1 r 0.1 D 0.1 1000 3 6 2( ) 100 12 [mm]
Recipiente și aparate tubulare
Materialele recomandate în conformitate cu prescripțiile din STAS 9801/1-76 sunt:
Pentru flanșă K 460 STAS 2883/3-88
Se alege marca oțelului OLC 25 AS
Rezistența la rupere la tracțiune R=440
Temperatura de încercare la 20 C=260 la 250 C=190
Pentru garnituri :marsit STAS 3498-87 sau echivalent cu marsitul, grosimea garniturii de
3 mm, STAS 9801/3-90
Se alege varianta garniturii C
Forma suprafeței de etanșare:plană cu umăr
Tipul flanșei :flanșe plate pentru sudare STAS 9801/4-90
3.2 Calculul de rezistență al ansamblărilor cu flanșe.
3.2.1Generalități:
Pentru calculul ansamblărilor cu flanșe există mai multe metode.Toate acestea sunt de
fapt metodele de verificare și nu de dimensionare propriu-zisă.
Vom folosi in proiectul nostru Metoda ASME (S.U.A) se bazeză pe un bogat material
experimental și permite determinarea separată a tensiunilor inelare, meridionale și
radicale.Calculate sunt în acest caz sunt ușurate de existența graficelor,pe baza cărora
de determină unii factori din relațile de calcul.Metoda este aplicabilă atât pentru
materialele cu elasticitate cât și pentru cele casante, deoarece, în final, starea tensiuni
din flanșă se compară cu o stare limită inferioară limitei de curgere.Deoarece această
metodă acoperă în întregime domeniul de dimensiuni care intersectează, în general în
Muntean Ivan ,IEDM Page 11
Recipiente și aparate tubulare
construcția recipientelor sub presiune, a fost adoptată în mai multe țări printre care și
țara noastră.
În vederea calculelor conform metodei ASME, flanșele sunt îpărțite în trei grupe:flanșe
de tip liber,flanșe de tip integral,flanșe de tip opțional.
Verificarea șuruburilor de strângere a flanșelor.
Pentru calculul solicitărilor ce apar în ansamblările demontabile cu flanșe, în condițile de
prestrângere (montaj) cât și în condiții de regim, se consideră o ansamblare cu flanșe
de tip intergral.
Ele sunt flanșe (rigide) a căror construcție garantează solicitarea simultană și în
același măsură a virolei și a flanșei.În această categorie intră flanșele care fac corp
comun cu corpul aparatului,flanșele cu gât sudate cap la cap cu virola,flanșele plate cu
sudură adâncă.
3.2.2 Calculul forțelor ce acționează asupra ansamblărilor cu flanșe.
a.Forța de strângere inițială la montaj, Fg
La strângerea inițială a garniturii trebuie să se asigure deformarea elastoplastică a
acesteia.Elementul de etanșare (garnitura) prin deformare la montaj să anuleze
neregularitățile flanșelor astfel ca ân timpul funcționării, când strângerea acesteia
scade, să nu permită scurgerea fluidului din recipient.
Pentru calculul ariei garniturii Ag , lățimea eficace a garniturii b<B0<B se determină ân
funcție de valoarea lățimii de referință b0.Lățimea b depinde de lățimea de strângere a
garniturii B0,care este în funcție de forma și dimensiunile suprafeței de etanșare.
Muntean Ivan ,IEDM Page 12
Recipiente și aparate tubulare
La calculul ariei Ag a garniturii nu se consinderă lățimea efectivă
B a garniturii, ci o așa numită lățime eficace a garniturii b , astfel încât:
Forța totală necesară pentru realizarea presiunii de strângere este dată de relația:
Unde: Agt=aria garniturii, [m2]
q =11 ,presiunea de strivire a garniturii ,[MPa]
b.forța de strângere a garniturii în exploatare, FG.
Această forță reprezintă forța de strângere remanentă totală care asigură etanșarea
asamblării în exploatare.
Unde: pe=presiunea de etanșare
m=2 ,raportul dintre presiunea de strângere a garniturii (etanșare) și
presiunea interioară (presiunea de calcul)
c.Forța totală de strângere a șuruburilor în exploatare Ft, se calculează cu relația:
Muntean Ivan ,IEDM Page 13
B0c d2g
2B0
1058 7182
B0 170[mm]
b0B02
b01702
b0 85[mm]
b 2.52 b0 b 2.52 85 b 23.233 [mm]
Ag D3 b Ag 3.141011.534 23.233 Ag 73793.044[mm]
D3 c 2 b D3 1058 2 23.233 D3 1011.534 [mm]
Fg Ag q
Fg 132827.479 11
Fg 132816.479 [N]
FG 2 D3 b pe
FG 2 3.14 1011.534 23.233 0.9
FG 132827.479 [N]
pe m pc pe 0.452
pe 0.9 [mPa]
Recipiente și aparate tubulare
Unde: F= forța de exploatare sau forța de desfacere rezultată din aplicarea presiunii
pe aria determinată de diametrul D3.
d.Forța de expoatare rezultată din aplicarea presiunii pe aria determinată de diametrul
D,FD și se calculează cu relația:
e.Forța FT
3.2.3 Calculul ariei totale a secțiunilor șuruburilor necesare.
a.Asigurarea strângerii garniturii cu presiunea de strivire (la montaj).
b.Prevenirea pierderilor etanșeității ân timpul expoatării (ân regim de funcționare).
Muntean Ivan ,IEDM Page 14
Ft F FG [N]
Ft 361445.765 132827.479 Ft 494273.244 [N]
F
D32
4pc
[N] F
3.141011.53424
0.45 F 361445.765 [N]
FD
D 2
4pc
FD
3.14100024
0.45 FD 353250 [N]
FT F FD
FT 361445.765 353250
FT 8195.765 [N]
AgFg
fas20
[mm2 ]
Ag132816.479
113.043
Ag 1174.92 [mm2]
fas20 Rc
20
cssfas
20 2602.3
fas20 113.043 [MPa]
A0Ft
fast
F FG
fast
[mm2]
A0494273.244
48.17
A0 10261 [mm2]
fast Rc
t
css [MPa]fas
t Rct
css fas
t 110.792.3
fast 48.17fas MPa]
Recipiente și aparate tubulare
Aria necesară se calculează cu relația:
Aria totală efectivă a secțiunilor șuruburilor este:
Se consideră cî șuruburile sunt corespunzătoare dacă este îndeplinită condiția:
4218.08 1174.92
Unde: n=numărul șuruburilor de ansamblare
d1=diametrul interior al filetului șurubului,[mm]
3.3Verificarea garniturilor.
a.la montaj;
b.în exploatare.
3.4 Verificarea flanșelor.
Muntean Ivan ,IEDM Page 15
Anec max Aq A0
Anec nec 1174.9210261.018( )
Anec 1174.92[mm2]
Aef
3.1413.85324
28 Aef 4218.08 [mm2]Aef d1
2
4 *n [mm2]
Aef Anec
qefFg
D3 bqdistrugere
132816.4793.14742.064 7.969
3 11 7.15 16.5
qef.exF FG
D3 bqdistrugere
361445.765 132827.4793.14742.064 7.969
3 11;
26.619 33
qdistrugere kg q qdistrugere 3 11 qdistrugere 33
Recipiente și aparate tubulare
Calculul momentelor încovoietoare.
a. strângerea inițială
unde: Ps=forța de calcul din șurub [N]
aG=distanța radială dintre cercul de așezare a șuruburilor și cercul pe care este
reprezentată forța ,FG
b.pentru condițiile de exploatare, pentru flanșe de tip integral.
Determinarea momentului de calcul.
Momentul de calcul , Mc se determină cu relația:
Muntean Ivan ,IEDM Page 16
Ms aG Ps Ms 18.969380397.608 Ms 7215381.82 [Nmm]
Ps
Anec Aef
2fas
20
Ps1174.92 4218.08
2113.043
Ps 304820.45 [N]
aGd2 D3
2aG
1080 1011.5342
aG 34.233
M0 aD FD aG FG aT FT [Nmm]M0 36 353250 34.233132827.479 38.883494273.244
M0 36482909.635 [Nmm]
aD
d2 D
2
sp12
aD
1080 10002
82
aD 36 [mm]
aT
D3 D
4aG
aT
1011.534 10004
36 aT 38.883 [mm]
Mc max Mc1 Mc2 [Nmm]Mc 11644065.5 [Nmm]Mc max 7792612.37611644065.5( )
Mc2 M0 Mc2 11644065.53 [Nmm]
Mc1 Msfaf
t
fas20
Mc1 7215381.829187.5173.3
Mc1 7792612.376[Nmm]
Recipiente și aparate tubulare
faf20 min
Rc20
cs1
R20
cs2
faf20 min 173.3191.6( ) faf
20 173.3
Calculul tensiunilor din flanșă.
a.Determinarea factorilor de formă ai flanșei:
- factorul liniar, L0
Unde: spo=sp1=s este grosimea de proiectare a gâtului flanșei la capătul dinspre
elementul de recipient.
-se detrmină factorul K:
Unde: D=diametrul nominal al recipientului
b.Determinarea coeficienților de corecție, se vor determina pentru flanșe de tip integral:
factorul de corecție KM pentru pasul șuruburilor se detrmină cu relația:
Se calculează factorii de corecție:
Muntean Ivan ,IEDM Page 17
faf20 min
2601.5
4602.4
faft min
Rct
cs1
Rt
cs2
faf
t min281.25
1.54602.4
faf
t min 187.5191.6( )
faft 187.5
L0 D spo
L0 1000 8
L0 89.443 [mm]
Kd1D
K11201000
K 1.12
KM d2
n 2d h( )KM
3.14108028 2 16 38( )
KM 1.315
K1KF h
L0K1
0.9089203889.443
K1 0.386
K2KV h3
U L0 spo3
K20.5501338314 89.443 82
K2 0.294
K31 K1
TK3
1 0.3861.80
K3 0.77
Recipiente și aparate tubulare
c. Calculul tensiunilor din flanșe:
- în direcție meridională:
-în direcție radială:
-în direcție inelară:
Se verifică următoarele condiții impuse tensiunilor.Dacă aceste condiții sunt îndeplinite
se consideră că flanșa rezistă solicitărilor.
4.RACORDURI ȘI BOSAJE.
4.1 Elemente constructive.
Muntean Ivan ,IEDM Page 18
fA1 1.315 11644065.5
0.771000 82 fA 310.713 [MPa]fA
Kf KM Mc
K3 D sp12
fR
143
K1
KM Mc
K3 D h2 fR
143
0.386
1.315 11644065.5
1.2621000 382
fR 12.727 [MPa] fT
Y KM Mc
D h2Z fR
fT
11 1.315 11644065.53
10003825.8016.52
fT 46.104 [MPa]
fA 1.5 faft 230.66 1.5 187.5 230.66 281.25
fA fR
2faf
t230.66 16.52
2187.5 123.59 187.5
fR fT faft fT 46.104 46.104 187.5
fA fT
2faf
t230.66 46.104
2187.5 138.38 187.5
Recipiente și aparate tubulare
Recipientele se leagă de celelalte utilaje ale unei instalații prin intermediul racordurilor
(pentru umplere, golire, agenți de încălzire sau de răcire).Racordurile se prevăd pentru
aerisirea recipientului, precum și pentru montarea diferitelor armături.
Racordul de alimentare pentru substanțe puternic corosive este necesar să
depășească suprafața interioară a recipientului cu o anumită cotă.
Racordul de golire trebuie să permită golirea completă a recipientului.Pentru
recipientele verticale nu trebuie să depășească suprafața interioară a fundului.
Lungimea unui racord se alege ținînd seama de stratul de izolație termică (dacă este
cazul) și de necesitatea introducerii lesnicioase a șuruburilor și piulițelor de
strângere.Lungimea cea mai mică se obține cu ajutorul bosajelor, piese masive sudate
pe recipient.
În figură sa prezentant părțile componente ale unui racord.La sudarea racordurilor,
alegerea tipului îmbinării sudate depinde de grosimea elementelor asamblate, de faptul
dacă racordul este cu sau fără inel de compensare, dacă racordul este așezat pe
recipient sau este introdus în acesta.
4.2Alegerea racordurilor.
Țeava.
Se execută din oțeluri pentru țevi utilizate la temperaturi ridicate, având caracteristicile
următoare extrase din STAS 8184-87:
Marca oțelului:OLT 35K
Grosimea tablei:<16
Limita de curgere, MPa: 200 C=185 MPa
Rezistența la rupere MPa :=350-450 MPa
Flanșa
Muntean Ivan ,IEDM Page 19
Recipiente și aparate tubulare
Se recomandă utilizarea flanșelor plate executate din oțel forjat sau laminat, având
suprafața plană de etanșare.Flanșele se utilizează pentru sudare la capătul țevilor, în
scopul îmbinării elementelor de conductă, pentru diferite presiuni nominale.
Valorile sunt extrase din STAS 8012-84
Dn=25 mm
Țeavă: d=34 mm a=1mm
Flanșă: d1=100 mm d2=75mm nxd3=4x11 mm d4=34.5 mm b=12 mm
Suprafața de etanșare: e=2 mm c=60 mm
Șurub: filet M10
Masa, kg/buc=0.53
Dn=40mm
Țeavă: d=48 mm a=1mm
Flanșă: d1=130 mm d2=100mm nxd3=4x14 mm d4=48.5 mm b=14 mm
Suprafața de etanșare: e=3 mm c=80 mm
Șurub: filet M12
Masa, kg/buc=1.00
Garnituri de etanșare.
Muntean Ivan ,IEDM Page 20
Recipiente și aparate tubulare
Garniturile se utlizează din materiale nemetalice (materile pe bază de
azbest,cauciuc,teflon,fibre vegetale).Se recomandă utilizarea plăcilor de marsit STAS
3498-81. Se vor utiliza garnituri nemetalice pentru suprafețe de etanșare plane.
Dn=25 mm d1=35 mm d2=65 mm
Dn=40 mm d1=49 mm d2=88 mm
Flanșa oarbă.
Aceste flanșe se folosesc pentru obturarea conductelor.Ele oferă posibilitatea de
închidere temporară a unor circuite ale fluidului și se pot ține loc de găuri de vizitare
pentru recipiente cu diametre nominale relative mici.
În proiect vom folosi : forma A- flanșe oarbe plate pentru 10<Dn<500 și presiuni PN
6.....PN40 bari.Flanșele oarbe se execută din oțel forjat sau laminat.
Datele sunt extrase din STAS 7451-88
Dn=25 mm
Flanșa oarbă: d1=100 mm d2=75 mm nxd3=4x11 mm b=14 mm c5max=-------
Masa buc/kg: A=0.82 B=----
Simbol filet șurub=M12
Dn=40 mm
Flanșa oarbă: d1=130 mm d2=100 mm nxd3=4x14 mm b=14 mm c5max=-------
Masa buc/kg: A=1.39 B=----
Simbol filet șurub=M12
5.APARATE DE MĂSURĂ ȘI CONTROL.DISPOZITIVE DE SIGURANĂ.
Muntean Ivan ,IEDM Page 21
Recipiente și aparate tubulare
Funcționarea recipientelor sub formă de presiune la parametrii proiectați, conform
cerințelor procesului tehnologic, cât și necesitatea protecției mediului și factorului uman
presupun dotarea acestora cu diverse aparate de măsură și control și dispozitive de
siguranță.
5.1 Aparate de măsură și control.
5.1.1Manometre.
Manometrele se montează pe fiecare recipient prin intermediul unui robinet cu trei căi
de prevăzut cu flanșă.Presiunea de lucru maximă admisă se marchează pe cadranul
manometrului cu o linie roșie, sau pe carcasa manometrului se prevede un indicator
vopsit roșu.Manometrul se alege asrfel încât presiunea maximă de lucru să fie în
treimea mijlocie a scării gradate.Manometrele utilizate la recipente sub presiune trebuie
să fie cel puțin din clasa de precizie 2,5.
Conform STAS 3589/2-86 se va alege manometru cu element elastic cu carcasă
circulară și cu ramă de prindere frontală (fig. a).Manometrul trebuie să reprezinte o
vizibilitate bună când este montant pe recipient.
Forma și dimensiunile pieselor de racordare ale manometrului la recipient se aleg
conform (fig.b),și datele extrase din STAS 3589/2-86.
Muntean Ivan ,IEDM Page 22
Recipiente și aparate tubulare
Dimensiunea carcasei=100mm
Dimensiunea racord: d1=M20x1.5 mm d3=6mm l1=20 mm l2=4 mm
Presiunea măsurată =160 MPa
5.1.2Termocuple.
Termocuplurile sunt traductoare de temperatură care transformă variația de
temperatură a mediului a cărui temperatură se transformă în variație de tensiune
termoelectromotoare, care apoi prin racordare la un aparat indicator sau înregistrator
este tradusă în unități de temperatură.
Pentru alegerea corespunzătoare a unui traductor de temperatură trebuie să se țină
cont de următorii factori:domeniul de măsurare, inerția termică (constanta în timp),
Muntean Ivan ,IEDM Page 23
Recipiente și aparate tubulare
starea corpului a cărui temperatură se măsoară, accesibilitatea punctului de măsurare,
agresivitatea mediului.
Codificarea termocuplului cuprinde un cod format dintr-o parte literară(TTC) și un grup
de 10 caractere numerice împărțite în 9 nivele fiecare nivel reprezentând o
caracteristică.Semnificația nivelelor este următoarea:
a.Tip termocuplu
Cod 1.normal
b.material termoelectrozi și număr termoelemente.
Cod 7
Material termoelectrod (+) fier
Material termoelectrod (-) constantan
Nr. Termoelemente 1
c.dimensiunile țevei de protecție
Cod 13
Diametru D=12 mm
Lg.nominală ,Ln=750 mm
d. materialul țevei de protecție
Cod 2 oțel carbon
e.domeniul de temperatură termoelement
Cod 1
Regim continuu 0....500 C
Regim intermitent 0.....550 C
Termoelement=1 mm
Muntean Ivan ,IEDM Page 24
Recipiente și aparate tubulare
Tipul termoelementului :fier-constantan
f.Dizpozitiv de fixare
Cod 2 flanșă fixă
g.Lungime de imersie, Li
Cod 9
Lungimea nominală: Ln=400mm
h.tip execuție
Cod 1 normală
i.tip protecție climatică
Cod 0 temperat(N)
După stabilirea nivelelor ,codul termocuplului va fi sub forma:
TTC-1.7.13.2.1.2.9.1.
5.2 Supape de siguranță.
5.2.1Alegerea supapei de siguranță.
Supapele de siguranță (STAS 11148-80) se recomandă pentru situații ân care
suprapresiunea crește lent.Supapele de siguranță parțială a recipientului în cazul
creșterii bruște a suprapresiunii.
Supapele de siguranță nu asigură întotdeauna etanșeitate deplină, îndeosebi datorită
corodării elementelor componente.Supapele se proiectează, execută și încearcă
conform prescripțiilor tehnice C 37-83 ISCIR.
Pentru proiect se va elege supapa de siguranță cu arc și ventil cu suprafață
plană.Fixarea pe recipient se va face cu flanșe.
Supapele cu arc STAS 11754-90
Muntean Ivan ,IEDM Page 25
Recipiente și aparate tubulare
Diametrul nominal , mm
Intrare DN1=20 mm ieșire DN2=32 mm
5.2.2Elemente de calcul.
1)Supape de siguranță cu arc.
Calculul constă, dimensionarea arcului elicoidal de compresiune , conform STAS
7067/1-87.
a)Alegerea materialului.
Materialele utilizate pentru funcționarea arcurilor s eadoptă în funcție de condițiile de
lucru și de tehnologia de fabricație.
Marca: OLC 65 A
Limita de curgere R0.2=780 MPa
Rezintența la rupere :sr =980MPa
Alungirea la rupere : 10%
Nivelul de solicitare : mediu
b)Dimensionarea arcului elicoidal de compresiune ,STAS 7067/1-87
- forța de deschidere a supapei la presiunea din recipient, Fn se determină cu relația:
Muntean Ivan ,IEDM Page 26
Fn Dn
2
4pi Fn
3.142024
0.3 Fn 94.2 [N]
Recipiente și aparate tubulare
Unde: Dn=diametrul nominal al supapei ,mm
pi =presiunea interioară din recipient ,MPa
-indicele arcului, i, se alege în funcție de modul de înfășurare i=10
-diametrul sârmei de arc, d, se determină cu relația:
Unde: K-coeficientul de formă al arcului
tat= tensiunea admisibilă la torsiune, MPa
-diametrul mediu al sârmei, Dm se determină cu relația:
-diametrul exterior al spirei:
-diamerul interior al spirei:
-pasul spirelor active în stare liberă, t, se determină din condiția.
-săgeata arcului,fn se determină cu relația:
Muntean Ivan ,IEDM Page 27
dSTAS 2.4 [mm]d8 K Fn i
atd
8 1.16 94.2 103.14490
d 2.384
K 11.610
K 1.16
at 0.5 r at 0.5 980 at 490 [MPa]
Dm i d Dm 10 2.4 Dm 24 [mm]
D Dm d D 24 2.4 D 26.4 [mm]
Di Dm d Di 24 2.4 Di 21.6 [mm]
Dm4
0.2 t23
Dm244
0.2 t23
24 t 11 [mm]
fn8 Dm
3 n
G d4Fn
fn8 243 6
780002.44Fn fn 24.154 [mm]
Recipiente și aparate tubulare
Unde: n=6....10 , numărul de spire active
G=(78000....80000)MPa,modul de elasticitate tranversal
-numărul total de spire:
-înâlțimea arcului la blocare:
-înălțimea arcului în stare liberă:
-săgeata arcului la blocare:
-unghiul de înclinare al spirei:
-constanta arcului:
-cursa ventilului:
-diametrul de așezare a ventilului:
Muntean Ivan ,IEDM Page 28
nt n nr nt 6 1.5 nt 7.5
Hb nt d Hb 7.5 2.4 Hb 18 [mm]
Ht t n nr 0.5 d Ht 11 6 1.5 0.5( ) 2.4 Ht 68.4 [mm]
fb Ht Hb fb 68.4 18 fb 50.4 [mm]
a0 8.30a0 arctgt
Dm a0 arctg
113.1424
cFnfn
c94.2424.154
c 3.922
Hv 0.1...0.5( ) Dn Hv 0.1 20 Hv 2 [mm]
D1Dn
2
4 HvD1
202
4 2 D1 50 [mm]
Recipiente și aparate tubulare
c)verificarea arcului. Pentru ca arcul să reziste la solicitările la care este supus trebuie
îndeplinite condițiile:
d)alegerea flanșei de legaătură.
În funcție de Dn se alege presiunea interioară din recipient , p i , se aleg dimensiunile
flanșei.
Valorile sunt extrase din STAS 8012-84
Dn=20 mm pi=0.3 MPa
Țeavă: d=25 mm a=1mm
Flanșă: d1=90 mm d2=65mm nxd3=4x11 mm d4=25.5 mm b=10 mm
Suprafața de etanșare: e=2 mm c=50 mm
Șurub: filet M10
Masa, kg/buc=0.44
6.SUPORTURI PENTRU RECIPIENTE.
6.1 Suporturi pentru recipiente verticale.
6.1.1 Generalități.
Recipientele verticale se montează suspendate sau rezemate.Recepientele suspendate
se reazemă fie continuu pe un inel de rezemare, fie direct pe un număr determinat pe
suporturi laterale.În mod obișnuit d se utilizează 2...4 suporturi laterale STAS 5455-
82.Pentru aparate foarte mari se poate recurge și la 8 suporturi.
Muntean Ivan ,IEDM Page 29
ef at 483.539 490
ef8 K i
d2Fn ef
8 1.16 10
3.142.4294.24 ef 483.539 [MPa]
Recipiente și aparate tubulare
Suportul este caracterizat de greutatea pe care o poate prelua.În cazul în care
grosimea peretelui recipientului este relativ mică, pentru a evita pierderea locală a
stabilității corpului recipientului sau o stare de tensiuni nefavorabilă, între suport și
peretele recipientului se interpune o placă de întărire, de grosime egală cu grosime
peretelui pe care se aplică.Placa de întărire se execută din același material cu cel al
recipientului pe care se sudează.
6.1.2 Suporturi-picior.
Tipuri constructive.
Vom folosi pentru proiect:
II , suporturi din țeavă, sudate pe fundul elipsoidal al recipientului, utilizate la recipiente
cu diametrul nominal : Dn 600...Dn3200 mm
Materiale.
Suporturile-picior se execută din oțel carbon, oțel slab aliat sau oțel aliat, cu limita de
curgere de minim 220 N/mm2 în condiții de funcționare.
Se recomandă ca suporturile varianta A și placile intermediare ale suporturilor varianta
B să fie executate din același material ca și fundul sau mantaua recipientului pe care
se montează.
Muntean Ivan ,IEDM Page 30
Recipiente și aparate tubulare
Alegerea supoturilor-picior.
Alegerea tipului de suport se face în funcție de diametrul nominal al recipientului și de
sarcina maximă pe suport.
Pentru aceasta este necesar a cunoaște greutaea totală a recipientului, care se
determină cu relația:
Unde: Gc=greutatea constructivă, determinată de relația:
În care :Gcorp=greutatea corpului și se detrmină cu relația:
Unde :R=raza recipientului ,m
sp=grosimea corpului recipientului ,m
ρ=7800 kg/m3 densitatea materialului corpului recipientului
g=9,81 m/s2
H=înălțimea părții cilindrice a recipientului
Gflanșe=greutatea tuturor flanșelor ,N
Unde: mi=masa flanșei ,kg
Muntean Ivan ,IEDM Page 31
Gt Gc Glr Fs Fz Fv Fsupl [N]Gt 2446829.215 6042.96 752196.525 75219.65 245287.217 490574.435
Gt 4016150 [N] Gc Gcorp Gflanse Gfund Gcapac Gracord [N]
Gc 124879.809 2321923.406 39 39 10 Gc 2446829.215 [N]
Gcorp 2 R H sp g Gcorp 2 3.14 0.35 1.821 4 7800 Gcopr 124879.809 [N]
Gflanse mi g [N] Gflanse 39 39 10 6042.9639 9.81 Gflanse 2321923.406 [N]
Recipiente și aparate tubulare
Gfund=greutatea fundului recipientului, N
Gcapac=greutatea capacului, N
Gracord=greutatea lichidului din recipient,N
In care: Vl=volumul lichidului din recipient
ρl= 1100 kg/m3 , densitatea lichidului din recipient
-forța seismică:
-forța datorată zăpezii:
-forța datorată vântului:
-forțe suplimentare:
Diametrul nominal recipient Dn=700 mm
Sarcina maximă pe suport kN: varianta A=12 varianta B=20
sf min=4 r*=270 țeavă dxs=76x6 h=220 a=140
st=12 d1=26 c1=25 sp=4 masa kg/buc: A=3.10 B=3.35
Diametrul nominal al recipientului Dn=700 mm
Sarcina pe suport, kN =4 sf min=4
Muntean Ivan ,IEDM Page 32
Glr V1 1 g Glr 0.561100 9.81 Glr 6042.96 [N]V1 0.8 V V1 0.8 0.7 V1 0.56
Fs 3 Gc Glr Fs 3 2446829.215 6042.96( ) Fs 752196.525 [N]
Fz 0.3...0.5( ) Gc Glr Fz 0.3 2446829.215 6042.96( ) Fz 75219.65 [N]
Fv 0.1 Gc Glr Fv 0.1 2446829.215 6042.96( ) Fv 245287.217 [N]
Fsupl 0.2..0.3( ) Gc Glr Fsupl 0.2 2446829.215 6042.96( ) Fsupl 490574.435
Recipiente și aparate tubulare
Suport: a=90 s=6 h=210 c=6 a1=100 b=85 b1=120 st=10 c1=30 d=26
Masa pe suport : A=2.40
Placa deîntărire:m=130 k=200 c2=10
sp , masa plăcii , kg/buc
4=0.80 6=1.2 8=1.6 10=----- 12=----- 14=----- 16=----
7.DIMENSIONAREA DISPOZITIVULUI DE AMESTECARE.
7.1Alegerea mecanismului de acționare.
1 – motoreductor; 2 – suport; 3 – cuplaj elastic cu bolţuri; 4 – lagăr superior;5 – lagăr
inferior; 6 – dispozitiv de etanşare;
7 – bosaj; 8 – amestecător; 9 – arbore amestecător; 10 – capac recipient
Muntean Ivan ,IEDM Page 33
Recipiente și aparate tubulare
Acționarea amestecătoarelor mecanice rotative verticale se poate face prin:
-cuplarea direct motor electric- amestecător când se impun turații mari , ce corespund
gamei de 750;1000;1500 și 30000 rot/min.
-antrenarea cu ajutorul unui reducător în două trepte de tip conico-cilindric, cu arbore de
intrare în poziție orizontală și arborele de ieșire în poziție verticală.
-antrenarea cu ajutorul unui reducător melc- roată melcată sau a unui motoreductor.
- antrenarea cu ajutorul unei transmisii mecanice cu curele trapezoidale.
Se vor alege caracteristicele de bază ale motorreductor și dimensiunile de gabarit și
legătură:
Putere motor P=0.55 kw
Turație ieșire=6 rot/min
Randament total=0.61
Turație motor=750 rot/min
Raport de transmitere: tr.cil.=2.5 tr.melc=50 total=125
Simbol tip de bază=100
Tip bază dimensiuni=100
G1=132 G2=182 m=266 f=290 G3=114 h=155 H=337 Lmin/Lmax=635/670
s=15 d=45k6 l=82 T=48.5 b=14 g=11 B=300 a=224 n=8 masa netă,
kg=64,500
Muntean Ivan ,IEDM Page 34
Recipiente și aparate tubulare
7.2Dimensionarea dispozitivului de rezemare a amestecătorului.7.2.1 Arborele amestecătorului.Dimensionarea arborelui.
Dimensionarea se face din condiția de rezistență la torsiune:
În care : M tc=momentul de calcul, N/mm
sat=tensiunea admisibilă la torsiune,MPa
unde:P=puterea motorreductorului, kw
n=turația la ieșirea din motorreductor, rot/min
Muntean Ivan ,IEDM Page 35
d5
3 16 Mtc
atd5
3 16 8786003.1440.5
d5 47.993 [mm]
Mtc 9550000Pn
Mtc 95500000.556
Mtc 878600 [Nmm]
at 0.6...0.65( ) at at 0.6 67.5 at 40.5 [MPa]
atRcc
at2704
at 67.5 [MPa]
Recipiente și aparate tubulare
Valoarea obținută pentru d5 care reprezintă cea mai mică valoare a diametrului pe toată
lungimea arborelui, cu această valoare se alege din tabel valorile pentru diametrul
niminal d (în dreptul cutiei de etanșare).
Diametrul arborelui în lagărul inferior, d=50 mm
d1=120 mm d2=85 mm d3=45 mm d4 filet=M45x1.5 d5=40 mm
d6=130 mm d7=105 mm d8=155 mm d9=140 mm d10=160mm
7.2.2 Alegerea sistemului de rezemare.
Rezemarea dispozitivului de acționare depinde de lungimea porțiunii de arbore din
recipient.În practică cea mai utilizată este dispunerea acționării pe capacul recipientului.
Funcționarea liniștită a unui dispozitiv de amestecare depinde în mare măsură de
construcția corectă a lagărelor arborelui amestecătorului.Distanța dintre lagăre, L, la
arborii în consolă trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura o săgeată mică la
capătul liber al acestora;în același timp însă distanța L este necesar să aibă o valoare
cât mai mică , pentru a nu mări înălțimea recipientului.
Dispozitivele de rezemare pentru amestecătoarele verticale, cuplate direct la motorul
electric, se execută în 8 mărimi STAS 10868-77 și au dimensiunile următoare:
Muntean Ivan ,IEDM Page 36
Recipiente și aparate tubulare
Diametrul arborelui în lagărul inferior: d=50 mm
h=49 mm h1=13 mm h2=27 mm h3=9 mm h4=60 mm h5=25 mm d11=330 mm
nxd12=12x18
Dimensiunile rulmenților radiali, oscilanți, cu role butoi pe două rânduri și ale rulmenților
radiali axiali cu role conice pe un rând, se reprezintă :
Rulmenți radiali-oscilanți, cu role butoi pe două rânduri:
Simbol rulment : 22210K
d=50 mm d1=110 mm B=40 mm sarcina radială C=153 N
Rulmenți radiali cu role conice pe un rând:
Simbolul rulmentului : 30210
d3=50 mm d2=90 mm T=21.75 mm sarcina radială C=65.5 N
Muntean Ivan ,IEDM Page 37
Recipiente și aparate tubulare
7.2.3 Alegerea suportului.
Suportul este elementul constructiv al unui dispozitiv de amestecare ce asigură
montarea corectă a motoreductorului și a lagărelor argorelui.Prinderea de recipient se
face cu ajutorul unei flanșe prin intermediul căreia se fixează pe bosajul sudat 7 de
recipient.
Operatiile de montare și întreținere ale rulmenților, cuplajului și dispozitivul de atanșare
sunt posibile datorită unor ferestre dreptunghiulare decupate în corpul cilindric al
suportului.Suportul propriu-zis se poate executa în construcție sudată sau
turnată.Rigiditatea acestuia trebuie să fie amortizată cu rigiditatea dispozitivului de
amestecare și cu rigiditatea capacului recipientului.
Muntean Ivan ,IEDM Page 38
Recipiente și aparate tubulare
Din tabel se extrage dimensiunle executate în construcție sudată, în funcție de
diametrul arborelui în lagărul inferior.
d=50 mm L=225 mm L1=805 mm L2=300 mm L3=1430 mm D=120 mm
D1=270 mm
D2=308 mm D3=130 mm D4=330mm D5=370 mm D6=180 mm D7=215 mm D8=290
mm D9=273 l1=190 mm l2=100mm l3= 140mm l4=100 mm l5=150 mm l6=180mm
s=8 mm h=20 mm h1=12 mm d1=18mm r1=12 mm d2=12 mm n2=4 mm
Muntean Ivan ,IEDM Page 39
Recipiente și aparate tubulare
7.2.4 Dimensionarea cutiei de etanșare.
Cele mai uzuale dispozitive de etanșare sunt:
-dispozitive de etanșare mobile cu contact, cu umplutură moale (presetupe)
-dispozitive de etanșare cu inele alunecătoare (sau etanșări frontale)
Dispozitivele de etanșare cu umplutură moale:
Aceste dispozitive se contruiesc în următoarele variante:
-fără răcire a suprafeței interioare a inelelor de etanșare
-cu răcire a suprafeței exterioare a inelelor d eetanșare
-fără răcire a corpului aratat in figură
Muntean Ivan ,IEDM Page 40
Recipiente și aparate tubulare
d=50 mm D=70mm D1=94 mm D2=180 mm D3=145 mm D4=110 mm D5=145 mm
D6=180mm n=4mm d=M16 d=M16 s=10 mm h=20 mm H=110 mm H1=163mm
H2=235mm b=18 mm b1=18mm lungimea locaș garnitură, l=68 mm
Dimensionarea cutiei de etanșare.
-lățimea inelelor d eetanșare, b , se alege în funcție de diametrul arborelui în dreptul
cutiei de etanșare d și se calculează cu relația:
Atunci când este necesar, în stratul de umplutură moale se intercalează un inel pentru
ungere,având forma și dimensiunile după cim urmează:
d=50 mm d1=51 mm d2=60.5 mm D=70 mm n=4 mm
Materialul de etanșare trebuie să fie elastic, deformabil, să reziste la acțiunea mediului
etanșat, la parametri de regim(temperatură,presiune), să aibă un coeficient mic de
frecare cu arborele, să poată fi îmbibat cu lubrifiant pe care să-l păstreze un timp
îndelungat și să nu fie abraziv față de materialul arborelui.
Ca materiale pentru execuția inelelor de etanșare se utilizează :
cânepă, bumbac,iută,pâslâ,cauciuc.Inelele se execută din șnur de secțiune pătrată,
secționate înclinat față de rază, iar porțiunea secționată a două inele consecutive se
montează decalat.
-presiunea de etanșare a capacului, se calculează:
Muntean Ivan ,IEDM Page 41
pLpck
e
2 k l
s pL0.30.77
e
2 0.09 0.77 68
10 pL 0.997 [MPa]
Recipiente și aparate tubulare
În care:pc=presiunea de calcul ,MPa
k=0.77 , coeficient al etanșării
μ=0.09 pentru azbest uscat , coeficeint de frecare între arbore și garnitură
l=lungimea cutiei de etanșare ,mm
s=lățimea umpluturii pe rază,mm
-verificarea prezoanelor,pentru ca prezoanele să reziste la solicitarea de tracțiune la
care sunt supuse trebuie îndeplinită condiția:
În care: b=1.3 factor ce ține cont de solicitarea suplimentară la torsiune
F0=forța care solicită un prezon
F=forța de precomprimare a garniturii
d2=diametrul prezonului
n=numărul d eprezoane
unde: D=diametrul locașului pentru
garnitură,mm
d=diametrul arborelui în dreptul cutiei de etanșare,mm
sat=tensiunea admisibilă la tracțiune, mm
Muntean Ivan ,IEDM Page 42
t4 F0
d22
at t4 1.3 469.587
3.14162at t 3.03 60
F0Fn
F01878.348
4 F0 469.587 [N]
F4
D2 d2 pL F3.144
702 502 0.997 F 1878.348 [N]
Recipiente și aparate tubulare
Prezoanele se execută din OL 37 STAS 500/2-80 cu R0,2=240 MPa.
7.3Amestecătoare de tip cadru.
Acest amestecător s epoate folosi pentru dizolvări, preparări d esuspensii ușoare,
amestecuri de lichide cu vâscozități mici și medii.Pentru volume mari se recomandă
numai dacă vâscozitatea dinamică este mai mică de 0.1 MPa.Se foloseste cu/sau fără
șicane
D=700 mm da=500mm turația: n=32...80 rot/min
Viteza periferică max =2.1 m/s
da=(0.5...0.7)D da=350 mm
h2=(0.05...0.15)da h2=17.5 mm
h1=0.1D h1=70 mm
Muntean Ivan ,IEDM Page 43
atR0.2c
at2404
at 60 [MPa]
Recipiente și aparate tubulare
h=(0.05...0.8)da h2=175 mm
s=(0.05...0.15)da s=17.5 mm
H=(1...1.5)D H=700 mm
7.4Alegerea și verificarea cuplajului.
7.4.1Alegerea cuplajului.
Legătura între motoreductor și arborele amestecătorului se realizează cu ajutorul unui
cuplaj cu bolțuri tip N, cu semicuple executate în variantă P.
Dacă momentul de torsiune pe care trebuie să-l transmită cuplajului este M tc , datorită
șocurilor care apar la pornire precum și a unei funcționări neuniforme, alegerea din
STAS 5982-79 a cuplajului se face luându-se în considerare un moment nominal, Mn.
Unde:cs=1.65, coeficient d eserviciu
Mărime cuplaj=7 Mn=1500 N/m semicuplă P d32...70 mm
Dimensiuni constructive
l2=64 mm l3=94 mm d=M8 D=212 mm D1=172 mm D2=130 mm s=4 mm n buc=16
mm
Muntean Ivan ,IEDM Page 44
Mn cs Mtc Mn 1.65878600 Mn 1449690 [Nmm]
Recipiente și aparate tubulare
7.4.2 Verificarea cuplajului.
Bolțurile se verifică la:
-presiunea de contact, între manșoanele d ecauciuc și bolț:
Unde: Mn=momentul nominal,N/m
D1=diametrul de așezare a bolțurilor, mm
n=numărul de bolțuri
-încovoiere, în secțuinea de încastrare în semicuplă, pentru bolțuri executate din OLC
45 sau OLC 60.
8. MONTAREA ŞI EXPLOATAREA RECIPIENTELOR SUB PRESIUNE
8.1 Montarea, proba şi punerea în funcţiune a recipientelor sub presiune .
Executate în strictă conformitate cu instrucţiunile tehnice elaborate de întreprinderea constructoare, în baza prevederilor normelor ISCIR, lucrările de montare în instalaţie a recipientelor sub presiune se desfăşoară potrivit proiectelor de montaj care trebuie să precizeze : - amplasamentul recipientului în cadrul instalaţiei ; - sistemele de sprijinire şi fixare ; - echipamente anexe ;
Muntean Ivan ,IEDM Page 45
pF1
l3 l2 4
pas p1090
16 94 64( )4
3.14 1..3
p 2.89 [MPa]
pas 1....3( ) [MPa] F12 1500000
17216F1 1090 [N]F1
2 Mn
D1 n
i
32 F1l3 l2
2s
3ai
i
32 109094 64
24
3.14163 i 51.528 [MPa]
ai 90....100( ) [MPa] 51.528 90
Recipiente și aparate tubulare
- sisteme de protecţie şi siguranţă. Recipientele stabile sub presiune se instalează astfel încât să se poată efectua, în bune condiţii, deservirea, curăţirea părţilor interioare şi exterioare, repararea şi verificarea lor ; toate recipientele sub presiune vor fi prevăzute cu placă de timbru, montată la loc vizibil . Recipientele sub presiune se prevăd, după caz, cu scări şi platforme care asigură buna deservire, repararea şi verificarea lor. Suprafeţele exterioare se protejează, încă de la montaj, contra coroziunii atmosferice sau a mediului în care acestea lucrează. Recipientele sub presiune se instalează astfel încât să nu fie posibilă răsturnarea lor. Montajul propriu-zis al recipientului constă în ridicarea, centrarea şi fixarea acestuia pe fundaţie. După efectuarea operaţiilor de control se face fixarea definitivă a recipientului, prin şuruburile de ancorare şi suporturile acestuia.
8.2 Tehnica securităţii muncii privind instalaţiile mecanice sub presiune.
La proiectarea instalaţiilor mecanice sub presiune se vor prevede dispozitivele de siguranţă şi aparatele de măsură şi control necesare, care să permită exploatarea acestorinstalaţii în condiţii de securitate a muncii. Materialele folosite pentru construirea şi repararea elementelor instalaţiilor mecanice sub presiune vor corespunde, în privinţa condiţiilor tehnice, regulilor pentru verificarea calităţii, marcării şi livrării, instrucţiunilor tehnice ale Inspecţiei pentru cazane, recipiente sub presiune şi instalaţii de ridicat, precum şi standardelor de stat în vigoare. Procesele tehnologice, inclusiv operaţiile de control ce trebuie respectate la construirea şi repararea instalaţiilor mecanice sub presiune, vor fi prevăzute în proiectele respective. Conductele îmbinate cu flanşe, prin care se transportă lichide sub presiune ce pot provoca arsuri, vor fi prevăzute cu manşoane de protecţie. Condiţiile de amplasare a instalaţiilor mecanice sub presiune vor ţine cont de condiţiile de prevenire a incendiilor. Proba de presiune la încercare, conform documentelor de execuţie, se va face după construire, reparare, periodic la scadenţe şi ori de câte ori condiţiile de securitate impun efectuarea acestei operaţii. Exploatarea instalaţiilor mecanice sub presiune se va face în conformitate cu instrucţiunile întocmite de beneficiar şi proiectant, cu respectarea normelor tehnice ISCIR.
Muntean Ivan ,IEDM Page 46