Изучение конструкций, технологические расчеты механических перемешивающих устройств емкостных аппаратов (стр. 1 )

<== Возврат к содержанию главы 3

3.5 Изучение конструкций, технологические расчеты механических

перемешивающих устройств емкостных аппаратов

Выполнить гидродинамический расчет аппарата указанной конструкции с помощью системы MathCAD путем решения уравнения моментов сил, приложенных к перемешиваемой среде, относительно Vср или y1 в зависимости от величины сопротивления внутренних устройств. В отчет о выполнении задания включить формулировку задачи, необходимые комментарии к расчетным формулам и график зависимости исследуемого параметра процесса перемешивания от указанной характеристики аппарата или перемешиваемой среды, см. таблицу 3.5.1.

Обозначения к таблице:

D – внутренний диаметр аппарата;

Н – высота заполнения аппарата средой без перемешивания;

tм – тип мешалки (tм = 1 - трехлопастная, tм = 2 - лопастная, tм = 3 - турбинная, tм = 4 - дисковая, tм = 5 - рамная, tм = 6 - якорная);

zм – число мешалок на валу перемешивающего устройства;

dм – диаметр мешалки;

n – частота вращения мешалки;

ρ – плотность перемешиваемой среды;

ν – кинематическая вязкость перемешиваемой среды;

dтi – внешний диаметр i-й одиночной трубы;

hтi – высота погруженной части i-й одиночной трубы;

rтi – радиус расположения i-й одиночной трубы;

zоп – число отражательных перегородок в аппарате;

bоп – ширина отражательных перегородок;

hоп – высота погруженной части отражательных перегородок;

zот – число отражателей в аппарате;

dот – внешний диаметр трубы отражателя;

hот – высота погруженной части трубы отражателя;

bот – глубина выступов отражателя;

sот – диаметр выступов отражателя;

zзм – число витков трубы концентрического змеевика;

dзм – внешний диаметр трубы концентрического змеевика;

Dзм – диаметр навивки трубы концентрического змеевика;

zс – число секций секционного змеевика;

Dс – диаметр расположения секций секционного змеевика;

zсз – число витков в секции секционного змеевика;

dсз – внешний диаметр трубы секции секционного змеевика;

hсз – шаг навивки трубы секции секционного змеевика;

Dсз – диаметр навивки секции секционного змеевика;

w – окружная скорость движения перемешиваемой среды;

r – текущее значение радиуса аппарата в диапазоне [0;D/2];

y1 – параметр профиля окружной скорости перемешиваемой среды;

hв – глубина центральной воронки, образующейся при перемешивании;

Vср – относительная осредненная скорость перемешиваемой среды;

Vr – относительная скорость движения среды на радиусе r;

Мкр – крутящий момент, возникающий вследствие вращения лопастей мешалки;

Мап – момент сил сопротивления вращению, возникающих на стенках корпуса аппарата;

Мвн – момент сил сопротивления вращению, возникающих на внутренних устройствах;

N – мощность, необходимая для осуществления перемешивания.

Таблица 3.5.1 Исходные данные для гидродинамического расчета

вертикального емкостного аппарата

Вариант № 1	Характеристики аппарата и среды																					Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
5.0	3.8	1	1	1.25	75	1656	9.05	r[0;D/2]	w, м/с
Характеристики встроенных труб
dт1, мм	hт1, м	rт1, м	dт2, мм	hт2, м	rт2, м	dт3, мм	hт3, м	rт3, м
200	3.8	2.4	100	3.8	2.0	30	2.0	1.25
Вариант № 2	Характеристики аппарата и среды																					Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.08	2.25	2	1	1.12	59	1260	0.8	y1[-2;2]	hв, м
Характеристики встроенной трубы и змеевика
dт, мм	hт, м	rт, м	zзм	dзм, мм	Dзм, м
57	2.25	0.97	8	89	1.5
Вариант № 3	Характеристики аппарата и среды																					Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
1.7	2.1	4	2	0.3	475	1370	2.9	y1[-2;2]	Мап
Характеристики встроенных труб
dт1, мм	hт1, м	rт1, м	dт2, мм	hт2, м	rт2, м
60	2.1	0.8	30	1.5	0.6
Вариант № 4	Характеристики аппарата и среды																					Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.6	2.8	6	1	1.8	40	1200	1.7	y1[-2;2]	Мкр
Характеристики встроенной трубы и отражателей
dт, мм	hт, м	rт, м	zот	dот, мм	hот, м	bот, мм	sот, мм
89	2.8	1.2	2	100	1.1	350	150

Продолжение таблицы 3.5.1

Вариант № 5	Характеристики аппарата и среды																			Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.6	2.63	5	1	2.0	30	1140	3.5	Vср[0.001;1]	Мап
Характеристики встроенной трубы и отражательных перегородок
dт, мм	hт, м	rт, м	zоп	bоп, мм	hоп, м
89	2.63	1.2	3	260	1.9
Вариант № 6	Характеристики аппарата и среды																					Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.4	2.8	3	1	0.8	125	1200	2.0	Vср[0.001;1]	Мкр
Характеристики встроенной трубы и змеевика
dт,мм	hт, м	rт, м	zс	Dс,м	zсз	dсз, мм	hсз, мм	Dсз,мм
57	2.8	1.1	4	2.0	16	45	50	300
Вариант № 7	Характеристики аппарата и среды																				Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.56	2.74	1	2	0.71	64	1340	1.8	y1[-2;2]	Мвн
Характеристики встроенной трубы и змеевика
dт, мм	hт, м	rт, м	zзм	dзм, мм	Dзм, м
76	2.74	1.22	15	57	2.0
Вариант № 8	Характеристики аппарата и среды																				Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.68	3.6	2	2	1.12	40	1220	1.2	y1[-2;2]	N, Вт
Характеристики встроенных труб
dт1, мм	hт1, м	rт1, м	dт2, мм	hт2, м	rт2, м
89	3.6	1.25	45	2.28	1.1
Вариант № 9	Характеристики аппарата и среды																			Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.4	2.65	4	1	0.5	425	1100	1.25	Vср[0.001;1]	Мвн
Характеристики встроенной трубы и отражательных перегородок
dт, мм	hт, м	rт, м	zоп	bоп, мм	hоп, м
89	2.65	1.1	4	200	1.7
Вариант № 10	Характеристики аппарата и среды																		Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
D, м	Н, м	tм	zм	dм, м	n, 1/мин	ρ, кг/м3	ν ∙106, м2/с
2.0	1.7	5	1	1.6	45	1119	4.2	dм[1.54;1.82]	Мап
Характеристики встроенных труб
dт1, мм	hт1, м	rт1, м	dт2, мм	hт2, м	rт2, м
89	1.7	0.9	45	1.4	0.85

Продолжение таблицы 3.5.1