Розробка технології виробництва емалі МЧ-123 сірого кольору, страница 16

6 ЕНЕРГЕТИЧНІ І МЕХАНІЧНІ РОЗРАХУНКИ

6.1 Механічний розрахунок змішувача постанови «на тип»

При розрахунку визначаємо товщину стінки змішувача, днища, кришки, і знаходимо потужність двигуна встановленої мішалки.

Для розрахунку обраний змішувач ємністю 5 м³, матеріал змішувача ст3, тиск в апарату приймаємо 1 атм, внутрішній діаметр  апарата дорівнює 1800 мм, коефіцієнт міцності звареного шва приймаємо рівним 0.8, допустиме напруження на розтягання залежно від температури дорівнює 11.7 Н/див², збільшення на корозію приймаємо 2 мм.

6.1.1Розрахунок товщини стінки змішувача

Товщину стінки реактора визначаємо по формулі:

де   – внутрішній діаметр днища, мм; Р – тиск на аппарат, Н/мм²; - допустиме напруження на розтягання залежно від температури, Н/мм²; φ - коефіцієнт міцності звареного шва; с - збільшення до корозії, рівна 0.1-0.3 див;

6.1.2 Розрахунок кришки й днища змішувача

Товщину кришки й днища змішувача визначаємо по формулі, тому що кришка й днище ослаблені наявними штуцерами:

де z - діаметр отвору, мм; Н - висота днища, мм;

Внутрішній діаметр днища дорівнює 1800мм, висота днища - 2090мм, діаметр отвору дорівнює 100мм. Визначаємо ослаблення, внесене отвором:

Товщина днища  дорівнює:

Припустимий тиск і наведену напругу перевіряємо по формулах:

Робимо розрахунки по формулах:

6.1.3 Розрахунок електродвигуна мішалки апарата

Висота заповнення апарата Н_ж = 1500мм; діаметр апарата 1800мм; d – діаметр описуваний мішалкою 1500мм; висота мішалки – 2090мм; n – число обертів мішалки – 0.05 ; в'язкість рідини – 1.14 ; щільність 1000кг/м³; тиск в апараті 1 ;

Потужність електродвигуна рамної мішалки  із двома горизонтальними лопостями визначаємо по формулі:

де  - коефіцієнт, що враховує заповнення змішувача перемішуваною середою; Н_ж- висота шару рідини, м;  – внутрішній діаметр апарата, м;  – коефіцієнт, що враховує збільшення споживаної потужності при пуску або підвищенні опору середовища в процесі перемішування; тому що значення в’язкості більше 0.5 , то  К₂ =2.5;  – потужність, яка витратена на перемішування; _с – потужність, втрачена у сальнику; η = 0.85-0.9 – коефіцієнт корисної дії привода;

Знаходимо крітерій Рейнольдса по формулі:

де - число обертів мішалки; ρ – щільність середовища; μ - в'язкість рідини;

Для рамної мішалки із двома горизонтальними лопатами критерій потужності:

Потужність, затрачувана на перемішування:

577·1.14·(0.05)²·(1.5)³

Потужність, що губить у сальнику,  визначається по формулі:

де Р – надлишковий тиск в апарату, ; - коефіцієнт тертя набивки в сальнику; - довжина набивки сальника, м; d_в=0.1м – діаметр вала мішалки, м;  - число обертів мішалки.

Потужність приводу мішалки розраховуємо по формулі:

Потужність обумовлена по довіднику дорівнює:

W=4.5 кВт

Значить потужності, розрахованої для даної мішалки вистачає для даного апарату.

 6.2 Інженерний розрахунок бісерного млина

Розрахунки здійснюються відповідно до алгоритму [22].

Для розрахунку параметрів бісерного млина мають істотне значення реологічні та теплофізичні характеристики середовища, що диспергується. Тому доцільно визначити значення щільності (кг/м³),  теплоємності (кдж/кг·К) і в'язкості (Па·с) пасти. Перші 2 параметри можуть бути розраховані, припускаючи виконання наступних залежностей:

		(6.1)
		(6.2)

де n – кількість компонентів суспензії; m_i – маса кожного компонента, відповідно до завантажувальної рецептури; r_i й C_pi – значення щільності й питомої теплоємності кожного компонента суспензії.

Розрахуємо щільність пігментної пасти:

Розрахуємо теплоємність компонентів: