У даному посібнику розглянуті теоретичні основи процесів в об'ємних реакторах із перемішувальними пристроями, а також принцип будови і роботи типових апаратів, методи їх технологічних розрахунків. Викладено основні відомості про конструкції нормалізованих реакторів та методики розрахунку на міцність і стійкість основних елементів апаратів, які використовуються у хімічній та суміжних із нею галузях промисловості. Посібник призначається для використання у навчальному процесі студентами денної та_ заочної форм навчання, які навчаються за спеціальністю "Обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів". Може бути корисним студентам інших споріднених спеціальностей при виконанні курсових та дипломних проектів, а також інженерам-механікам, які займаються проектуванням, виготовленням і експлуатацією реакторів об'ємного типу. Зміст 1 Загальні відомості й основні визначення.................... 6 1.1 Ступінь перемішування................................................ 7 1.2 Інтенсивність перемішування....................................... 9 1.3 Ефективність перемішування..................................... 10 1.4 Вплив основних параметрів на інтенсивність і ефективність перемішувальних пристроїв...............................11 1.5 Критерії подібності, які застосовуються для процесів перемішування........................................................................ 13 1.5.1 Критерій Рейнольдса................................................... 14 1.5.2 Критерій Фруда............................................................ 17 1.5.3 Критерій Ейлера........................................................... 17 1.5.4 Критерій Вебера........................................................... 18 1.6 Масштабування реакторів............................................. 18 2.1 Безперервно діючі реактори повного змішування.... 23 2.2 Реактори повного витіснення безперервної дії........... 27 2.3 Реактори періодичної дії.............................................. 29 2.4 Задача оптимального розрахунку місткості реактора 30 2.5 Вибір місткості апарата................................................ 32 3 Розрахунок часу перемішування й вибір частоти обертання мішалок.................................................................. 33 3.1 Вибір частоти обертання перемішувальних пристроїв.. 35 3.1.1 Частота обертання для процесів суспендування............35 3.1.2 Частоти обертання мішалки для процесів емульгування..36 3.1.3 Розрахунок часу гомогенізації......................................... 38 3.1.4 Частота обертання мішалок для систем газ - рідина.....38 4 Сфера застосування перемішувальних пристроїв...........41 4.1 Основні геометричні співвідношення, що рекомендують для перемішувальних пристроїв і апаратів............................ 48 5 Розрахунок потужності, споживаної перемішувальними пристроями............................................................................... 51 5.1 Вибір критеріального рівняння для розрахунку потужності 51 5.2 Спрощені рівняння для обчислення потужності, що витрачається на перемішування.............................................. 54 6 Вибір привода для апаратів з перемішувальними пристроями ……………………………………………………..60 6.1 Конструювання й розрахунок валів перемішувальних пристроїв ..60 6.1.1 Розрахунок перемішувальних пристроїв за методикою РД 26-01-90-85.................................................................................. 62 6.2 Кінцеві опори валів............................................................ 109 6.3 Ущільнення валів............................................................... 110 6.4 З'єднання валів (муфти)..................................................... 132 6.5 Приводи механічних перемішувальних пристроїв......... 136 6.6 Двигуни............................................................................... 140 6.7 Нормалізовані вертикальні приводи механічних перемішувальних пристроїв......................................................... 143 6.7.1 Конструкції й основні розміри приводів......................... 145 7 Конструювання й розрахунок мішалок............................ 170 7.1 Лопатеві й листові перемішувальні пристрої.................. 170 7.2 Якірні перемішувальні пристрої....................................... 174 7.3 Рамні перемішувальні пристрої........................................ 179 7.4 Турбінні перемішувальні пристрої................................... 181 7.5 Гвинтові перемішувальні пристрої................................... 186 7.6 Пневматичні перемішувальні пристрої............................ 193 8 Корпуси реакційних апаратів з механічними перемішувальними пристроями.................................................... 194 9 Обігрів реакторів................................................................ 209 9.1 Обігрів водяною парою..................................................... 209 9.2 Обігрів продуктами згоряння палива............................... 210 9.3 Обігрів висококиплячими теплоносіями......................... 212 9.4 Електрообігрівання............ .............................................. 215 9 5 Комбіновані методи обігріву............................................ 218 10 Розрахунок апаратів із сорочкою на міцність................. 219 10.1 Гладкі обичайки................................................................. 219 10.1.1 Розрахункова температура................................................ 219 10.1.2 Робочий, розрахунковий і пробний тиск......................... 220 10.1.3 Допустимі напруження, коефіцієнти запасу міцності й стійкості........................................................................................ 221 10.1.4 Коефіцієнт міцності зварних швів 223 10.1.5 Додатки до розрахункових товщин конструктивних елементів.......................................................................................... 223 10.2 Гладкі циліндричні обичайки............................................ 224 10.2.1 Обичайки, навантажені внутрішнім надлишковим тиском 224 10.2.2 Обичайки, навантажені зовнішнім тиском...................... 224 10.2.3 Обичайки, навантажені осьовим розтяжним зусиллям 226 10.2.4 Обичайки, навантажені осьовим стискальним зусиллям 227 10.2.5 Циліндричні обичайки, підкріплені кільцями жорсткості 228 10.3 Розрахунок випуклих днищ............................................... 229 10.3.1 Еліптичні й напівсферичні днища, навантажені внутрішнім надлишковим тиском................................................. 230 10.3.2 Еліптичні і напівсферичні днища, навантажені зовнішнім тиском........................................................................... 231 10.3.3 Гладкі конічні обичайки, навантажені внутрішнім надлишковим тиском...................................................................... 232 10.3.4 Гладкі конічні обичайки, навантажені зовнішнім тиском 232 10.3.5 Пологе конічне днище (аі>70°) з тороїдальним переходом 233 10.4 Посудини, частково охоплені сорочками, сполученими з корпусом анкерними трубами..................................................... 234 10.4.1 Циліндрична обичайка....................................................... 234 10.4.2 Днища................................................................................... 235 10.4.3 Плоскі ділянки..................................................................... 235 10.5 Апарати з нерознімною сорочкою з напівтруб (зі змійовиковими каналами)......................................................... 237 11 Розрахунок на міцність вузлів кріплення нерознімних гладких сорочок із урахуванням крайових сил і моментів........ 240 11.1 Умовні позначення............................................................. 240 11.2 Загальна частина................................................................ 243 11.3 Визначення розрахункових зусиль при дії тиску............ 244 11.4 Визначення розрахункових зусиль при дії температури 250 11.5 Оцінка міцності елементів кріплення гладких сорочок до корпусу................................................................................ 252 11.6 Приклад розрахунку........................................................... 255 Додаток А Апарати суцільнозварні з еліптичним днищем і кришкою 265 Додаток Б Апарати суцільнозварні з гладкою сорочкою............. 267 Додаток В Апарати зварні з еліптичним днищем і від'ємною кришкою............................................................................................ 269 Додаток Г Апарат із від'ємною кришкою та гладкою сорочкою.... 271 Додаток Д Апарат із конічним відбортованим днищем і еліптичною невід'ємною кришкою.................................................. 273 Додаток Е Апарат із конічним днищем та еліптичною кришкою....275 Додаток Ж Апарати зварні з конічним днищем і плоскою кришкою................................................................................................ 278 Додаток И Апарати зварні з плоским днищем і плоскою кришкою..279 Список рекомендованої та використаної літератури....................... 280