Описание устройства и принцип действия проектируемого аппарата

Задачей этого раздела является краткое описание устройства проектируемого аппарата, назначение тех или иных деталей установки, основные принципы работы аппарата.

Материальный и энергетический балансы

Целью этого раздела является установление, исходя из заданной производительности установки, величин материальных и энергетических потоков технологической схемы и определение материальных и энергетических показателей процесса в виде расходных коэффициентов.

Материальные расчеты могут производиться на 1 т готового продукта, на часовую (суточную) производительность цеха или на 100 (1000) кг исходного сырья.

Материальные расчеты должны основываться на стехиометрических уравнениях реакции. В них необходимо вносить ряд поправок с учетом состава сырья, обратимости химических реакций и т.д. Теоретический выход продукта определяется по стехиометрическим уравнениям с учетом обратимости реакций, а затем на основе потерь продукта вводится поправка – коэффициент практического выхода продукта от теоретического.

Материальный расчет должен заканчиваться таблицей материального баланса (таблица 2).

Таблица 2 – Сводная таблица материального баланса (аппарата, отделения)

Приход	Расход
Компоненты	кг/ч	м3/ч	%	Компоненты	кг/ч	м3/ч	%
Итого				Итого

За материальными расчетами следуют тепловые расчеты. Тепловые балансы составляются по аппаратам или стадиям производства для определения расхода охлаждающей воды, греющего пара или температуры системы в конце процесса. Для тех аппаратов, в которых температура системы не влияет на протекание процесса или ее колебания невелики, тепловой баланс можно не составлять.

Результаты расчета теплового баланса оформляются в виде таблиц. При отсутствии практических данных потери тепла в окружающую среду могут быть приняты в пределах 1,5 – 3 % от прихода тепла.

Технологические и конструктивные расчеты

В задачу этого раздела входит расчет основных размеров аппарата по кинетическим уравнениям протекающих процессов. Для теплообменных аппаратов – это поверхность теплопередачи, для абсорбционных и ректификационных колонн – их диаметр и высота, для сушильных аппаратов – диаметр и длина, для контактных аппаратов – площадь поперечного сечения и высота слоя катализатора и т.д. При этом обязательно должны быть использованы данные, полученные при расчетах материального и теплового балансов.

Конструктивные расчеты производятся для определения размеров деталей аппаратов, не связанных с действием механических нагрузок, а определяемых:

1. Технологическими условиями, например, размеры колпачков тарельчатых колонн, расположение труб в трубных решетках и т.д.

2. Конструктивными соображениями.

Рассчитываются диаметры всех штуцеров и трубопроводов с учетом объемов материальных потоков. Здесь же производится расчет тепловой изоляции.

При выборе размеров аппаратуры следует руководствоваться существующими нормалями, государственными стандартами и данными каталогов отечественной промышленности.

Гидравлический расчет

Производится расчет гидравлических сопротивлений аппаратов и трубопроводов, на основании которых подбираются машины для перемещения жидкостей и газов.

Механический расчет

Наряду с технологическим расчетом аппаратов обязательно производится механический расчет. В большинстве своем аппараты являются типовыми и подбираются согласно данным технологического расчета по соответствующим каталогам. Под механическим расчетом понимают проверку толщины стенки аппарата, толщины крышки (затвора) и прочности болтовых соединений в наиболее опасных местах. В аппаратах, работающих под избыточным наружным давлением, проверяется только толщина их стенок.

Заключительная часть

В заключении пояснительной записки необходимо предоставить основные результаты расчетов проектируемого аппарата, привести габаритные размеры, расходные и температурные показатели, гидравлическое сопротивление аппарата, данные о давлении и материалах.

Список использованной литературы

Список литературы должен содержать перечень источников, использованных студентом при выполнении курсового проекта. Источники следует располагать в порядке появления ссылок на них в тексте. Сведения об источниках, включенных в список литературы, необходимо давать в соответствии с требованиями ГОСТ Р 7.0.5-2008.

СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Графическая часть курсового проекта включает в себя два чертежа:

1. Чертеж технологической схемы производства, куда входит рассчитываемый аппарат.

2. Чертеж проектируемого аппарата с необходимыми разрезами, сечениями и деталями узлов.

Чертежи выполняются на чертежной бумаге (размер 594х841 мм, формат А1 ) согласно ГОСТ 2.301-68 с основной надписью по ГОСТ 2.104-68 и ГОСТ 21.103-78 в правом нижнем углу. Чертеж обводят рамкой, отстоящей от левого края листа на 20 мм, от остальных краев листа – на 5 мм. Внутри рамки выполняется основная надпись (приложение 4), в противоположном верхнем углу располагается повторное обозначение формата (приложение 5). Технические характеристики, технические требования, условные обозначения и дополнительные записи в виде таблиц и надписей располагаются в правой части листа, при этом таблицы должны примыкать к рамке, а ширина их не должна превышать 185 мм. Если правая часть листа занята таблицами, то дополнительные записи помещаются слева от таблиц.

Все оборудование на схеме вычерчивается сплошными линиями толщиной 0,3-0,5 мм, а трубопроводы и арматура – сплошными основными линиями в 2-3 раза толще, чем оборудование.

Аппараты на схеме изображают схематически в виде конструкторского очертания изделия, причем показывают основные технологические штуцера входа и выхода продукта.

При необходимости допускается смещение штуцеров и отверстий по отношению к их истинному расположению, но с соблюдением их технологического назначения и взаимосвязи. Допускается изображать аппараты на схеме без строгого соблюдения масштаба, но и без нарушения вида их конструкций.

Линии трубопроводов, а также расположенную на них арматуру следует показывать горизонтально и вертикально, параллельно линиям рамки формата.

ГОСТ 14202-69 предусматривает цифровое обозначение трубопроводов в зависимости от параметров среды и назначения (табл. 3).

Таблица 3 – Цифровое обозначение трубопроводов

Цифровое обозначение	Транспортируемое вещество. Наименование	Цифровое обозначение	Транспортируемое вещество. Наименование
	Вода		Кислоты
1.1	питьевая	6.1	серная
1.2	техническая	6.2	соляная
1.3	горячая (водоснабжение)	6.3	азотная
1.4	горячая (отопление)	6.4	резерв
1.5	питательная	6.5	неорганические кислоты и их растворы
1.6	резерв	6.6	органические кислоты и их растворы
1.7	резерв	6.7	растворы кислых солей
1.8	конденсат	6.8	резерв
1.9	прочие виды воды	6.9	прочие жидкости кислотной реакции
1.0	отработанная, сточная	Продолжение таблицы 3 6.0	отработанные кислоты и кислые стоки (при рН<6,5)
	Пар		Щелочи
2.1	низкого давления (до 2 кгс/см )	7.1	натриевые
2.2	насыщенный	7.2	калийные
2.3	перегретый	7.3	известковые
2.4	отопление	7.4	известковая вода
2.5	влажный (соковый)	7.5	неорганические щелочи и их растворы
2.6	отборный	7.6	органические щелочи и их растворы
2.7	резерв	7.7	резерв
2.8	вакуумный	7.8	резерв
2.9	прочие виды пара	7.9	прочие жидкости щелочной реакции
2.0	отработанный	7.0	отработанные щелочи и щелочные стоки (рН>8,5)
	Воздух		Жидкости горючие
3.1	атмосферный	8.1	жидкости категории А(t вп<28°С)
3.2	кондиционированный	8.2	жидкости категории Б(28°С< t вп <120°С)
3.3	циркуляционный	8.3	жидкости категории В(t вп > 120°C)
3.4	горячий	8.4	смазочные масла
3.5	сжатый	8.5	прочие органические горючие жидкости
3.6	пневмотранспорта	8.6	взрывоопасные жидкости
3.7	кислород	8.7	резерв
3.8	вакуум	8.8	резерв
3.9	прочие виды воздуха	8.9	прочие горючие жидкости
3.0	отработанный	8.0	горючие стоки
	Газы горючие		Жидкости негорючие
4.1	светильный	9.1	жидкие пищевкусовые продукты
4.2	генераторный	9.2	водные растворы (нейтральные)
4.3	ацетилен	9.3	прочие растворы (нейтральные)
4.4	аммиак	9.4	водные суспензии
4.5	водород и газы его содержащие	9.5	прочие суспензии
4.6	углеводороды и их производные	9.6	эмульсии
4.7	окись углерода и газы ее содержащие	9.7	резерв
4.8	резерв	9.8	резерв
4.9	прочие виды горючих газов	Продолжение таблицы 3 9.9	прочие негорючие жидкости
4.0	отработанные горючие газы	9.0	негорючие стоки (нейтральные)
	Газы негорючие		Прочие вещества
5.1	азот и газы его содержащие	0.1	порошкообразные материалы
5.2	резерв	0.2	сыпучие материалы зернистые
5.3	хлор и газы его содержащие	0.3	смеси твердых материалов с воздухом
5.4	углекислый газ и газы его содержащие	0.4	гели
5.5	инертные газы	0.5	пульпы водяные
5.6	сернистый газ и газы его содержащие	0.6	пульпы прочих жидкостей
5.7	резерв	0.7	резерв
5.8	резерв	0.8	резерв
5.9	прочие виды негорючих газов	0.9	резерв
5.0	отработанные негорючие газы	0.0	отработанные твердые материалы

 

Условное обозначение и изображение трубопроводов на схеме должны быть расшифрованы в таблице условных обозначений по форме:

	Условное обозначение	Наименование среды в трубопроводе
	Цифровое	Графическое

 

Пересекать изображение аппаратов, машин и других элементов линиями трубопроводов не допускается.

На каждом трубопроводе у места его отвода или подвода к аппарату, или другому трубопроводу проставляются стрелки, указывающие направление движения потока, и условное изображение вида среды:

w– газ, ► – жидкость.

Перечни единиц оборудования или составных частей оборудования в технологической схеме помещают в правой части листа над основной надписью (приложение 6).

Спецификации выполняются на отдельных листах формата А4 (297×210) и подшиваются к пояснительной записке в виде приложения (приложение 7).

На чертеже проектируемого аппарата размещают виды, разрезы, сечения, необходимые для понимания устройства аппарата, взаимодействия его основных частей, и проставляют все необходимые размеры. Для раскрытия особенностей аппарата или его отдельных узлов допускается размещение на чертежах дополнительных видов, разрезов наложенных проекций. На чертеже над основной надписью помещают:

1) таблицу назначения штуцеров аппарата;

2) техническую характеристику аппарата;

3) технические требования и условные обозначения.

Составные части аппарата (детали, узлы и т.д.) нумеруются, и на них составляются спецификации. Листы спецификации заполняются сверху вниз по разделам: документация, сборные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия и материалы (приложение 7).

Следует помнить, что графическая часть – это иллюстрация доклада при защите курсового проекта, в котором каждая иллюстрация должна сопровождаться комментарием. Поэтому окончательный объем графической части обязательно должен быть согласован с преподавателем. Основным критерием качества выполненных чертежей является наглядность изображения устройства или отдельных частей аппарата, а также наличие всех основных размеров и соответствие чертежей требованиям ЕСКД.

ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Выполненный студентом курсовой проект проверяется преподавателем в срок до 10 дней. За принятые в курсовом проекте технические решения и за правильность всех вычислений несет ответственность студент – автор проекта. При оценке работы учитываются содержание работы, степень самостоятельности, оригинальность выводов, качество используемого материала, а также уровень грамотности (общий и специальный). После проверки делается вывод, допущен студент к защите курсового проекта или нет.

Чертежи и пояснительная записка подписываются исполнителем и руководителем проекта (преподавателем).

При защите курсового проекта студент даёт описание технологической схемы процесса с основным изложением принципов получения продукта. Указывает основные отделения, стадии производства и аппараты, в которых происходит процесс. Затем переходит к описанию проектируемого аппарата, его места и роли в технологической схеме, а также описывает принципы и особенности расчета данного аппарата.

Время выступления студента не должно превышать 5 минут.

После краткого изложения содержания работы студент должен дать исчерпывающие ответы на замечания и вопросы преподавателя.

Окончательная оценка курсового проекта выставляется преподавателем по итогам защиты и качества выполненного проекта.