方形真空干燥器设备计算书

FZG-15方形真空干燥器设备计算书

编制：潘玉红校对：庄国仁编号：FZG 15-001-JS

一、筒体耐压强度校核计算

箱体内尺寸：1500X1400X1220mm

当量直径：De=（1500+1220）×2÷π=1735mm

假设箱体壁厚为10mm，则当量外径Doe=1735+10×2=1755mm

1、箱体耐负压强度的校核：

L 1400

= =0.798

D01755

D01755

= =175.5

δ10

由≤机械设计手册≥(4)T32.3-1查得系数A=0.00078

由T32.3-3查得系数B=105Mpa

B 105×10

许用外压力[P]= = =0.598MPa

D0/δ1755

实用外压力P=0.1Mpa<[P]=0.598Mpa

2、容器筒体内压0.07Mpa强度校核:

正常操作的筒体允许通过0.07Mpa,但操作时会出现误操作,瞬间压力可能会达到0.3Mpa,所以取内压0.3Mpa作校核计算.

设计温度为120℃,由≤化工容器设计≥附录查得:

[σ]120=111Mpa

P(Di+t n-c) 0.3×(1735+10-1.8)

σt= = =31.89MPa

2(t n-c) 2×(10-1.8)

φ[σ]t=0.6×111=66.6Mpa>σt=31.89

c t:校核温度下容器壁中的计算应力,Mpa;

φ:焊缝系数此取φ=0.6Mpa;

tn:筒体名义壁厚mm;

c:腐蚀系数,这里取1.8mm;

二、筒体上零部件的强度校核

1．螺杆强度校核计算

筒体内表压为0。3Mpa，作用在螺杆上的总力F

F=1/4 π×1.782×0.3×106=746×103 N

FN=1/4 F=187×103 N

FN 187×103

σ= = =233Mpa

π/4 d120.785×0.0322

900

[σ]L= =529MPa. σ<[σ]L螺杆强度符合要求.

1.7

2．视镜玻璃的耐压校核

视镜玻璃采用压力为1.0MPa的钢化玻璃制造,则耐压合格.

3．真空管的耐压校核

真空管选型时选用1.0MPa的管道,所以,对于外压0.10MPa,内压0.3MPa的压力真空管受压合格.

4．温度计座、真空表座、安全阀座等的耐压强度校核。

温度计座、真空表座、安全阀座等均采用1.0MPa的产品,作为使用产品.

三、密封条偏移情况的校核

1．密封圈受负压的情况：

作用在密封圈上的压力F1

F1=P0S1=0.1×106×π×(1.78/2)2=2.48×105N

假设真空橡胶在力F1作用下压缩变形.则:

F2=PS2=0.1×106×π×1.798×0.013=7.3×103N

查手册得,真空橡胶与钢的摩擦系数μ=0.3

F2<μF1真空橡胶密封条在抽真空时不会发生弯曲或偏移.

2．受正压密封条的计算

作用在密封圈上的压力F：

F1’=P0’S1=0.3×106×π×(1.78/2)2=7.46×105N

假设真空橡胶在力F1作用下压缩变形，则：

F2=P’ S2=0.3×106×π×1.5×0.013=1.84×104N

由上述知,真空橡胶与钢的摩擦系数μ=0.3

F2’<μF1’

则可以证明真空橡胶密封条在误操作时不会发生弯曲或偏移.

四、铰链芯轴强度的校核计算

盖子的重量：P1=355kg，L1=928mm

力矩：M=355×0.928÷2=164.7kg.m=1647N.m

剪力：τ=355 kg=3550N

铰链芯轴的受力(自身重力不计)

材料为45#,E=210×105N/cm2

σ=350×102N/cm2

σp=280×102N/cm2

F3=3550N

π2Eq minπ2×210×105×π/64d4

由欧拉公式Pc= = =3550N

(μL)2(1×230)2

d=14.66mm

设计用φ31强度足够.

五、FZG-1500整机性能的校核计算

1．干燥能力的测试及计算

以水为物料作试验，选取干燥器的工作温度为60℃，工作压力为-0.09MPa,这种工况下的水份的蒸发速度能较好地代表物料的干燥速度.

32只标准烘盘(640×460×45mm),每只装4kg,控制温度为60℃, 压力为-0.09MPa, 试验进行3小时,共蒸发水份:

W=32×4-104.2=23.8kg.

每小时蒸发水份23.8÷3=7.9kg/h.

23.8

干燥强度W1=W/(t.s)=

3×32×0.63×0.45

=0.87kg/(m2.h)

2、换热能力的校核计算

散热器由散热排管（光管）组成，散热面积S=15m2，由经验得散热器的散热能力为K=50KJ/（m2.h. ℃）

当散热排管内通以0.3MPa(表压)的蒸汽,散热排管一直处于工作状态时,查得0.3MPa饱和蒸汽的温度为143.6℃.

Q=ks△t=50×15×(143.6-60)=62700kJ/h=1.5×104Kcal/h

3、真空泵的抽气速度校核计算

试验所配的水环式真空泵SZ-2 4KW，抽气速率（-0.09MPa）为V0=120m3/h

7.9kg的水份在-0.09MPa时完全蒸汽的体积.

V=7.9×15=118.5m3V

六、蒸汽耗量及管内流速计算

由经验得蒸发1kg水需要1.5kg蒸汽,则蒸汽耗量P

P=7.9×1.5=11.85kg/h

由散热排管的结构可知：蒸汽流经的截面为

S=5×π0.0072=7.698×10-4m2

P 11.85

蒸汽流速为V= =

S×3600 7.698×10-4×3600

=4.28m/s <15m/s

蒸汽在管内流速符合要求.

七、真空管蒸汽流速的校核计算

抽真空管规格为DN80mm

120

V= =6.63m/s<25m/s

π×0.042×3600