Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Отраслевое машиностроение
Издательство:
Альфа-М
Год издания: 2006
Кол-во страниц: 608
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 5-98281-059-2
Артикул: 071910.01.01
Доступ онлайн
В корзину
Тематика:
ББК:
УДК:
- 66: Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
- 660: Химическая технология. общие вопросы
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 18.03.02: Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
- ВО - Магистратура
- 15.04.01: Машиностроение
- 15.04.02: Технологические машины и оборудование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
М АШ ИНЫ И АППАРАТЫ ХИМ ИЧЕСКИХ ПРО ИЗВО ДСТВ И НЕФ ТЕГАЗО ПЕРЕРАБО ТКИ
И . И . П оникаров М . Г. Гайнуллин Доктор технических наук, заслуж енны й деятель науки и техники РФ , профессор кафедры « М аш ины и аппараты химических производств» Казанского государственного технологического университета Кандидат технических наук, доцент кафедры « М аш ины и аппараты химических производств» Казанского государственного технологического университета
М осква • АльфаМ • 2 0 0 6 М АШ И Н Ы И АП П АРАТЫ ХИ М И ЧЕСКИ Х П РОИ ЗВОДСТВ И Н ЕФ ТЕГАЗОП ЕРЕРАБОТКИ И . И . М . Г. ГАЙ Н УЛЛИ Н П О Н И КАРО В Д опущ ено М инистерством образования и науки Российской Ф едерации в качестве учебника для студентов высш их учебных заведений, обучаю щ ихся по специальности « М аш ины и аппараты химических производств» направления « Энерго и ресурсосберегаю щ ие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и специальности « О борудование нефтегазопереработки» направления « О борудование и агрегаты нефтегазового производства» И здание 2 е, переработанное и дополненное
УДК 66.02(075.8) ББК 35.11:35.514 П56 Издание учебника осуществлено при финансовой поддержке А.Н. Нестерова, с отличием закончившего КГТУ (КХТИ) в 1986 г., специальность «Машины и аппараты химических производств» Рецензенты: Доктора технических наук, профессора А.С. Тимонин (Московский государственный университет инженерной экологии) и И.Р. Кузеев (Уфимский государственный нефтяной университет) Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки: Учебник. – Изд. 2е, перераб. и доп. – М.: АльфаМ, 2006. – 608 с.: ил. ISBN 5982810592 Излагаются конструкция, принцип действия, область применения и методы расчета на прочность и устойчивость химических машин и аппаратов. Рассматриваются трубопроводы, арматура, монтаж и ремонт химического оборудования, указаны перспективные направления его совершенствования. Приводятся основы безопасной эксплуатации машин и аппаратов. В конце каждой главы даются контрольные вопросы. Содержание учебника соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования. Для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Машины и аппараты химических производств» и «Оборудование нефтегазопереработки». Представляет интерес для студентов вузов, обучающихся по специальностям химикотехнологического профиля. УДК 66.02(075.8) ББК 35.11:35.514 © «АльфаМ». Оформление, 2006 © Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г., 2006 П56 ISBN 5982810592
ПРЕДИСЛОВИЕ Одно из основных направлений интенсификации экономики – химизация его отраслей, обеспечивающая снижение материальных затрат в производстве промышленной и сельскохозяйственной продукции. Материальной базой развития основных отраслей промышленности, обеспечивающих химизацию экономики (химическая, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая, нефтяная и газовая, целлюлознобумажная и микробиологическая), является химическое и нефтяное масшиностроение. Назовем важнейшие направления развития современного химического и нефтяного машиностроения: рост единичной мощности оборудования, т.е. увеличение съема продукции с единицы объема; увеличение выпуска оборудования и технологических линий в комплектном и блочнокомплектном исполнении; расширение номенклатуры оборудования; создание и освоение химического оборудования пониженных металлои энергоемкости; создание и освоение оборудования для новых, наиболее прогрессивных химических процессов. Химическое оборудование отличается огромным разнообразием. Трудно назвать какуюлибо другую отрасль промышленности, в которой использовалось бы такое множество различных по принципу действия, конструкции, материалам и размерам аппаратов и машин. Классификацию химического оборудования наиболее удобно проводить по принципу основного процесса, протекающего в аппарате. Именно этот принцип использован в учебнике при классификации технологического оборудования. Во втором издании учебника (первое увидело свет в 1989 г. в издательстве «Машиностроение») материал изложен с учетом тех изменений, которые произошли в химической технике за прошедшие годы, обновлено содержание параграфов, посвященных перспективной технике. Кроме того, появились новые главы: «Машины и аппараты для механических процессов» и «Основы
безопасной эксплуатации машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки». Учебник состоит из восьми глав. В гл. 1–5 рассмотрено основное оборудование химических производств (дробильноразмольное, теплои массообменное, реакционное, оборудование для разделения неоднородных систем), в гл. 6 – технологические трубопроводы, соединительные детали, компенсаторы, опоры и трубопроводная арматура. В гл. 7 представлены основы монтажных и ремонтных работ на предприятиях химической промышленности и смежных отраслей, в гл. 8 – основы безопасной эксплуатации машин и аппаратов. Будущие инженеры должны не только знать традиционно выпускаемое оборудование, но и знакомиться с техникой, которая будет внедрена через 5 лет и более, поэтому в учебнике приведены характеристики новой техники, проходящей лабораторные или промышленные испытания. При подготовке учебника авторы учли, что до курса «Машины и аппараты химических производств» или «Оборудование нефтегазопереработки» студенты предварительно изучали курсы «Процессы и аппараты химической технологии» и «Расчет и конструирование элементов химического оборудования». В связи с этим в учебнике не приведены технологические расчеты аппаратов и машин, а механические расчеты даны, как правило, не для отдельных деталей аппаратов и машин, а для узлов с учетом взаимодействия сопряженных деталей. Авторы выражают признательность профессору О.А. Перелыгину и доценту В.Н. Доронину, которые принимали участие в подготовке 1го издания учебника, но по ряду причин не смогли участвовать в подготовке настоящего 2го переработанного и дополненного издания. Авторы благодарны профессору А.С. Тимонину и профессору И.Р. Кузееву, рецензентам учебника, советы и замечания которых заметно улучшили содержание книги, а также профессору В.Н. Блиничеву, профессору Ф.М. Гумерову, кандидатам технических наук А.В. Черенкову и Ю.В. Гутину за консультации по перспективной технике. 6 Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки
МАШИНЫ И АППАРАТЫ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 1.1. Назначение, выбор и классификация дробильноразмольного оборудования В химических производствах используются такие механические процессы, как измельчение твердых материалов, дозирование и смешивание твердых материалов, классификация (сортировка) материалов. Для их осуществления разработан и применяется большой спектр различных машин и аппаратов. В общем плане их можно классифицировать как оборудование для измельчения (дробильноразмольное), смешения сыпучих и пастообразных материалов, классификации материалов. Ниже рассматриваются основные типы упомянутого оборудования. Дробление и измельчение (помол) – процессы разрушения под действием внешних сил упругохрупкого тела от первоначальной крупности до требуемой. Условно принято считать дроблением такой процесс разрушения, в результате которого получаются продукты крупностью более 5 мм, измельчением – менее 5 мм. В зависимости от конечной крупности кусков материала различают следующие основные виды этих процессов: Дробление Измельчение Крупное (КД) . 100–350 мм Среднее (СД) . . 4–100 мм Мелкое (МД) . . 5–40 мм Грубое (ГИ) . . . . 5–0,1 мм Тонкое (ТИ). . . . 0,1–0,05 мм Сверхтонкое (СТИ) . . . Менее0,05мм Оборудование для дробления и измельчения широко распространено в химической промышленности. Это дробление и измельчение апатитов и фосфоритов, дробление и измельчение серного
колчедана в производстве серной кислоты, измельчение известняка в производстве преципитата, имеют место процессы измельчения в производствах ультрамарина, литопона, диоксида титана и др. В дробильной машине могут использоваться следующие виды нагрузок на куски дробимого материала: раздавливание, раскалывание, излом, удар и истирание. В большинстве случаев различные виды нагрузок действуют одновременно, например раздавливание и истирание, удар и истирание и др. Необходимость в различных видах нагрузок, а также в различных по принципу действия конструкциях и размерах машин вызывается многообразием физикомеханических свойств и размеров измельчаемых материалов, а также различными требованиями к крупности исходного и готового продуктов. В работе подавляющего большинства современных измельчителей применяются главным образом способы раздавливания и удара, а также сочетание этих способов с истиранием и раскалыванием. Ниже приводится классификация дробильноразмольного оборудования по конструкции и степени дробления и измельчения. Тип машин Вид измельчения Щековые дробилки . . . . . . . . . . . . . . . . КД,СД Конусные дробилки. . . . . . . . . . . . . . . . КД, СД, МД Валковые дробилки . . . . . . . . . . . . . . . . СД, МД Молотковые дробилки . . . . . . . . . . . . . . МД Роторные дробилки . . . . . . . . . . . . . . . . КД, СД, МД Дезинтегратор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . СД, МД Барабанные мельницы . . . . . . . . . . . . . . ГИ, ТИ Роликокольцевые мельницы . . . . . . . . . . ГИ, ТИ Жернова, бегуны . . . . . . . . . . . . . . . . . ГИ, ТИ Бисерные мельницы . . . . . . . . . . . . . . . ТИ Вибрационные мельницы . . . . . . . . . . . . СТИ Коллоидные мельницы . . . . . . . . . . . . . . СТИ Газоструйные мельницы . . . . . . . . . . . . . СТИ При выборе машин для дробления и измельчения учитывают физикомеханические свойства исходного продукта: прочность, хрупкость, абразивность, крупность кусков исходного материала и кусков готового продукта. 8 Глава 1. Машины и аппараты для механических процессов
Прочность – свойство твердого материала сопротивляться разрушению при возникновении внутренних напряжений, появляющихся в результате какоголибо нагружения (например, при механическом сжатии). Количественными показателями этого свойства служат пределы прочности на сжатие сж и на растяжение р. Исходя из предела прочности на сжатие твердые материалы разделяют на категории: особопрочные при сж > 250 МПа, прочные при сж = 150–250 МПа, средней прочности при сж = 80–150, малой прочности при сж < 80 МПа. Хрупкость – свойство твердого материала разрушаться без заметных пластических деформаций. Абразивность – способность перерабатываемого материала изнашивать рабочие органы машины. Крупность кусков характеризуется линейными размерами – длиной а, шириной в и толщиной с. Чаще всего приводится однозначная характеристика крупности куска по его диаметру d, причем диаметр определяют разными способами: как среднее арифметическое длины, ширины и толщины куска d a b c /3; среднее геометрическое этих величинd abc 3 или (наиболее часто) как d в с 2 2 . Степень дробления – отношение размера кусков исходного материала к размеру кусков готового продукта. Существуют различные оценки степени дробления. Например, ее можно выразить как отношение размера максимального куска в исходном материале к размеру максимального куска в готовом продукте: i = Dmax / dmax . Для ориентировочной оценки дробилки ее возможную степень дробления определяют по формуле i = 0,85B / b, где В – ширина приемного отверстия; b – ширина выходной щели. Наиболее часто степень дробления определяется соотношением средневзвешенных кусков исходного и конечного материалов i = Dcв / dcв. Средневзвешенный размер рассчитывается по формуле d = (d1m1 + d2m2 + ... + dnmn) / 100, где d – средневзвешенный размер кусков исходного (Dсв) или конечного (dсв) материала; d1, d2,…,dn – средний размер классов; m1, m2,…,mn – содержание данных классов, %. 1.1. Назначение, выбор и классификация 9
1.2. Дробилки Машины для дробления разделяются по конструктивным признакам и по методу дробления на следующие основные виды: щековые (рис. 1.1, а), в которых материал дробится раздавливанием, раскалыванием и частичным истиранием в пространстве между двумя щеками при их периодическом сближении; конусные (рис. 1.1, б), в которых материал дробится раздавливанием, изломом, частичным истиранием между двумя коническими 10 Глава 1. Машины и аппараты для механических процессов Рис. 1.1. Схемы дробилок
Доступ онлайн
В корзину