Modelarea Parametrică a Coloanei de Distilare și a Dispozitivelor Auxiliare

REZUMAT

Lucrarea îşi propune să realizeze modelarea 3D a coloanei de distilare, parte componentă a instalaţiei de distilare cu talere precum şi a dispozitivelor auxiliare. Realizarea modelării s-a efectuat cu ajutorul software-ului Autodesk Inventor versiunea 10. Acest software dispune de funcţiile necesare care să permită o vizualizare tridimensională pe baza elementelor componente a întregii instalaţii de distilare.

INTRODUCERE

Proiectarea componentelor s-a realizat în programul de proiectare Autodesk Inventor versiunea 10. Modelarea pieselor 3D în Autodesk Inventor are la bază realizarea schiţei 2D – ale cărui elemente aparţin unui plan unic. Schiţele cuprind diferite elemente geometrice cum ar fi: linii, arcuri, cercuri, dreptunghiuri, poligoane, racordări, suplimentate cu constrângeri şi dimensiuni aplicate acestora. La generarea entităţii solide s-au utilizat o parte din comenzile de modelare specifice softului, cum ar fi: extrudare, revoluţie, găurire, filetare interioară şi exterioară, racordare 3D, teşire, generare de corpuri cu pereţi subţiri etc.

ANALIZE ŞI ABORDĂRI ALE TEMEI PROPUSE

Prezenta lucrare are drept scop modelarea tridimensională a părţilor componente ale coloanei de distilare de la instalaţiei de distilare cu talere şi a dispozitivelor auxiliare. Modelarea tridimensională permite vizualizarea spaţială a elementelor din componenţă şi permite o uşoară înţelegere a principiului de realizare a distilării.

La distilare se utilizează un echipament complex format din subansamble cu funcţii diferite. Dintre elementele componente face parte coloana de dsitilare.

Coloana de distilare este prinsă la partea superioară a blazei de distilare prin intermediul unei asamblări cu flanşe. Acest tip de asamblare permite o intervenţie rapidă în caz de avarie sau deteriorare a elementelor componente ale talerelor (clopoţei, supape etc.). Coloana de distilare are şase talere cu clopoţei; alimentarea cu vapori de amestec etanol-apă se face printr-un racord aferent fiecărui clopoţel. Numărul de talere determină un anumit grad de separare a amestecului. În dreptul fiecărui taler se află câte un robinet utilizat pentru prelevare de probe.

În lungul coloanei temperatura variază de la temperatura de fierbere a reziduului, apropiată de temperatura de fierbere a componentului greu volatil, la temperatura de condensare a distilatului, apropiată de temperatura de fierbere a componentului uşor volatil. Amplasarea celor cinci termocupluri pe coloana de distilare permite monitorizarea temperaturii.

După generarea modelului de bază, modelul de tip solid se construieşte prin adăugarea de entităţi solide care adaugă sau elimină material. Aceste entităţi sunt generate pe baza unor schiţe definite întotdeauna într-un plan de schiţare, plan ce va trebui definit.

Piesele generate cu ajutorul softului au fost integrate în subansamble sau într-un ansamblu. Realizarea asamblării s-a efectuat prin impunerea de constrângeri care definesc relaţiile dintre subansamble, cu respectarea ordinii de asamblare. La aplicarea constrângerilor numărul de grade de libertate al componentei se reduce în funcţie de tipul constrângerii necesare. O componentă căruia i s-au eliminat toate gradele de libertate este o componentă total constrânsă sau fixată.

Materialul pentru fiecare piesă modelată a fost selectat ulterior modelării prin activarea comenzii Color din Standard Bar a meniului principal din Autodesk Inventor.

Generarea tridimensională s-a efectuat pornind de la schiţa 2D a componentelor. În continuare sunt prezentate părţile componente ale coloanei de distilare şi etapele generării.

Subansamblul coloana de distilare – Fig. 1

Componente :

- cilindru

- vizoare (7 buc.)

- robinete de preluare a probelor (5 buc.)

- termocupluri (5 buc.)

- flanşe (2 buc.)

- racorduri (6 buc.)

Modelare :

- schiţarea unui contur de bază (cerc R125)

- extrudare cu adăugare de material (840 mm)

- s-a generat un plan tangent la cilindru în care

s-au desenat cercuri cu Ø80

- s-au realizat tronsoane pe care s-au montat cele 7 vizoare

Fig. 1

Modelare ansamblu clopot disc - Fig. 2

- realizare prin REVOLVE şi ansamblare finală a următoarelor componente:

- clopot

- taler

- deversor.

Fig. 2

Modelare vizor (7 bucăţi) – Fig. 3

- schiţare contur de bază (cerc Dext : Ø125,Dint Ø80)

- schiţă canale de strângere (6 bucăţi)

- extrudare pe 30 mm

Modelare lentilă: Ø100/grosime 4 mm

Modelare garnitură etanşare (Dext Ø 100, Dint Ø80/grosime 4 mm)

Fig. 3