1   2   3   4
Ім'я файлу: attach_16511478123068.docx
Розширення: docx
Розмір: 2442кб.
Дата: 28.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
сітян анюта.docx
рыболовный трауллер.docx
записка.doc
File 4.docx
110 механизм.doc
110 зуб..doc
детали машин.docx
310 зубчатый механизм.docx
gerasimov_vi_ribalko_vp_svinarstvo_i_tekhnologiia_virobnitst.pdf
записка+.docx

3.2 Вибір розрахункового тиску


Розрахунковим приймемо тиск при гідровипробуванні, що не перевищує величину робочого тиску атмосферної колони [28]:

535\* MERGEFORMAT (.)

де - Робочий тиск в апараті, МПа.

3.3 Розрахунок товщин стінок обичайок апарату




де - Діаметр апарату, приймається як найбільша величина діаметра корпусу

- Коефіцієнт міцності зварного шва визначається згідно [6], .



- Сума додатків до розрахункових товщин стінок, мм.

636\* MERGEFORMAT (.)

де c1 - збільшення компенсації корозії, мм.

737\* MERGEFORMAT (.)

де П - глибинний показник швидкості корозії матеріалу [12], .

- Термін служби апарату [12].

.

с2 - збільшення компенсації мінусового допуску, [12].

с3 - збільшення компенсації потонання стіни при технологічних операціях, [12, 16].





Приймаємо. Це значення відповідає наведеному в паспорті на абсорбційний апарат [28].

Допустимий внутрішній надлишковий тиск знайдемо за формулою [28]:
838\* MERGEFORMAT (.)

МПа

0,25 МПа << 0,98 МПа

Таким чином, матеріал відповідає вимогам по міцності.

Товщину кришки обчислюють за формулами [9]:

939\* MERGEFORMAT (.)

де - Розрахункова товщина стінки, мм [9]:

10310\* MERGEFORMAT (.)

де – радіус кривизни у вершині днища (кришки), мм.



11311\* MERGEFORMAT (.)

де – висота опуклої частини днища (кришки) без урахування циліндричної частини, для еліптичних днищ

мм



Суму додатків до розрахункових товщин стінок визначають за формулою [9]:

.

с2 - збільшення компенсації мінусового допуску,

с3 - збільшення компенсації потоншення стінки при технологічних операціях,





Приймаємо

Допустимий внутрішній надлишковий тиск складе:

12312\* MERGEFORMAT (.)

МПа

0,25 МПа << 0,978 МПа

Таким чином, матеріал відповідає вимогам по міцності.

3.4 Розрахунок зміцнення отворів


Отвір, що зміцнюється - отвір під штуцер введення пари А [28].

Діаметр елемента, що зміцнюється, для циліндричної обічайки дорівнює відповідно до проведених розрахунків і паспорта на апарат [28]:

1400 мм

Розрахунковий діаметр отвору в стінці обічайки, за наявності штуцера з круглим поперечним перерізом, вісь якого збігається з нормаллю до поверхні в центрі отвору обчислюють за формулою (3.92) [10]:
13313\* MERGEFORMAT (.)

де – внутрішній діаметр штуцера [24]:

14314\* MERGEFORMAT (.)

V - об'ємна витрата сировини, м3/с;

w – швидкість подачі сировини 1.2 м/с = 1,0 м/с.

м, приймемо d = 0,3 м

- Сума додатків до розрахункової товщини штуцера [10],





Коефіцієнт міцності, якщо площина, що проходить через поздовжній шов вальцованого штуцера і вісь цього штуцера, утворюють кут =90° з площиною поздовжнього осьового перерізу циліндричної обичайки, згідно з вимогами [6, 7], .

Розрахункову товщину стінки штуцера, навантаженого як внутрішнім, і зовнішнім тиском, обчислюють за такою формулою:

15315\* MERGEFORMAT (.)

де - Допустиме напруга для матеріалу зовнішньої частини штуцера при розрахунковій температурі [7], .

мм = 1 мм

Розрахункову довжину зовнішньої частини круглого штуцера, що бере участь у зміцненні отвору та враховується під час розрахунку, обчислюють за формулою:

16316\* MERGEFORMAT (.)

де - Виконавча зовнішня довжина штуцера [10],

s1 - виконавча товщина стінки штуцера, що визначається аналогічно формулі (91), мм.

15,44 мм

15,44 мм

Розрахункову довжину внутрішньої частини круглого штуцера, що бере участь у зміцненні отвору та враховується під час розрахунку, обчислюють за формулою:

17317\* MERGEFORMAT (.)

де l3 - Внутрішня виконавча довжина штуцера,

s3 - Виконавча товщина стінки внутрішньої частини штуцера, у разі проходить штуцера, згідно [10] складе, .

мм

мм

Ширину зони зміцнення в обичайках, переходах та днищах обчислюють за формулою [10]:
18318\* MERGEFORMAT (.)

.

Розрахункову ширину зони укріплення в стінці обічайки за відсутності торообразной вставки або вварного кільця визначають як:
19319\* MERGEFORMAT (.)

Розрахункову ширину накладного кільця обчислюють за такою формулою:

20320\* MERGEFORMAT (.)

де l2 -виконавча ширина накладного кільця,

s2 – виконавча товщина накладного кільця, згідно з [5], мм.

мм.

.

Відношення напруг, що допускаються, для штуцера [10]:

21321\* MERGEFORMAT (.)



Відношення напруг, що допускаються, для накладного кільця, аналогічно формулі (3.100), .

Відношення напруг, що допускаються, для внутрішньої частини штуцера, аналогічно формулі (3.100), .

Розрахунковий діаметр отвору, що не вимагає додаткового зміцнення, обчислюють за формулою [10]:

22322\* MERGEFORMAT (.)

.

Отвір вважається поодиноким, якщо найближчий до нього отвір не впливає на нього, що має місце, коли відстань між зовнішніми поверхнями штуцерів задовольняє умові [10]:

23323\* MERGEFORMAT (.)

де - Діаметр найближчого зміцнюваного елемента, штуцера .

Відповідно до [1], .

.

- умови виконуються.

Допустимий внутрішній надлишковий тиск обчислюють як: [10]

24324\* MERGEFORMAT (.)

де - Коефіцієнт, для циліндричної обічайки;

- Коефіцієнт зниження міцності.

25325\* MERGEFORMAT (.)





0,305 МПа << 1,304 МПа – умова дотримується

3.5 Розрахунок опори

Визначимо вагу обладнання згідно з [24].

Вагу колони у робочих умовах розраховують за формулою [24]:

26326\* MERGEFORMAT (.)

де Gуч - вага зміцнюючої частини колони, Н.

27327\* MERGEFORMAT (.)

де - щільність сталі, для марки 12Х18Н9Т С,

– загальна висота зміцнюючої та шоломової частин колони.

7,76м.

26269,88 М.

- Вага вичерпної частини колони, Н.
28328\* MERGEFORMAT (.)

де Hі - загальна висота вичерпної частини та ділянки від першої тарілки до опорної обичайки, м.

15,08м.

51050,23 Н

- Вага кришки, Н.

29329\* MERGEFORMAT (.)

н.

- Вага днища, визначається аналогічно формулі (117)

н.

- Вага тарілок, Н.

30330\* MERGEFORMAT (.)

де nукр - число тарілок у зміцнюючій частині, .

– вага однієї тарілки у зміцнювальній частині, згідно [8]

- Число тарілок у вичерпній частині, .

– вага однієї тарілки у вичерпній частині, згідно [8]

н.

- Вага теплоізоляції, Н.
31331\* MERGEFORMAT (.)

де – площа внутрішньої поверхні теплоізоляції;

32332\* MERGEFORMAT (.)

106,84 м2

- Товщина шару теплоізоляції, згідно з технічним завданням мм.

- Щільність матеріалу теплоізоляції (скловата).

H

Знайдемо - вага люків, Н.

33333\* MERGEFORMAT (.)

де nл-число люків при даній висоті колони, згідно [28].

mл – маса одного люка, згідно з діаметром 500 мм, 281 кг [28].

н.

Визначимо далі - вага майданчиків обслуговування, Н.А.



34334\* MERGEFORMAT (.)

де nпл.об. - Число майданчиків обслуговування, згідно [1] .

- Маса одного майданчика обслуговування.
35335\* MERGEFORMAT (.)

де - Поверхнева щільність майданчика обслуговування, .

Маса майданчика обслуговування знаходиться з умови, що 1 майданчик обслуговування приблизно дорівнює 1 клапанної тарілки.

Маса клапанної тарілки діаметром 1400 мм відповідно до ОСТ становить 83 кг. Тоді поверхнева щільність складе:

.

- Площа майданчика обслуговування.



36336\* MERGEFORMAT (.)

де - Зовнішній діаметр майданчика обслуговування, м.м.



37337\* MERGEFORMAT (.)

Усі майданчики обслуговування розташовані у зміцнювальній частині колони, тому

.

.

.

н.

- Вага робочого середовища, Н.

38338\* MERGEFORMAT (.)

де Нраб.ср - висота стовпа робочої рідини від нижньої точки днища апарату, м, приймаємо при випробуванні: м.

- Щільність робочої рідини (води), 1000 .

н.

де - вага опорної обичайки, Н.



39339\* MERGEFORMAT (.)

н.

Звідси знаходимо суму ваг елементів колони:

26269,88+51050,23+2*1871,62 + 29050 + +

+ 13783,05 + 26640,5 + = 217140,20 H
Приймаємо кількість опор,

Навантаження на одну опору складе:



Приймаємо циліндричну опору (типу 2 з зовнішніми стійками під болти рис.3.1) колонних пристроїв зі приведеним мінімальним навантаженням 0,125 МН і максимальним навантаженням 0,25 МН, [5] т.14.11 с.288



Рисунок 3.1 – Конструкція стандартної циліндричної опори тип 2


Параметри опори:

Висота опорної оболонки: ;

Товщина опорної оболонки: ;

Товщина опорного кільця ;

Товщина опори (лап): ;

Висота опори (лап): ;

Ширина опори: ;

Діаметри .

Діаметр опори: [5] т.14.10 s.287

- зовнішній діаметр кільця:

- Діаметр кола болта:

- Внутрішній діаметр кільця:

3.6 Перевірочний розрахунок обладнання

Визначимо вагу обладнання згідно з [24].

Вагу колони у робочих умовах розраховують за формулою [24]:

40340\* MERGEFORMAT (.)

де Gуч - вага зміцнюючої частини колони, Н.

41341\* MERGEFORMAT (.)

де - щільність сталі, для марки 12Х18Н9Т С,

– загальна висота зміцнюючої та шоломової частин колони.

7,76м.

26269,88 М.

- Вага вичерпної частини колони, Н.
42342\* MERGEFORMAT (.)

де Hі - загальна висота вичерпної частини та ділянки від першої тарілки до опорної обичайки, м.

15,08м.

51050,23 Н

- Вага кришки, Н.

43343\* MERGEFORMAT (.)

н.

- Вага днища, визначається аналогічно формулі (117)

н.

- Вага тарілок, Н.

44344\* MERGEFORMAT (.)

де nукр - число тарілок у зміцнюючій частині, .

– вага однієї тарілки у зміцнювальній частині, згідно [8]

- Число тарілок у вичерпній частині, .

– вага однієї тарілки у вичерпній частині, згідно [8]

н.

- Вага теплоізоляції, Н.
45345\* MERGEFORMAT (.)

де – площа внутрішньої поверхні теплоізоляції;

46346\* MERGEFORMAT (.)

106,84 м2

- Товщина шару теплоізоляції, згідно з технічним завданням мм.

- Щільність матеріалу теплоізоляції (скловата).

H

Знайдемо - вага люків, Н.

47347\* MERGEFORMAT (.)

де nл-число люків при даній висоті колони, згідно [28].

mл – маса одного люка, згідно з діаметром 500 мм, 281 кг [28].

н.

Визначимо далі - вага майданчиків обслуговування, Н.А.



48348\* MERGEFORMAT (.)

де nпл.об. - Число майданчиків обслуговування, згідно [1] .

- Маса одного майданчика обслуговування.
49349\* MERGEFORMAT (.)

де - Поверхнева щільність майданчика обслуговування, .

Маса майданчика обслуговування знаходиться з умови, що 1 майданчик обслуговування приблизно дорівнює 1 клапанної тарілки.

Маса клапанної тарілки діаметром 1400 мм відповідно до ОСТ становить 83 кг. Тоді поверхнева щільність складе:

.

- Площа майданчика обслуговування.



50350\* MERGEFORMAT (.)

де - Зовнішній діаметр майданчика обслуговування, м.м.



51351\* MERGEFORMAT (.)

Усі майданчики обслуговування розташовані у зміцнювальній частині колони, тому

.

.

.

н.

- Вага робочого середовища, Н.

52352\* MERGEFORMAT (.)

де Нраб.ср - висота стовпа робочої рідини від нижньої точки днища апарату, м, приймаємо при випробуванні: м.

- Щільність робочої рідини (води), 1000 .

н.

де - вага опорної обичайки, Н.



53353\* MERGEFORMAT (.)

н.

Звідси знаходимо суму ваг елементів колони:

26269,88+51050,23+2*1871,62 + 29050 + +

+ 13783,05 + 26640,5 + = 217140,20 H

Вага майданчика в умовах гідровипробування визначається за такою формулою:
54354\* MERGEFORMAT (.)

де - обсяг колони, що заповнюється водою при гідровипробуванні,



55355\* MERGEFORMAT (.)

35,86 м3



217140,20 - 1000 * 35,86 * 9,81 = 546282,74 Н

Максимальне навантаження від власної ваги в умовах монтажу розраховується за формулою
56356\* MERGEFORMAT (.)

217140,20 - 22640,5 = 194499,70 Н

Мінімальне навантаження від власної ваги в умовах монтажу (після встановлення колони у вертикальне положення) обчислюється як:
57357\* MERGEFORMAT (.)

26269,88+51050,23+2. 1871,62 + 13783,05 + 8463,23 = 103309,62 Н

Визначимо розрахункові зусилля від вітрових та сейсмічних впливів за робочих умов [17].

Період основного тону своїх коливань апарату [17]:

58358\* MERGEFORMAT (.)

де - модуль поздовжньої пружності матеріалу колони при розрахунковій температурі Па.

- Коефіцієнт нерівномірності стиснення ґрунту, згідно [9.

- Мінімальний момент інерції підошви фундаменту,



59359\* MERGEFORMAT (.)

де - Діаметр підошви фундаменту, м.м.

60360\* MERGEFORMAT (.)

де - Зовнішній діаметр фундаментного кільця, м.м.

61361\* MERGEFORMAT (.)

де Dн - зовнішній діаметр опорної обичайки, .

- Коефіцієнт, згідно [10], .

м.

м.

.

– момент інерції верхнього основного металевого перерізу щодо центральної осі,

62362\* MERGEFORMAT (.)



- безрозмірний коефіцієнт, згідно з [5] визначається за формулою:

63363\* MERGEFORMAT (.)

де - Висоти верхньої, нижньої частин колони, а також висота опори відповідно (рисунок 3.2), м.

м.

м.

м.

- безрозмірні коефіцієнти [22]:

64364\* MERGEFORMAT (.)

де I2 – момент інерції нижнього основного металевого перерізу щодо центральної осі визначається за аналогічною формулою.



Рис. 3.2 - Основні перерізи апарату [22]



Звідси знаходимо:

8,466

65365\* MERGEFORMAT (.)

де I3 – момент інерції металевого перерізу опори щодо центральної осі,

.

66366\* MERGEFORMAT (.)



Звідси знаходимо γ:

0,605

- Відносне переміщення центрів тяжкості ділянок, .

67367\* MERGEFORMAT (.)

де - Коефіцієнт координат перерізу. Значення коефіцієнтів , координат середин ділянок , і навіть розрахованих за формулою (3.132) відносних переміщень зведено таблицю 3.20.

Таблиця 3.20 – Значення коефіцієнтів та відносних переміщень



9,03
4,52
1,51



0,66
0,13
0,0025



9,316
5,642
2,816

Звідси знаходимо:

0,931 с

Нормативні значення статичної складової вітрового навантаження на середині i-ої ділянки апарату, згідно з [9], визначають за формулою:

68368\* MERGEFORMAT (.)

де q0 – швидкісний напір вітру, згідно з вітровим районом II .

- Коефіцієнт, що враховує зміну швидкісного напору за висотою:

69369\* MERGEFORMAT (.)

1,267, 1,001, 0,525

де - Аеродинамічний коефіцієнт, прийнятий рівним [22].

.

.

.

Статична складова вітрового навантаження на i-му ділянці:

70370\* MERGEFORMAT (.)

де Di - Зовнішній діаметр i-ого ділянки колони, для всіх 3 ділянок;

- Висота i-ої ділянки колони, м. н.

н.

н.

н.

Динамічна складова вітрового навантаження на i-му ділянці визначається за формулою [22]:

71371\* MERGEFORMAT (.)

де - Коефіцієнт кореляції пульсації тиску вітру.

72372\* MERGEFORMAT (.)



- Коефіцієнт динамічності при вітровому навантаженні:

73373\* MERGEFORMAT (.)

де - Параметр.

74374\* MERGEFORMAT (.)

0,02

1,662

- Наведене відносне прискорення центру тяжкості i-ої ділянки.

75375\* MERGEFORMAT (.)

де mk - Коефіцієнт пульсації швидкісного напору середини k-ого ділянки.

76376\* MERGEFORMAT (.)

0,892, 1, 1,366

Розраховані значення в залежності від зведені до таблиці 3.21.

Таблиця 3.21 - Розрахункові значення



9,316
5,642
2,816



0,12
0,073
0,036

Звідси знаходимо [22]:

н.

н.

н.

Загальне вітрове навантаження на i-му ділянці визначається за формулою [22]:

77377\* MERGEFORMAT (.)

н.

н.

н.

Згинальний момент у розрахунковому перерізі висоті від дії вітрового навантаження на обслуговуючий майданчик визначається за формулою:

78378\* MERGEFORMAT (.)

де – площа, обмежена контуром j-го майданчика, .

79379\* MERGEFORMAT (.)

де - Висота профілю майданчика обслуговування, для кожного майданчика обслуговування в апараті м. Всі майданчики обслуговування знаходяться в зміцнювальній частині колони, отже величина площі, обмеженої контуром майданчика, буде однакова для всіх майданчиків.

.

- Коефіцієнт:

80380\* MERGEFORMAT (.)

.

.

.

Розраховані значення наведено у таблиці 3.22. Тут координаті відповідає переріз, координаті м - переріз колони, відповідає переріз, відповідає переріз (рисунок 3.3) [17, 22].

Загальний згинальний момент у розрахунковому перерізі на висоті визначається за формулою:

81381\* MERGEFORMAT (.)

Напругу в суцільному зварному шві, що кріпить корпус апарату до циліндричної опорної частини, визначають у небезпечному перерізі W – W:

82382\* MERGEFORMAT (.)

fc – площа небезпечного перерізу шва, для кола діаметром 1,4 м дорівнює:

fc = 2. π. Dн/2. s

fc = 2. 3,14. 1,4/2. 0,010 = 0,044 м2

Wc - момент опору зварного шва згину, приймемо рівним 0,4;

Qmax - вага апарата при гідровипробуванні, знайдений раніше 217140,20 H;

M/ – згинальний момент щодо перерізу зварного шва від вітрових та ексцентрично доданих масових навантажень, що діють вище зварного шва.

83383\* MERGEFORMAT (.)

Підставивши дані, отримаємо:

σс= (217140,20/0,044) + (3,398.104/0,4) = 5,024 МПа



Рис. 3.3 - Розташування розрахункових перерізів [17]

Таблиця 3.22 - Зведена таблиця результатів

Параметр
Значення х13
Значення х12
Значення х11

xi, м
9,03
4,51
1,51

θi
1,267
1,001
0,525

mi
0,892
1,000
1,366

χi
1,195
0,354
0,013

для перерізу W – W
5,329
3,012
0

для перерізу Z – Z
2,317
1,987
0

загальний
3,398
1,904
1,066

Напруга в зварному шві під час роботи на зріз:



[σ] = 108 – допустима напруга розтягування для основного металу,

φ = 0,8 – коефіцієнт міцності зварного шва.

σс ≤ 0,8. 108 . 0,8 = 69,12 МПа,

Звідки 5,024 МПа ≤ 69,12 МПа – конструкція стійка

СПИСОК ЛІТЕРАТУРІ


  1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. 8-е изд., перераб. и доп. Москва : Химия, 1971. 784 с. 2.

  2. Плановский А. Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии : Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. Москва : Химия, 1987. 496 с.

  3. Машины и аппараты химических производств / под ред. д-ра техн. наук, проф. И. И. Чернобыльского. 3-е изд., перераб. и доп. Москва : Машиностроение, 1974. 456 с.

  4. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии : Учебное пособие для вузов / под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. 10-е изд., перераб. и доп. Ленинград : Химия, 1987. 576 с.

  5. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: машиностроение, 1981. - 382 с.

  6. Методичні вказівки та контрольні завдання до самостійної роботи з дисципліни «Процеси та апарати хімічних виробництв» / укладачі: Я. Є. Михайлівський, М. П. Юхименко. - Суми: Сумський державний університет, 2020. - 49 с.

  7. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. - М.:Химия, 1991. — 496 с.

  8. Гребенік А.Є. Курсовий проект з дисципліни Процеси та апарати хімічних виробництв. Суми , 2021 рік, 25с.

  9. Гребенік А.Є. Курсовий проект з дисципліни Машини та апарати нафтопереробних виробництв. Суми , 2022 рік, 29с.

1   2   3   4

скачати

© Усі права захищені
написати до нас