Прочностной расчет абсорбционной колонны

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ВВЕДЕНИЕ

абсорбционный колонна прочностной

Абсорбцией называют процесс поглощения газов или паров (абсорбтивов) из газовых или паро-газовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).

В абсорбционных процессах участвуют две фазы -- жидкая и газовая и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую. Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи.

На практике абсорбции подвергают большей частью не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых (одна или несколько) могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах. Эти составные части называют абсорбируемыми компонентами или просто компонентами, а непоглощаемые составные части -- инертным газом.

Области применения абсорбционных процессов в химической и смежных отраслях промышленности весьма обширны. Некоторые из этих областей указаны ниже:

Получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью. Примерами могут служить: абсорбция SO3 в производстве серной кислоты; абсорбция HCI с получением соляной кислоты; абсорбция окислов азота водой (получение азотной кислоты) и т. д.

Разделение газовых смесей для выделения одного или нескольких ценных компонентов смеси. В этом случае применяемый поглотитель должен обладать, возможно, большей поглотительной способностью по отношению к извлекаемому компоненту и возможно меньшей по отношению к другим составным частям этой газовой смеси. Например: абсорбция бензола из коксового газа, абсорбция ацетилена из газов крекинга или пиролиза природного газа.

Очистка газа от примесей вредных компонентов. Такая очистка осуществляется, прежде всего, с целью удаления примесей, не допустимых при дальнейшей переработке газов (например, очистка нефтяных и коксовых газов от H2S, очистка азотоводородной смеси для синтеза аммиака от СО2, и СО и т. д.)

Улавливание ценных компонентов из газовой смеси для предотвращения их потерь, а также по санитарным соображениям, например рекуперация летучих растворителей.

1. УСТРОЙСТВО АППАРАТА И ВЫБОР КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Описание устройства и принцип работы аппарата

Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называются абсорберами.

При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. Исходя из способа создания этой поверхности, абсорбционные аппараты можно подразделить на следующие группы:

· Поверхностные и пленочные

· Насадочные

· Барботажные (тарельчатые)

· Распыливающие

В нашей курсовой работе рассматривается насадочный абсорбер.

Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, вследствие чего насадочные абсорберы можно рассматривать как разновидность пленочных. В то же время между насадочными и пленочными абсорберами, в том числе абсорберами с листовой насадкой, имеются различия. В пленочных абсорберах пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, тогда как в насадочном -- лишь по высоте элемента насадки. При перетекании жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе образуется новая пленка. Некоторая часть жидкости при этом проваливается в виде капель через расположенные ниже слои насадки.

При определенных условиях пленочное течение жидкости в насадочных абсорберах нарушается, и контакт между газом и жидкостью осуществляется в режиме барботажа.

Насадочный абсорбер (рис. 1.) состоит из колонны, в которой помещена поддерживающая решетка 3; на этой решетке уложен слой насадки 7. Орошающая жидкость подается на насадку при помощи распределительного устройства 9. В показанном на рис. 1 абсорбере насадка уложена двумя слоями, с установленными под каждым слоем отдельными поддерживающими решетками и установленной между слоями перераспределительным устройством 6 для перераспределения жидкости.

Движение газа и жидкости в насадочных абсорберах обычно осуществляется противотоком. Прямоток (нисходящий) применяют довольно редко.

Колонные аппараты состоят, как правило, из вертикального корпуса (обечайки), эллиптической крышки и днища, и жестко скрепленной с корпусом обечайки цилиндрической формы.

Корпус колонны выполнен цельносварным. Цельносварной корпус колонны представляет собой цилиндрическую обечайку с приварными стандартными эллиптическими отбортованными днищем и крышкой. Для загрузки и выгрузки насадки в верхней и нижней части каждой секции устанавливают люки. Очищаемый газ подается через штуцер 2, расположенный в нижней части колонны. Жидкость отводится через штуцер 10, расположенный в днище. Очищенный газ выводится из колонны через штуцер 8. Колонна устанавливается на фундаменте с помощью цилиндрической опоры.

Схематическое изображение абсорбционной колонны представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Абсорбционная колонна.

1-опора, 2-вход очищаемого газа, 3-опорная решетка, 4-люки, 5-технологический штуцер, 6- устройство перераспределительное, 7-слой насадки, 8-выход очищенного газа, 9-распределитель жидкости, 10-выход жидкости.

1.2 Выбор конструктивного исполнения элементов аппарата

Современное химическое производство со специфическими условиями работы химического оборудования, характеризуемыми часто высокими рабочими параметрами (температурой и давлением), особенно при агрессивности, токсичности и огне- и взрывоопасности перерабатываемой среды и в основном большой производительности, требует создания аппаратов только высокого качества.

Высокое качество аппаратов характеризуется высокой эффективностью, зависящей от эффективности технологического процесса, осуществляемого в аппарате, и его производительностью. Также характеризуется долговечностью (сроком службы не менее 10 лет), экономичностью, надежностью, безопасностью, удобством и простотой обслуживания в эксплуатации, параметрами, зависящими как от качества конструкции, так и от качества изготовления, формой аппарата, удовлетворяющей требованиям технической эстетики (округлая форма, отсутствие острых выступающих частей и т. д.).

Основными элементами, подлежащими выбору и конструктивной проработке, являются обечайки, днища, крышки, фланцевые соединения, люки и опоры.

Обечайки колонных аппаратов выполняются в виде полого цилиндра. Изготавливаются вальцовкой из листового проката, реже из сварных труб большого диаметра или поковок.

Исполнительную толщину стенки вальцованных обечаек при толщине их 6… 42 мм, следует принимать только четных размеров.

К расчету принимаем обечайку цилиндрической формы выполненную вальцовкой из листового проката. Листы сварены встык, также встык сварены свальцованные части обечайки.

Наиболее широкое применение получили днища эллиптической формы с отбортовкой на цилиндр. такие днища особенно широко применяются в сварных аппаратах химической промышленности.

К расчету принимаем днище эллиптической формы с отбортовкой на цилиндр. Соединение днища с обечайкой производится сваркой встык.

Крышка корпуса аппарата представляет собой днище эллиптической формы. Соединение крышки аппарата с корпусом производится сваркой встык.

Насадочная колонна снабжена четырьмя люками, используемыми для осмотров, загрузки и выгрузки насадки. Люки представляют собой штуцера с фланцевыми крышками. Как и на крышке, фланцевое соединение подбирается согласно рабочих условий, агрессивности и токсичности среды в аппарате.

В курсовой работе принимаем стандартные люки с крышками эллиптической формы по ОН 26−01−10−65, согласно [3, с. 599]

Тип уплотнения фланцевого соединения штуцеров и люков колонны выбирается в зависимости от условий проведения процесса в аппарате, а также от свойств рабочей среды. Поскольку давление в колонне менее 2,5 МПа, а температура 20 °C, что приемлемо для любых типов фланцев, то определяющим параметром при выборе типа уплотнения фланца являются специфические свойства веществ находящихся в колонне. Согласно [3, с. 513] для люков выбираются фланцы с уплотнительной поверхностью шип-паз. Согласно [1,с. 213] тип фланца стальной плоский приварной с шипом и пазом ГОСТ 28 759. 2−90 для люков. Для штуцеров плоские приварные фланцы с уплотнительной поверхностью выступ или впадина по ГОСТ 12 820–80 согласно таблицы 13.1 [1, с. 212].

1.3 Выбор конструкционных материалов

Выбор конструкционных материалов аппарата зависит от условий проведения технологического процесса, коррозионной активности рабочей среды и технологии изготовления аппарата.

Процесс в колонне протекает при наибольшей температуре 20 °C. Основными компонентами рабочей среды абсорбционной колонны являются вода, воздух и хлор. При контакте хлора с водой, образуется хлорная вода.

Хлорная вода — водный раствор хлора. Содержит молекулы хлора (Cl2), хлорноватистую кислоту (HClO) и хлороводородную, или соляную кислоту (HCl). Для данных веществ, в условиях процесса, все стали имеют низкую коррозионную стойкость, поэтому для снижения стоимости аппарата, для обечайки, днища, опоры, штыри, цапфы и других элементов конструкции колонны, выбираем углеродистую сталь ВСт-3пс4 ГОСТ 380–94 согласно таблицы 3.1 [1 с. 24], с последующим покрытием внутренней поверхности аппарата перхлорвиниловым лаком [4, с. 248, 312]. Данный металл хорошо сваривается и широко распространен в машиностроении.

Материал заготовок или готовые крепежные изделия должны быть термообработаны. Сопрягаемые гайки и болты (шпильки) должны изготавливаться из разных по твердости материалов, при этом предпочтительно более твердыми принимать болты (шпильки). Согласно таблицы 3. 19 [1,с. 76] материалом крепежных деталей выбираем Сталь 20 ГОСТ 1050–88.

Твердость по Бринелю Н В, не более:

Для болтов (шпилек) НВ=207

Для гаек НВ=143.

Сварка прямолинейных и кольцевых швов обечайки и опоры выполняется автоматическим способом под флюсом.

Материал для сварки стали ВСт-3пс4 согласно [1, с. 81]:

Марка проволоки СВ-08ГА ГОСТ 2246–70

Марка флюса АН-346А ГОСТ 9087–81.

Наиболее целесообразным методом уплотнения разъемных соединений в разборных аппаратах является уплотнение прокладками. Применение прокладок требует меньших усилий обжатия и позволяет обеспечить герметичность соединения, смежные поверхности которого обработаны с меньшей точностью и более низкой частотой, чем это необходимо для обеспечения герметичности при контакте без прокладки.

Материал прокладки выбираем паронит кислотостойкий ПК ГОСТ 481–80.

2. ЦЕЛЬ РАСЧЕТОВ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2.1 Цель расчетов

Целью данного расчета является:

· Определение толщин стенок обечаек, днищ корпуса и рубашки;

· Расчет аппарата на устойчивость от действия изгибающих моментов;

· Определение основных размеров укрепляющих элементов отверстий;

· Выбор фланцевого соединения, определение диаметра и числа болтов фланцевого соединения;

· Подбор и расчет опоры.

2.2 Расчетная схема аппарата

Расчетная схема аппарата представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Расчетная схема аппарата

2.3 Исходные данные для расчета

Исходные данные:

Назначение

Абсорбция

Исполнение

Цельносварная

Основные размеры.

Диаметр колонны

D=4000 мм,

Условные диаметры штуцеров

dy1=160 мм,

dy2=250 мм,

dy3=800 мм,

dy4=250 мм,

dy5=500 мм,

Высота сепараторной части

hc=1400 мм,

hк=3000 мм,

Высота насадки, м

13+13

Изгибающий момент

М=0,22МН·м

Тип опоры

Цилиндрическая

Высоту опоры принять как

hо=0,7· hк,

Высоту перераспределительной части принять как

hc1=0,7· hc,

Температура

t=20°С,

Давление, абсолютное

Максимальное

Рmax=1,1 МПа,

Минимальное

Рmin=0,015 МПа,

Среда

Вода, хлор, воздух.

Высота опоры, согласно заданию:

hо=0,7· hк=0,7·3=2,1 м.

высота перераспределительной части, согласно заданию:

hc1=0,7· hc=0,7·1,4=0,98 м.

2.4 Определение расчетных параметров

2.4.1 Расчетная температура

Расчетная температура стенки t определяется на основании результатов испытания или тепловых расчетов. В случае невозможности проведения расчетов и испытаний при положительных температурах рассчитывается по формуле:

t= max (tc; 20°С), (1)

где tc — наибольшая температура среды.

По формуле (1):

t= max (20°С; 20°С);

t=20°С.

2.4.2 Расчетное давление

В условиях поставленной задачи имеют место два случая.

1. На аппарат действует внутреннее избыточное давление.

В этом случае:

Р1=1,1−0,1=1 МПа.

2. На аппарат действует внешнее давление.

В этом случае:

Р2=0,1−0,015=0,085 МПа.

2.4.3 Пробное давление

Согласно [7], пробное давление для вертикально установленных аппаратов определяем по формуле:

Рпр=1,25РR ,(2)

где =154 МПа, допускаемые напряжения для стали ВСт-3пс4, при температуре t=20°С, -допускаемые напряжения при рабочей температуре, согласно приложения, А [7].

По формуле (2):

Рпр1=1,25РR =1,25·1· =1,25 МПа.

Для условий гидроиспытаний в горизонтальном положении аппарата:

Рпр2= Рпр1+ свg (H-D)·10−6(3)

где св =998 кг/м3 — плотность воды, g=9,81 м/с2 — ускорение свободного падения,

По формуле (3) получаем:

Рпр2= Рпр1+ свg (H-D)·10−6= 1,25+998·9,81·(33,52−4)·10−6=1,54 МПа

2.4.4 Допускаемые напряжения для материала колонны при статических однократных нагрузках

Корпус колонны изготовлен из стали ВСт-3пс4. Этой марке стали соответствует допускаемое напряжение согласно ГОСТ 52 857.1 — 2007 при расчетной температуре t=20°С:

=154 МПа.

Допускаемое напряжение [у] при расчете по предельным нагрузкам сосудов, работающих при статических однократных нагрузках, вычисляют по формулам:

— для углеродистых, низколегированных, ферритных, аустенитно-ферритных, мартенситных сталей и сплавов на железноникелевой основе:

=з·min (4)

где з=1 — поправочный коэффициент, учитывающий вид заготовки, =250 МПа — расчетное значение предела текучести при температуре 20 °C по таблице Б1 [7],=460 МПа — расчетное значение временного сопротивления при температуре 20 °C по таблице Б2 [7], nв=2,4 — коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению (пределу прочности) по таблице 1 [7], пт=1,5- коэффициент запаса по пределу текучести по таблице 1 [7],

Допускаемые напряжения согласно формуле (4)

=1·min= min (166,7; 191,7)

=166,7 МПа.

2.4.4.1 При гидравлических испытаниях

При гидравлических испытаниях допускаемые напряжения находим по формуле:

(5)

Допускаемые напряжения согласно формуле (5):

= 1·()=166,7 МПа.

2.4.5 Модуль упругости

При температуре t=20°С, согласно таблицы В.1 [7] Е=1,99·105 МПа.

2.4.6 Коэффициенты запаса устойчивости

Согласно ГОСТ 52 857. 1−2007 коэффициенты запаса устойчивости:

Для рабочих условий

ny=2,4

для условий испытаний и монтажа

ny=1,8

2.4.7 Коэффициент прочности сварных швов

Согласно таблицы Д. 2 [7] коэффициент прочности сварных швов:

ц=0,9.

2.4.8 Прибавка к расчетной толщине стенки

Общая прибавка к расчетному значению толщины стенки корпуса колонны находится по формуле:

с=с1+с2+с3, (6)

где с1 — суммарная прибавка для компенсации коррозии и эрозии, с1 = 0, т.к. внутренняя поверхность колонны покрывается коррозионно-защитным перхлорвиниловым лаком; с2- прибавка к расчетной толщине стенки корпуса для компенсации минусового значения предельного отклонения по толщине листа, согласно таблицы 2. 22 [3, с. 102] с2=0,8 мм; с3 — прибавка к расчетной толщине стенки корпуса для компенсации утонения стенки элементов аппарата в процессе изготовления, с3 = 0.

По формуле (6) общая прибавка к расчетной толщине стенки:

с=с1+с2+с3=0+0,8+0=0,8 мм.

3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТА

3.1 Расчет цилиндрических обечаек

3.1.1 Расчетная толщина стенки, работающей под действием внутреннего избыточного давления находится по формуле:

Sр=, 7)

где D — диаметр обечайки колонны; Р1 — внутреннее избыточное давление; - допускаемые напряжения для стали ВСт-3пс4, при температуре t=20°С; цр — коэффициент прочности сварных швов.

По формуле (7) имеем:

Sр1= = =0,1 334, м.

Расчетная толщина стенки при условии гидроиспытаний

Sр2= (8)

где Рг — внутреннее избыточное давление при условиях гидроиспытаний, — допускаемые напряжения для стали ВСт-3пс4, при условиях гидроиспытаний аппарата,

Рг= Рпр1+свgH·10−6(9)

По формуле (9) получаем: Рг= 1,25+998·9,81·33,52·10−6=1,579 МПа

Проверим необходимость расчета для условий гидроиспытаний

Рг? 1,35Р1 (10)

По формуле (10) получаем

Рг? 1,35Р1= 1,35·1 =1,35?1,579

Условие выполняется, необходим дополнительный расчет

= (11)

где =250 МПа — Расчетное значение предела текучести, при 20°С

По формуле (11) получаем

= = 227,27 МПа.

По формуле (8) имеем

Sр2== = 0,0155 м

3.1.2 Расчетная толщина стенки, работающей под действием наружного давления находится по формуле

Sр3= max (12)

где Е=1,99·105 МПа — Расчетное значения модуля продольной упругости, l=32,19м — расчетная длина гладкой обечайки,

В= max (13)

По формуле (13) получаем

В=max=max= max=1

Подставим полученные данные в формулу (12)

Sр3= max =

=max=max{0,0277 0,0012}=0,0277 м.

Sр = max { Sр1; Sр2; Sр3 }(14)

По формуле (13) расчетная толщина стенки:

Sр = max { Sр1; Sр2; Sр3} = max { 0,0133; 0,0155; 0,0277}=0,0277 м.

3.1.3 Исполнительная толщина стенки определяется с учетом прибавки к расчетной толщине, исходя из условия

S? Sр+c. (15)

где Sр — расчетная толщина стенки; с — общая прибавка к расчетному значению толщины стенки корпуса колонны.

Исходя из условия (15), исполнительная толщина стенки:

S? Sр+c=0,0277+0,0008=0,0285 м = 28,5 мм.

Выбираем ближайшее большее стандартное значение толщины стенки S=30 мм.

3.1.4 Расчет обечайки, работающей под совместным действием наружного давления, внешней осевой сжимающей силы и внешнего изгибающего момента

Обечайки, работающие под совместным действием совместных нагрузок Р3, F1 и М проверяют на устойчивость по условию:

(16)

где [P], [F], [M] - допускаемое давление, осевая сила и момент соответственно.

Допускаемое наружное давление определяется по формуле:

, (17)

где [P]Е — допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости; [Р]П — допускаемое давление из условия прочности.

Допускаемое давление из условия прочности определяется по формуле:

, (18)

По формуле (18) получаем:

= = 2,24 МПа

Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:

[P]E= (19)

где В1= (20)

По формуле (20) получаем:

В1= =

== 1,0

По формуле (19) имеем:

[P]E==0,098 МПа

Допускаемое наружное давление по формуле (17):

= = 0,167 МПа

Допускаемая осевая сжимающая сила определяется по формуле:

, (21)

где [F]П — допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности; [F]Е — допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости.

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности, определяется по формуле:

[F]П = р·(D+S-c)·(S-c)·[у]20(22)

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:

[F]E= min {[F]E1; [F]E2},(23)

где [F]E1 — допускаемая осевая сжимающая сила, определяемая из условия местной устойчивости в пределах упругости, [F]E2 — допускаемая осевая сжимающая сила, определяемая из условия общей устойчивости в пределах упругости.

Допускаемая осевая сжимающая сила [F]E1, определяемая из условия местной устойчивости в пределах упругости, определяется по формуле:

[F]E1=, (24)

Допускаемая осевая сжимающая сила [F]E2, определяемая из условия общей устойчивости в пределах упругости, определяется по формуле:

[F]E2=, (25)

где — гибкость

Гибкость определяется по формуле:

,(26)

где — приведенная расчетная длина.

Приведенная расчетная длина, согласно таблицы 1 [7], определяется по формуле:

=2·l,(27)

По формуле (27) имеем:

=2·32,186 = 64,372, м.

Определим гибкость по формуле (26):

= 45,21.

Допускаемая осевая сжимающая сила [F]E1, определяемая из условия местной устойчивости в пределах упругости, по формуле (24):

[F]E1= = 187,25 МН.

Допускаемая осевая сжимающая сила [F]E2, определяемая из условия общей устойчивости в пределах упругости, по формуле (25):

[F]E2==

= 147,76 МН

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости по формуле (23):

[F]E= min {[F]E1; [F]E2}= min {187,25; 147,76}=147,76 МН

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности, по формуле (22):

[F]П=р·(D+S-c)·(S-c)·[у]20=3,14·(4+0,30−0,0008)(0,030−0,0008)·154=60,67 МН

Допускаемая осевая сжимающая сила по формуле (21):

== 56,12 МН.

Определяем осевое сжимающее усилие, под которым понимается собственный вес аппарата, вес подвешенных частей, давление вакуума, и вес жидкости находящейся в колонне.

Вес корпуса аппарата определяется по формуле:

Gкор=1,05·сст·g·(Vоб+Vдн),(28)

где Vоб — объем стенок обечайки; g = 9. 81 м/с2 ускорение свободного падения; Vв. дн — объем стенок верхнего днища; сст = 7850 кг/м3 — плотность стали.

Объем стенок обечайки определяется по формуле:

Vоб = р·D·S·Hоб (29)

где Hоб = 31,38 м — высота обечайки.

По формуле (29) получаем:

Vоб = р·D·S·Hоб = 3,14·4·0,030·31,38 = 11,83 м³.

Объем стенок верхнего днища находится по формуле:

Vв. дн = Fдн·Sдн,(30)

где Fдн= 18,2 м2 — площадь днища согласно таблицы 16,1 [3, с. 440], Sдн = 0,030 м — толщина стенки днища (принимаем равной толщине стенки обечайки)

По формуле (30) получаем:

Vв. дн = Fдн·Sдн = 18,2·0,030=0,546 м³.

Вес корпуса аппарата по формуле (27):

Gкор=1,05·сст·g·(Vоб+Vдн)= 1,05·7850·9,81·(11,83+0,546)= 1 000 710,1Н = = 1. 0007МН.

Вес подвешенных частей аппарата определяется по формуле:

Gпча= g (mн+ 2·mр+2·mcт. о+mр.у.)(31)

где mн — масса насадки, mр =1642 кг.- масса решетки под насадки, mcт. о = 714 кг. — масса стальных опор для решеток, mр.у. = 820 кг (520 кг (ТСН II) и 300 кг (ТСН III)) — масса распределительных устройств.

Масса насадки определяется по формуле:

mн= сн·Vн,(32)

где сн=552 кг/м3 -плотность насадки (кольца Рашига диаметр 50 мм), Vн — объем насадки, находится по формуле:

Vн = (33)

где — высота первого и второго слоя насадки соответственно.

По формуле (33) имеем:

Vн = ==326,56 м³

Масса насадки по формуле (32):

mн= сн·Vн =552·326,56 =180 261,12 кг.

Вес подвешенных частей аппарата по формуле (31):

Gпча= g (mн+ 2·mр+2·mcт. о+mр.у.) = 9,81·(180 261,12+2·714+820)=1 790 414,4672Н=1,79 МН

Давление вакуума определяется по формуле:

(34)

По формуле (34) имеем:

= = 2,2 МН

Вес жидкости в колонне находится по формуле:

Gж= g (mжк+mжн)(35)

где mжк — масса жидкости в кубовой части, mжн — масса жидкости стекаемой по насадке.

Масса жидкости в кубовой части находится по формуле:

mжк=, (36)

где — высота кубовой части колонны, = 998 кг/м3 — плотность жидкости при 20 °C.

Масса жидкости в кубовой части по формуле (36):

mжк= = =18 840 кг.

Масса жидкости стекаемой по насадке находится по формуле:

mжн = 0,05·Vн (37)

Масса жидкости стекаемой по насадке по формуле (36):

mжн = 0,05·Vн= 0,05·326,56=16,328 кг.

Вес жидкости в колонне по формуле (35):

Gж= g (mжк+mжн)= 9,81(18 840+16,328)= 184 980,58Н = 0,185 МН

Осевая сжимающая сила находится по формуле:

F1= Gкор+ Gпча++ Gж. (38)

По формуле (38) имеем:

F1= Gкор+ Gпча++ Gж=1,0007 + 1,79+2,2+0,185=5,176 МН

Допускаемый изгибающий момент определяется по формуле:

(39)

где — допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости; - допускаемый изгибающий момент из условия прочности.

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности определяется по формуле:

[F]п (40)

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:

(41)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности по формуле (40):

[F]п==60,67, МН·м,

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости по формуле (41):

= = 214 МН·м

Допускаемый изгибающий момент по формуле (39):

= 58,37 МН·м

Проверка устойчивости по условию (16):

Условие устойчивости обечайки выполняется.

3.1.5 Расчет обечайки в условиях гидроиспытаний

Давление в аппарате в условиях гидроиспытаний с учетом давления столба жидкости определяется по формуле:

Рг.и. =Рпр+св·g·(Hоб+2Ндн),(42)

где св=998 кг/м3 — плотность воды при 20 °C, Ндн =1,070 м. — высота днища таблица 16.1 [3, с. 440]

Давление в аппарате в условиях гидроиспытаний с учетом давления столба жидкости по формуле (42):

Рг.и. =Рпр+св·g·(Hоб+2Ндн)= 1,25+998·9,81·(31,380+1,070)·10−6=1,57, МПа

Расчет на прочность цилиндрических обечаек для условий испытания проводить не требуется, если выполняется условие:

Рг.и. ?1,35·Р1· (43)

Проверим выполнение условия (43):

1,35·1· =1,35?1,57

Условие (43) не выполняется, поэтому требуется расчет на прочность в условиях испытаний.

Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по формуле:

, (44)

Допускаемое внутреннее избыточное давление по формуле (44):

= = 2,965 МПа

поскольку 1,57?2,965, а следовательно Рг. и?, условие прочности в условиях гидроиспытаний выполняется.

3.1.6 Проверка прочности обечайки в опасном сечении

Проверка прочности обечайки ведется для наветренной и подветренной сторон. В нашем случае проверку проводим в месте крепления аппарата к опоре.

Продольные напряжения для наветренной стороны по формуле:

, (45)

По формуле (45) получаем:

=

= = 20,99 МПа

Продольные напряжения для подветренной стороны по формуле:

, (46)

По формуле (46) получаем:

=

= = 19,79 МПа

Кольцевые напряжения находим по формуле:

(47)

По формуле (47) получаем:

= = 69,0 МПа.

Эквивалентные напряжения рассчитываются по формуле:

(48)

где =0,9; = 1,0 — коэффициенты прочности сварного шва (при сжатии =1,0).

По формуле (48) получаем:

— для наветренной стороны

= =

= 54,71 МПа

для подветренной стороны

= =

= 61,54 МПа

Условие прочности для наветренной стороны:

max {; }?[у]кцт (49)

По условию (49) получаем

max {20,99; 54,71 }= 54,71?154·0,9=138,6 МПа

Условие прочности для наветренной стороны выполняется.

Условие прочности для подветренной стороны:

max {; }?[у]кцт (50)

По условию (50) получаем

max {19,79; 61,54 }= 61,54?154·1=154 МПа

Условие прочности для подветренной стороны выполняется.

3.2 Расчет днищ

3.2.1 Расчет днищ, нагруженных внутренним избыточным давлением

Толщина стенки днища рассчитывается по формуле:

, (51)

где R=D=4 м, для эллиптических днищ с высотой эллиптического днища Н=0,25D, согласно[8] - радиус кривизны в вершине днища.

Толщина стенки днища определяется из условия:

Sд?+с, (52)

Толщина стенки днища по формуле (51):

= =0,0134 м.

Толщина стенки днища из условия (52):

Sд?+с=0,0134+0,0008=0,0142 м.

Принимаем стандартное значение толщины стенки Sд=16 мм.

3.2.1 Расчет днищ, нагруженных наружным давлением

Толщину стенки предварительно вычисляют по формулам (53), (54) с обязательной последующей проверкой по формуле (55)

S1? S1P + c, (53)

где

S1P = max (54)

Для предварительного расчета Kэ принимают равным 0,9 для эллиптических днищ.

S1P = max = max =

= max = 0,0072

По условию (46) предварительная толщина стенки днища

S1? S1P + c=0,0072+0,0008=0,008 м

Для снижения отрицательного действия краевого эффекта, возникающего вследствии разности толщины стенок днища и обечайки, принимаем Sд= 0,030 м = 30 мм.

Допускаемое наружное давление вычисляют по формуле:

(55)

где допускаемое давление из условия прочности:

(56)

а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:

[P]E= (57)

Коэффициент Kэ = 0,93 по графику, приведенному на рисунке 9 [8]

Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости по формуле (51):

[P]E= = 1,18 МПа

Допускаемое давление из условия прочности по формуле (56):

= = 2,23 МПа

Допускаемое наружное давление по формуле (55):

= = 1,06 МПа

Поскольку Р2=0,085 МПа?1,06 МПа =, условие прочности аппарата в условиях наружного давления выполняется.

3.3 Расчет укрепления отверстий

Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления при наличии избыточной толщины стенки сосуда, согласно [9], вычисляют по формуле:

(58)

где = 0,0141 м. — расчетная толщина стенки, под действием внутреннего избыточного давления при условии гидроиспытаний, рассчитанная в п. 3.1. 2; - расчетный диаметр обечайки. Для обечайки расчетный диаметр =D=4м [9].

Расчетный диаметр отверстия в обечайке, не требующего дополнительного укрепления, по формуле (58):

= = 0,869 м.

Так как расчетный диаметр отверстия в обечайке, не требующего дополнительного укрепления больше всех имеющихся отверстий в обечайке (dy1=0,160 м, dy2=0,250 м, dy3=800 м, dy4=0,250 м, dy5=0,500 м.), то укрепления отверстий проводить не нужно.

3.4 Выбор фланцевого соединения и расчет его болтов

Согласно [3, с. 513] для люков выбираются фланцы с уплотнительной поверхностью шип-паз. Согласно [1,с. 213] тип фланца стальной плоский приварной с шипом и пазом ГОСТ 28 759. 2−90 для люков. Для штуцеров плоские приварные фланцы с уплотнительной поверхностью выступ или впадина по ГОСТ 12 820–80 согласно таблицы 13.1 [1, с. 212].

Принимаем к расчету фланцевое соединение с уплотнительной поверхностью выступ — впадина с условным диаметром Dy=0,80 м.

Рисунок 4. Фланцевое соединение выступ — впадина.

Параметры фланцевого соединения:

Фланец II — 800 — 25 — ВСт-3 ГОСТ 12 820–80.

Фланец III — 800 — 25 — ВСт-3 ГОСТ 12 820–80.

Основные размеры [11]:

Dy=0,80 м;

D=1,075 м;

D1=0,990 м;

D2=0,930 м;

D4=0,882 м;

D6=0,883 м;

d=0,048 м;

h=0,005 м;

h1=0,005 м;

h2=0,004 м;

b=0,063 м;

Диаметр шпилек М42;

Количество болтов n=28;

В качестве крепежных деталей во фланцевом соединении применяем шпильки М 45, материал — сталь 20. В качестве прокладочного материала выбираем паронит кислотостойкий ПК ГОСТ 481–80.

Рисунок 5. Фланцевое соединение с плоскими фланцами.

Расчетные размеры[10], [12]:

D=0,80 м;

Dб=0,990 м;

Dн=1,075 м;

d=0,045 м;

bп=0,0285 м;

Эффективную ширину для плоских прокладок, при bп ?15 мм., вычисляют по формуле:

(59)

По формуле (59) получаем:

==20,29 мм. = 0,2 029 м.

Расчетный диаметр плоских прокладок вычисляют по формуле:

Dсп = Dн. п — b0 (60)

где Dн. п = 0,877 м. — наружный диаметр прокладки [12].

По формуле (60) получаем:

Dсп = Dн. п — b0 = 0,877−0,2 029=0,8567 м.

Усилие, необходимое для смятия прокладки при затяжке, вычисляют по формуле:

Робж =0,5рDсп b0 qобж. (61)

где qобж = 20 МПа- удельное давление обжатия прокладки [13];

По формуле (61) получаем:

Робж =0,5рDсп b0 qобж = 0,5·3,14·0,8567·0,0203·20= 0,5461 МН

Усилие на прокладке в рабочих условиях, необходимое для обеспечения герметичности фланцевого соединения, вычисляют по формуле:

Rп = рDсп b0 mР1. (62)

где m = 2,5 прокладочный коэффициент [13].

По формуле (62) получаем:

Rп = рDсп b0 mР1= 3,14·0,8567·0,0203·2,5·1=0,1366 МН.

Усилия в болтах (шпильках) фланцевого соединения при затяжке и в рабочих условиях:

Cуммарную площадь сечения болтов (шпилек) по внутреннему диаметру резьбы или нагруженному сечению наименьшего диаметра вычисляют по формуле

Aб = nfб. (63)

где fб =1306 мм2- площадь поперечного сечения болта (шпильки) по внутреннему диаметру резьбы или сечению наименьшего диаметра;

По формуле (63) получаем:

Aб = nfб= 28·1306·10−6=0,0366 м².

равнодействующую нагрузку от давления вычисляют по формуле:

Qд = 0,785D2cпP1. (64)

По формуле (64) получаем:

Qд = 0,785D2cпP1=0,785·0,85 672·1=0,5761 МН.

Нагрузку, вызванную стесненностью температурных деформаций, вычисляют по формуле:

Qt = г[бф1h1(tф1−20)+бф2h2(tф2−20) — бб (h1+ h2)(tб-20)]65)

где г — жесткость фланцевого соединения;

бф1= бф2 =бб = 11,1·10−6, 1/°С — коэффициент температурного линейного расширения материала фланцев, согласно таблицы Ж 3, [10]; tф1 = tф2 — расчетная температура фланцев; tб- расчетная температура болтов.

Рабочую температуру элементов фланцевого соединения определяют на основании теплотехнических расчетов или результатов испытаний. При отсутствии более точных данных допускается определять расчетную температуру элементов фланцевого соединения по таблице В.1. 10].

tф1 = tф2= t=20°C.

расчетную температуру болтов, находим по формуле:

tб= 0,97t (66)

по формуле (66) получаем:

tб= 0,97t=0,97·20=19,4°С.

Жесткость плоского фланцевого соединения вычисляют по формуле:

г= (67)

где — податливость прокладки, — податливость болтов (шпилек),= угловая податливость фланца при затяжке, — модуль продольной упругости материалов болтов (шпилек), фланцев.

==2,13·105 МПа, =1,99·105 МПа,

b — плечи действия усилий в болтах (шпильках) для плоских фланцев вычисляют по формулам:

b = 0,5 (Dб — Dcп), (68)

Податливость прокладки по формуле:

(69)

где =2мм — толщина прокладки, К = 0,90 — коэффициент обжатия, =0,02·105МПа — условный модуль сжатия.

По формуле (69) получаем:

= = 1,174·10−5 м/МН.

Податливость болтов (шпилек) для фланцев по формуле:

(70)

где — расчетная длина болта (шпильки),

(71)

где = 0,134м — расстояние между опорными поверхностями гаек.

По формуле (71) получаем:

= 0,134+0,56·0,045 = 0,1592 м.

Податливость болтов (шпилек) для фланцев по формуле (70):

= =2,0439·10−5, м/МН.

Угловую податливость фланца при затяжке вычисляют по формуле:

(72)

где = 0,55 — коэффициент зависящий от соотношения размеров втулки фланца, — коэффициент, S0 =0,008 м. — толщина втулки, — параметр длины обечайки.

Параметр длины обечайки вычисляют по формуле:

(73)

По формуле (73) получаем:

= = 0,08 м

Коэффициент л вычисляют по формуле:

л = (74)

где = 0,91 — коэффициент зависящий от соотношения размеров втулки фланца; = 1,8, = 8 — Коэффициенты зависящие от соотношения размеров тарелки фланца, определяют по графикам, приведенным на рисунке К.1 [10], в зависимости от К=Dн/D=1,075/0,800=1,34

По формуле (74) получаем:

л = = = 5,21

Угловую податливость фланца вычисляем по формуле (72):

= = 0,094, 1/МН·м

по формуле (68) получаем:

b = 0,5 (Dб — Dcп) = 0,5 (0,99−0,8567) = 0,6 665 м

Жесткость плоского фланцевого соединения вычисляем по формуле (67):

г= =

= = 1152,98

Нагрузку, вызванную стесненностью температурных деформаций, по формуле (65):

Qt = г[бф1h1(tф1−20)+бф2h2(tф2−20) — бб (h1+ h2)(tб-20)]=

=1152,98[11,1·10−6·0,068(20−20)+11,1·10−6·0,064(20−20)-11,1·10−6(0,068+0,064)·(19,4−20)]=0,101 МН

Расчетную нагрузку на болты (шпильки) фланцевых соединений вычисляют по формулам:

— при затяжке фланцевого соединения:

Рмб = mах{Рб1; Рб2}, (75)

— в рабочих условиях:

Ррб = Рмб+(1-б)(Qд+F)+Qt+(76)

где Рб1 — расчетная нагрузка на болты (шпильки) при затяжке, необходимая для обеспечения в рабочих условиях давления на прокладку, достаточного для герметизации фланцевого соединения; Рб2 — расчетная нагрузка на болты (шпильки) при затяжке, необходимая для обеспечения обжатия прокладки и минимального начального натяжения болтов (шпилек):

Рб1 = max (77)

где б -коэффициент жесткости фланцевого соединения (для приварных встык и плоских фланцев с плоскими прокладками), нагруженного внутренним давлением или внешней осевой силой; - коэффициент жесткости фланцевого соединения, нагруженного внешним изгибающим моментом, F=0 — внешняя осевая сжимающая сила.

Коэффициенты б и вычисляются по формулам:

б =;

(79)

где e — плечо усилия от действия давления на фланец для всех типов фланцев принимается равным:

e = 0,5 (Dcп — D — Sэ), (80)

— угловая податливость фланца, нагруженного внешним изгибающим моментом, вычисляют по формуле:

(81)

По формуле (81) получаем:

= = 0,712, 1/МН·м

По формуле (80) при эквивалентной толщине втулки для плоского приварного фланца Sэ= S0 =0,008 м. получаем:

e = 0,5 (Dcп — D — Sэ) = 0,5(0,8567−0,8−0,008)= 0,2 435 м.

По формуле (79) получаем:

=

=

= 1,9 137

По формуле (78) получаем:

б== = =1,338 251

По формуле (77) получаем:

Рб1 = max=

max=

max=2,027 МН

Рб2 = max {Робж; 0,4 Аб[у]б}(82)

где [у]б — допускаемое напряжение для материалов болтов (шпилек) определяется по формуле:

(83)

где = 410 МПа — предел текучести материала шпилек сталь Ст-20, =2,6 — коэффициент запаса прочности.

Допускаемое напряжение для материалов болтов (шпилек) по формуле (83):

= = 157,69 МПа

По формуле (82) получаем:

Рб2 = max {Робж; 0,4 Аб[у]б}= max {0,5461; 0,4 ·0,0366·157,69}= max {0,5461; 2,31}= 2,31 МН

По формуле (75) получаем:

Рмб = mах{Рб1; Рб2} = mах{2,027; 2,31}=2,31 МН

По формуле (76) получаем:

Ррб = Рмб + (1 — б) (Qд + F) + Qt + = 2,31 + (1−1,338 251)· ·(0,5761+0) + 0,101+ = 2,0223 МН

Расчетные напряжения в болтах (шпильках) вычисляют по формулам:

— при затяжке:

(84)

— в рабочих условиях:

(85)

По формуле (71) получаем:

= = 63,11МПа

По формуле (71) получаем:

= = 55,25МПа

Условия прочности болтов (шпилек) определяют по формулам:

— при затяжке:

? (86)

в рабочих условиях:

? (87)

По условию (86)

63,11?157,69 — Условие выполняется

По условию (87)

55,25?157,69 — Условие выполняется

Условие прочности прокладки (проверяется для мягких прокладок) определяют по формуле:

(88)

Допускаемое удельное давление [q]=130 МПа согласно приложению И. [10]

По условию (88)

= = 30,131?130 МПа

Условие прочности прокладки выполняется.

3.5 Выбор и расчет опоры

Определяем расчетные нагрузки, действующие на опору. За максимальную приведенную нагрузку Qmax принимаем наибольшее из значений:

Q1= (89)

Q2= (90)

где и — расчетные изгибающие моменты в нижнем сечении опорной обечайки в режимах эксплуатации и гидравлического испытания соответственно; и — осевые сжимающие силы, действующие в нижнем сечении опорной обечайки в режимах эксплуатации и гидравлического испытания соответственно. Минимальная приведенная нагрузка определяется по формуле:

Qmin= (91)

где — расчетный изгибающий момент в нижнем сечении опорной обечайки при пустом аппарате; - осевая сжимающая сила, действующая в нижнем сечении опорной обечайки при пустом аппарате. Принимаем М1=М2=М3=0,22 МН·м Осевые сжимающие силы:

F3= Gкор = 1,0007 МН.

F1= F3+Gпча+ Gж = 1,0007+1,79+0,185=2,9757 МН

F2= F3+GН2О,

где GН2О вес воды при гидроиспытаниях определяется по формуле:

GН2О= с·V·g,(92)

По формуле (92) получаем:

GН2О= с·V·g = сg,(93)

где =9,257м3 — объем воды в днище и крышке соответственно, согласно таблицы 16,1 [3, с. 440].

Вес воды при гидроиспытаниях по формуле (93)

GН2О=сg= 9989,81= =4 039 969,0 Н = 4,04 МН

Осевая сжимающая сила F2:

F2= F3+GН2О=1,0007+4,04 = 5,0407 МН.

По формулам (89) и (90):

Q1= = 3,1957 МН,

Q2= = 5,2607 МН.

из полученных результатов следует, что максимальная приведенная нагрузка будет равняться:

Qmax=5,2607 МН.

Минимальная приведенная нагрузка по формуле (91):

Qmin= = 1,2207 МН.

Согласно рисунков 14.3 [1, с. 285] и 14. 25 [1, с 305], а также таблиц 14. 10 [1, с. 287] и 14. 11 [1, с. 288] выбираем стандартную цилиндрическую опору тип 1 исполнение 2 (с местными косынками), для которой:

Qmax= 6,3 МН;

Qmin= 3,2 МН.

Основные размеры опоры:

Высота опорыН1=2100 мм;

Диаметр аппаратаD = 4000 мм;

Наружный диаметр опорного кольцаD1 = 4360 мм;

Внутренний диаметр опорного кольцаD2 = 3800 мм;

Диаметральные расположения

Фундаментных болтовDб = 4220 мм;

Толщина обечайки опорыS1 = 12 мм;

Толщина опорного кольцаS2 = 30 мм;

Число болтовzб = 32;

Диаметр болтовdб = М36

Диаметр отверстий в нижнем опорном кольце

под шпилькиd2 = 42 мм.

Рисунок 6. Основные параметры и расчетные сечения опоры.

Опорная обечайка проверяется на прочность для рабочих условий, и устойчивость для рабочих условий и условий гидроиспытаний. Проверку производим по трем расчетным сечениям опоры: Е — Е -в основании опоры; Г — Г -по сварному шву обечайки и опоры; Д — Д -по центру наибольшего отверстия в опоре.

Расчетная температура в опорной обечайке определяется из условия:

tR=max {tк-?t; 20°C},(94)

где ?t = 350 °C — перепад температуры вдоль опорной обечайки, определяется по рисунку 14. 26 [1, с. 306]

Расчетная температура в опорной обечайке из условия (94):

tR=max {tк-?t; 20°C}={20−350; 20}=20°С.

Прочность сварного соединения опоры с корпусом определяется условием (сечение Г-Г):

у = цs·min {[уo]; [уk]},(95)

где цs = 0,8 — коэффициент прочности сварных швов, согласно таблицы Д. 1. [7]; [уo] = [уk] = 154 МПа — допускаемые напряжения для материала опоры и материала корпуса аппарата соответственно; =S1= 0,012 м — расчетная толщина сварного шва.

По условию (95):

у = 34,90 МПа? цs·min {[уo]; [уk]}= 0,8·min {154; 154} = 123,2 МПа.

Условие прочности для сварного шва, соединяющего корпус аппарата с опорной обечайкой выполняется.

Прочность и устойчивость обечайки опоры в сечении Д-Д, проходящего по центру наибольшего отверстия в опоре, определяется по условию:

, (96)

где — осевая сжимающая сила; М — максимальный изгибающий момент в сечении Д-Д;, и — коэффициенты, определяемые по рисунку 14. 27 [1, с. 308]; и — допускаемые осевая сила и момент соответственно.

Коэффициенты, и зависят от величин:

d/D = 0,5/4 = 0,125 и b3/D = 0,¼ = 0,025.

Соответственно коэффициенты будут равны:

= 1

= 0,95

= 0,01

Допускаемая осевая сила определяется по формуле:

, (97)

где [F]П — допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности; [F]Е — допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости.

Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности, определяется по формуле:

[F]П = р·(D+S-c)·(S-c)·[у] 0(98)

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:

[F]E=, (99)

Допускаемое осевое сжимающее усилие по формуле (98):

[F]П = р·(D+S-c)·(S-c)·[у] 0 = 3,14·(4+0,012−0,0008)·(0,012−0,0008)·154= 21,74 МН.

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости по формуле (99):

[F]E== = 17,06 МН

Допускаемая осевая сила по формуле (97):

= = 13,42 МН

Допускаемый изгибающий момент определяется по формуле:

(100)

где — допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости; - допускаемый изгибающий момент из условия прочности.

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности определяется по формуле:

[F]п (101)

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле:

(102)

Допускаемый изгибающий момент из условия прочности по формуле (101):

[F]п==21,74, МН·м,

Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости по формуле (102):

= = 19,50 МН·м

Допускаемый изгибающий момент по формуле (101):

= 14,52 МН·м

Проверка устойчивости по условию (96):

,

Условие выполняется.

Расчет нижнего кольца опоры. Сечение Е-Е.

Ширина кольца определяется по формуле:

b1=0,5·(D1-D2)(103)

По формуле (103) получаем:

b1=0,5·(D1-D2) = 0,5·(4,36−3,8)=0,28 м.

Для величины b1 должно выполняться условие:

b1? b1R= (104)

где =6 МПа — допускаемое напряжение при сжатии для бетона марки 200; F=F1=5,176 — осевая сжимающая сила, рассчитанная в пункте 3.1.4.

Проверка условия (104)

b1R== =0,068?0,28= b1.

Условие выполняется.

Толщина нижнего опорного кольца проверяется по условию:

S2? max (105)

где -выступающая наружу от обечайки опоры ширина кольца; - расчетное напряжение сжатия в бетоне; х1= 0,88 — коэффициент, принимаемый по рисунку 14. 28 [1, с. 309] в зависимости от параметра = 0,174/0,442=0,3937; - допускаемое напряжение материала опоры.

Расчетное напряжение сжатия в бетоне определяется по формуле:

, (106)

Расчетное напряжение сжатия в бетоне по формуле (106):

= = 1,46 МПа.

Толщина нижнего опорного кольца по условию (105):

S2?max=max = max= 0,027?0,030=S2.

Условие для нижнего опорного кольца выполняется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе выполнен расчет на прочность основных элементов аппарата от действия различных нагрузок, таких как избыточное давление, вакуум и изгибающий момент. Рассчитана толщина стенки корпуса, которая составила 30 мм. Подобрана и рассчитана стандартная опора. Выполнен проверочный расчет фланцевого соединения. Также выполнен расчет днищ. Поскольку работа носит учебный характер, полный прочностной расчет всех элементов аппарата не произведен.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лащинский А. А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. — Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1981 г. — 382 с., ил.

2. Поникарпов И. И., Гайнулин М. Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки: Учебник. — Изд. 2-е, перераб. И доп. — М.: Альфа-М, 2006. — 608 с. Ил.

3. Лащинский А. А. Толчинский А.Р., Л.: Машиностроение, 1970 г., — 752 стр. табл. 476. илл. 418. Библ. 218 назв.

4. Воробьева Г. Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химического производств. 2-е изд., пер. и доп. — М.: Химия, 1975 г.

5. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии/под ред. П. Г. Романкова. — 9-е изд. Перераб. И доп. — М. — Л.: Химия, 1981 г.

6. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю. И. Дытнерского. — М. :Химия, 1983. — 272с., ил.

7. ГОСТ Р 52 857.1 — 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.

8. ГОСТ Р 52 857.2 — 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.

9. ГОСТ Р 52 857.3 — 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер.

10. ГОСТ Р 52 857.4 — 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений.

11. ГОСТ 12 815–80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на ру от 0,1 до 20,0 мпа (от 1 до 200 кгс/см2). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей.

12. ГОСТ 12 820–80 Фланцы стальные плоские приварные на ру от 0,1 до 2,5 мпа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры.

13. ГОСТ 15 180– — 86 Прокладки плоские эластичные. Основные параметры и размеры.

14. ГОСТ 481–80 Паронит и прокладки из него. Технические условия.

15. РД 26−15−88 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений.

16. Курсовая работа по дисциплине «Конструирование и расчет элементов оборудования отрасли»: метод. Указания для студентов спец. «Машины и аппараты химических производств"/ НГТУ им. Р. Е. Алексеева; сост.: В. М. Косырев, С. В. Жестков. — Н. Новгород, 2011−17с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой