5. Элементы механического расчёта

5.1.Расчёт толщены обечайки

Расчёт толщены стенки обечайки δ, м, проводится по формуле [7]:

(54)

где: где: D - диаметр аппарата, м; D=2 м [4];

_{P - общее давление в системе, кПа; P=102,4 кПа;}

_д – допускаемое напряжение МПа, рассчитывается по формуле (55) ;

 – коэффициент ослабления из-за сварного шва,  = 1 [7 ];

С_к – поправка на коррозию м, С_к = 0,001 м [7 ];

Принимаем толщину стенки обечайки δ=0,012 м [4].

Допускаемое напряжение _д, МПа, рассчитывается по формуле [7]:

_д=η·δ^*, (55)

η - коэффициент, η=1 [7];

δ^* - нормативное допускаемое напряжение МПа, δ^*=240 МПа [7];

_д=1·240=240 МПа

5.2.Расчёт толщины днища

Наибольшее распространение в химическом машиностроении получили эллиптические отбортованные днища по ГОСТ 6533 – 78 [7].

D_В

где: D_В - внутренний диаметр днища мм, D_В=2000 мм.

H - высота днища без учёта цилиндрической отбортовки, мм, H=500 мм [8];

h - высота цилиндрической отбортовки, мм, h=40 мм [8];

m_Д - масса днища, кг, m=438 кг [8];

Расчёт толщены стенки днища δ_д, м, проводится по формуле [7]:

(56)

где: P - общее давление в системе, кПа; P=102,4 кПа;

D_В - внутренний диаметр днища мм, D_В=2000 мм;

– коэффициент ослабления из-за сварного шва,  = 1 [7 ];

_д– допускаемое напряжение МПа, рассчитывается по формуле (55) ;

С_к– поправка на коррозию м, С_к = 0,001 м [7 ];

Принимаем толщину стенки днища δ_Д=0,012 м [4].

5.3. Подбор крышки

Фланцевая отбортованная крышка имеет следующие параметры [8]:

где: D_В - внутренний диаметр крышки, мм, D_В=2000 мм;

h_в - высота крышки мм, h_в=500 мм [8];

Соединение крышки с корпусом колонны осуществляется с помощью плоских приварных фланцев[8].

D_Ф - диаметр фланца, мм, D_Ф=2135 мм [8];

5.4. Расчёт опор

Масса абсорбера, наполненного водой m_А, кг, находится по формуле [8]:

m_А=m_О+m_Т+2·m_Д+m_Н+m_В, (57)

где: m_О - масса обечайки, кг, находится по формуле (58);

m_Т - масса тарелки, кг, m_Т=52,4 [4];

m_Д - масса днища кг, m=438 кг [8];

m_Н - масса насадки кг, находится по формуле (59);

m_В - масса воды, заполняющей всю цилиндрическую часть абсорбера кг, находится по формуле (60);

m_А =4494,145+52,4+876+6656,8+108254,32=120333,665 кг

Масса обечайки m_О, кг, находится по формуле [8]:

m_О=0,785·(D²_Н - D²_В)·7,8·ρ_м, (58)

D_Н - наружный диаметр абсорбера м, D_Н=2,024 м [4];

D_В - внутренний диаметр абсорбера м, D_В=2 м;

ρ_м - плотность метала из которого изготовлен абсорбер, кг/м³, ρ_м=7600 кг/м³ [8];

m_О=0,785·(4,096576 - 4)·7,8·7600=4494,145 кг

Масса насадки m_Н, кг, находится по формуле [8]:

m_Н=V_Н ·m_н1, (59)

где: V_Н - объем насадки, м³, V_Н=12,56 м³;

m_н1 - масса 1 м³ насадки (беспорядочно засыпанные, керамические кольца Рашига 50˟50˟5 мм ), кг, m_н1=530 кг [6];

m_Н=12,56 ·530=6656,8 кг

Масса воды, заполняющей всю цилиндрическую часть абсорбера m_В, кг, находится по формуле [8]:

m_В=1000·(0,785·D²·7,8+2·V_Д), (60)

где: D - диаметр аппарата, м; D=2 м [4];

V_Д - объем днища аппарата, м³, V_Д=41,9 м³ [8];

Сила с которой аппарат будет давить на опору F, H, определяется по формуле [8]:

F=m_А·g, (61)

где: m_А - масса абсорбера, наполненного водой, определяется по формуле (57);

g - ускорение свободного падения, м/с², g=9,8 м/с² [1];

F=120333,665·9,8=1179269,917 H

Сила f, H, действующая на одну опору будет определятся по формуле [7]:

f=F/z, (62)

где: F - сила с которой аппарат будет давить на опору, H, определяется по формуле (61);

z - число опор, z=4 шт.[7];

f=1179269,917/4=294817,479 Н

Выбираем цилиндрическую опору [8]:

где: D - диаметр аппарата, мм, D=2000 мм [4];

D₁ - диаметр основания опоры, мм, D₁=2300 мм [8];

D_Б=2180 мм [8];

D₂=1900 мм [8];

Н₁ - высота опоры, м, не Н₁≥ 0,6 м [8];

Опоры будут закреплены на фундаменте с помощью 8 болтов, М30 [8];