3. Механический расчет

4.1. Расчёт толщины обечайки, днища и крышки

Материал обечайки – сталь Х18Н9Т при t = -39 ^oС, [σ] = 145 Мпа, φ = 0,8 – сварка выполняется автоматически под слоем флюса с односторонним поваром; P = 1 атм. ≈ 1,2 МПа.

Минимальная толщина стенки по каталогу колонных аппаратов 6 мм, поэтому принимаем толщину цилиндрической обечайки S = 6 мм.

Расчет толщины эллиптического днища и крышки.

Толщину стенки эллиптического отбортованного днища и крышки определяем по:

Примем толщину стенки днища и крышки Sд = 6 мм.

2. Расчёт диаметров штуцеров

Выбираем штуцера с фланцами стальными плоскими приварными с соединительным выступом по МН 4579-63

где

Т.к. плотности жидкостей разделения практически равны, то для всех штуцеров , . При этом штуцерами, проводящими жидкость, будем считать: штуцер питания, штуцер отвода жидкости из куба в испаритель, штуцер вывода кубового остатка, штуцер ввода флегмы и штуцер для выхода жидкости на циркуляцию.

Скорость жидкости ω принимаем равной 1 м/с и определяем диаметры:

1. штуцер питания и отвода жидкости из куба в испаритель. Они равны, т.к. через них проходит одинаковое количество жидкости.

Принимаем штуцер с наружным диаметром патрубка , с условным проходом

2. штуцер вывода кубового остатка:

Принимаем штуцер с наружным диаметром патрубка , с условным проходом

3. штуцер ввода флегмы:

Принимаем штуцер с наружным диаметром патрубка , с условным проходом

4. штуцер для выхода жидкости на циркуляцию:

Принимаем штуцер с наружным диаметром патрубка , с условным проходом

Плотность паров по высоте колонны практически одинакова и составляет , . Штуцерами, проводящими пар, будем считать штуцер выхода дистиллята, штуцер ввода паров из испарителя. Скорость паров принимаем равной ωп = 10 м/с и определим диаметры:

1. штуцер вывода дистиллята:

Принимаем штуцер с наружным диаметром патрубка , с условным проходом

2. штуцер ввода паров из испарителя:

Принимаем штуцер с наружным диаметром патрубка , с условным проходом

Таблица 1

Таблица штуцеров

Назначение штуцера	Условный проходDy, мм	Наружный диаметрdт, мм
Для питания и отвода жидкости из куба в испаритель	65	76
Для вывода кубового остатка	50	57
Для ввода флегмы	100	108
Для выхода жидкости на циркуляцию	200	219
Для вывода дистиллята	500	530
Для ввода паров из испарителя	600	630

Все штуцера снабжаются плоскими приварными фланцами по ГОСТ 1255-67 [,с.547,табл.21.9]

Таблица 2

Список фланцев

Dy,мм	dн,мм	Dф,мм	Dб,мм	D1,мм	Болты dб,мм	Число отверстий	h,мм	h1,мм
600	630	755	705	670	М24	20	25	20
500	530	640	600	570	М20	16	25	20
100	108	205	170	148	М16	4	15	11
76	65	160	130	110	М12	4	13	11
50	57	140	110	90	М12	4	13	10

Используем плоские приварные фланцы, т.к. р≤2,5Мн/м²; температура среды ≤300 ^oС. Для фланцев используем материал ВМ Ст.3сп (сталь конструктивная углеродистая обыкновенного качества). Для болтов используем Сталь 20 (сталь конструктивная углеродистая), для гаек – Сталь 10 [,с.553,табл.21.11].

Прокладку выбираем плоскую неметаллическую резиновую, т.к. р ≤ 0,6 МПа и температура среды от -30 ^oС – 100 ^oС [с.401,табл.13.4].