Карагайского месторождения
.pdf
124
|
|
|
|
|
9,8 (40 10 |
−6 |
) |
2 |
|
|
1 |
− 0,75 |
|
|
|
|
|
4.7 |
(1117 − 835) 9,8 (40 10 |
−6 |
) |
2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Qн |
(1117 − 835) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
= |
|
|
6,9 |
10 |
−3 |
18 |
|
|
|
|
|
− 0,75 |
1 − (40 10 |
−6 |
) |
2 |
|
+ |
|
6,9 |
10 |
−3 |
18 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
1 − 0,85 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,1 |
|
= |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
− 0,75 |
|
1 − (40 10−6 )2 |
|
|
(3,4 |
−1,45 −1,35) |
|
(3,4 |
−1,45 |
−1,35) |
1 |
− 0,5 |
(0,85 − 0,65) |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,082м |
3 |
/ сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Выводы
Так как реальный объем эмульсии проходящей через отстойник, больше чем его пропускная способность,
следовательно, аппарат не справляется. Таким образом, необходимо на установке разместить еще один отстойник, что успешно осуществляется на практике в настоящее время.
. Механический расчет отстойника
Расчет обечайки цилиндрической
Исходные данные: |
|
Материал: |
09Г2С |
Внутр. диаметр, D: |
3,4∙103 мм |
Толщина стенки, s: |
14 мм |
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1: |
2 мм |
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2: |
0,8 мм |
Консорциум « Н е д р а »
125
Прибавка технологическая, c3: |
0 мм |
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки, c: |
2,8 мм |
Длина обечайки, L: |
2,2∙104 мм |
Коэффициенты прочности сварных швов: |
|
|
|
|
Продольный шов: р |
=1 |
|||
Окружной шов: |
|
Т |
=1 |
|
|
|
|
||
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре t = 70oC (рабочие условия): [σ]70= 184 МПа
Модуль продольной упругости для материала 09Г2С при температуре 70oC: E70= 1,94∙105 МПа
Проведем расчет на прочность и устойчивость цилиндрической обечайки по ГОСТ 14249-89.
Гладкая обечайка, нагруженная внутренним избыточным давлением
Расчетная толщина стенки с учетом прибавок рассчитаем по формуле:
s р |
+ с = |
pD |
|
+ c , |
|
|
|||
|
2 |
р |
− p |
|
|
|
|
|
гдеp –расчетное (рабочее) внутреннее избыточное давление;
D – Внутренний диаметр сосуда или аппарата;
(9.1)
Консорциум « Н е д р а »
126
|
|
– допускаемое напряжение при расчетной температуре; |
|
р |
– коэффициент прочности продольного шва цилиндрической обечайки; |
c – сумма прибавок к расчетным толщинам стенок, которая рассчитывается по формуле:
|
|
|
|
|
с = с1 + с2 + с3 , |
(9.2) |
|
где c1 – прибавка для компенсации коррозии и эрозии; |
|
||||
|
c2 |
– прибавка для компенсации минусового допуска; |
|
|||
|
c3 |
– прибавка технологическая. |
|
|||
с = 2 + 0,8 + 0 = 2,8мм |
|
|||||
s |
|
+ с = |
1,0 3400 |
+ 2,8 = 12,06мм |
|
|
р |
2 184 1 −1 |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем толщину стенки обечайки s=14мм согласно сортамента листового проката по ГОСТ 5520-79.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле:
p = |
2 |
р |
(s − c) |
, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
D + (s − c) |
|
||
где s – исполнительная толщина стенки обечайки.
(9.3)
p = |
2 184 |
1 (14 − 2,8) |
= 1,2МПа |
|
3400 |
+ (14 − 2,8) |
|||
|
|
1,2МПа 1МПа – условие прочности выполняется.
Консорциум « Н е д р а »
127
Расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления рассчитывается по формуле:
где
D |
р |
|
s
=
|
|
s − c |
|
|
|
|
||
d 0 |
= 2 |
|
|
|
− 0,8 |
|
|
D р (s − c) , |
|
s |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
р – расчетная толщина стенки обечайки; |
||||||||
D – расчетный диаметр обечайки равный диаметру обечайки. |
||||||||
(9.4)
d |
|
14 − 2,8 |
|
|
3400 (14 − 2,8) =159,6мм |
|
0 |
= 2 |
9,26 |
− 0,8 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Минимальное расстояние между «одиночными» штуцерами:
b |
= 2 |
D (s − c) |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
b |
= 2 |
3400 (14 − 2,8) = 390,2мм |
|
|
0 |
|
|
(9.5)
Обечайка, нагруженная осевым сжимающим усилием
Допускаемое осевое сжимающее усилие рассчитаем по формуле:
где
F E
F 1 –
F = |
F |
|
|
, |
|
|
п |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
F п |
|
2 |
(9.6) |
|
|
||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
F E1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п – допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности;
допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости.
Консорциум « Н е д р а »
128
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности
F |
= (D + s − c) (s − c) |
|
|
п |
|
|
|
|
F |
= (3400 |
+14 − 2,8) (14 − 2,8 |
|
п |
|
|
рассчитаем по формуле:
(9.7)
) 184 |
= 2,2 10 |
7 |
Н |
|
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости рассчитаем по формуле:
|
|
310 10 |
−6 |
E |
|
|
|
100 (s − c) |
2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
F |
= |
|
D |
2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
(9.8) |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
E1 |
|
n |
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Е–модуль продольной упругости при расчетной температуре; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
ny – коэффициент запаса устойчивости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
310 10 |
−6 |
1,94 10 |
5 |
|
|
|
100 (14 − 2,8) |
2.5 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
F |
|
= |
|
|
3400 |
2 |
|
=1,8 |
10 |
7 |
Н |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
E1 |
|
|
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
3400 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Таким образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = |
|
|
2,2 107 |
|
|
|
|
= 1,39 107 Н |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,2 107 |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,8 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Обечайка, нагруженная осевым растягивающим усилием
Консорциум « Н е д р а »
129
Допускаемое осевое растягивающее усилие рассчитаем по формуле:
F = F |
|
Т |
п |
|
(9.10)
F = 2,2 10 |
7 |
1 = 2,2 10 |
7 |
Н |
|
|
Обечайка, нагруженная изгибающим моментом
Допускаемый изгибающий момент определим по формуле:
|
M = min M |
; M |
уст |
, |
(9.11) |
|
пр |
|
|
||
где M пр |
–допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения; |
||||
M уст – допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости. |
|
||||
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения рассчитаем по формуле:
M |
= |
D |
F |
|
|||
пр |
|
4 |
|
|
|
|
(9.12)
M |
= |
3400 |
2,2 10 |
7 |
= 1,87 10 |
7 |
Н м |
|
|||||||
|
|
|
|||||
пр |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости рассчитаем по формуле:
Консорциум « Н е д р а »
Консорциум « Н е д р а »
130
M уст = |
M |
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
, |
|
|
M |
п |
|
2 |
||
|
|
|
(9.13) |
|||
|
|
|||||
|
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
||
где |
M |
п –допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия; |
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E – допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости. |
||||||||||
Найдем |
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M п = |
D |
F п |
|
|
|
|
|
|
(9.14) |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
= |
3400 |
2,2 10 |
7 |
= 1,87 10 |
7 |
Н м |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
п |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найдем
M
E
:
M E = |
D |
F E1 |
|
|
|
|
|
|
(9.15) |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
= |
3400 |
1,8 10 |
7 |
= 1,75 10 |
7 |
Н м |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
E |
|
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом:
|
|
|
1,87 10 |
7 |
|
|
|
|
|
|
M |
|
= |
|
|
|
=1,28 10 |
7 |
Н м |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
уст |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1,87 10 |
7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,75 10 |
7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Консорциум « Н е д р а »
131
Следовательно:
M = min 1,87 10 |
7 |
;1,28 |
10 |
7 |
= 1,28 |
10 |
7 |
Н м |
|
|
|
Обечайка, нагруженная поперечными усилиями
Допускаемое поперечное усилие рассчитаем по формуле:
Q = |
Q |
|
|
, |
|
|
п |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Q |
2 |
|||
|
1 + |
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
где |
Q |
п –допускаемое поперечное усилие из условия прочности; |
Q |
|
|
E – допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости. |
||
Найдем |
Q |
|
п : |
|
|
|
Q |
= 0,25 D (s − c) |
|
п |
|
(9.16)
(9.17)
|
|
|
|
|
Q |
= 0,25 3400 (14 −2,8) 184 = 5,5 10 Н |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
Найдем Q E : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q E |
|
2,4 E (s − c)2 |
|
|
D (s − c) |
|
||||
= |
|
|
0,18 |
+ 3,3 |
|
|
|
|
(9.18) |
|
n |
|
|
l |
2 |
||||||
|
|
y |
|
|
|
s |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
132
где
l |
2 |
|
s |
||
|
–расчетная длина между седловыми опорами.
|
|
2,4 1,94 10 |
5 |
(14 |
2 |
|
|
|
|
3400 (14 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
= |
|
− 2,8) |
|
+ 3,3 |
|
= 4,38 106 Н |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
0,18 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
E |
|
2,4 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(2,2 104 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,5 10 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = |
|
|
|
|
|
= 3,43 10 |
6 |
Н |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,5 10 |
6 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,38 10 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчет днища эллиптического |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Исходные данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Материал: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
09Г2С |
|
|
|||||
Внутр. диаметр, D: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,4∙103 мм |
|
|
||||||
Толщина стенки днища, s1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 мм |
|
|
|||||||||
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1: |
|
|
|
2 мм |
|
|
||||||||||||||
Прибавка для компенсации минусового допуска, c2: |
|
|
|
0,8 мм |
|
|
||||||||||||||
Прибавка технологическая, c3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 мм |
|
|
|||||||||
Консорциум « Н е д р а »