2. Исходные данные для расчетов

При конструировании аппарата, включающем выбор конструкционного материала и определение размеров, обеспечивающих его прочность, устойчи­вость и долговечность, исходят из условий эксплуатации, прежде всего из дав­ления и температуры среды.

Основными узлами и деталями химических аппаратов являются выше перечисленные элементы корпусов аппаратов. Исходными данными для расче­та являются выбор конструктивного материала и определение размеров, обес­печивающих его прочность, устойчивость, долговечность, исходя из условий эксплуатации. Условия эксплуатации - это температура среды, давление, среда реагирующих веществ.

Давление

Давление – это одно из главных определяющих величин. Различают: ра­бочее, расчетное, условное и пробное давление.

Под рабочим давлением, понимают избыточное давление среды в аппа­рате, возникающее при нормальном протекании процесса. По величине рас­четных давлений производят расчет аппарата на прочность и устойчивость. Расчетное давление может быть и рабочим, т.е. одинаковым, если среда иде­альная.

Расчетное давление обычно берется на 10% больше, чем рабочее давле­ние, если среда содержит взрывоопасные, пожароопасные вещества; а когда среда ядовитая - аппарат снабжается предохранительными клапанами. Кроме рабочего, расчетное давление включает также гидростатическое давление столба жидкости в аппарате.

Расчетное давление определяется по формуле:

P_расч=P_c+gHd 10^-6 , мПа (10)

Где Р_с – давление в системе, рабочее давление;

g=9,81 м/с;

Н – высота столба жидкости, м;

d – плотность жидкости; кг/м³;

10^-6 – переводная эмпирическая цифра;

Под условным давлением понимается максимально допустимое давление в аппарате при температуре стенки 20^оС. Условное давление всегда больше, чем рабочее и расчетное.

Величина пробного или испытательного давления согласно требованием ГОСТ определяется по следующей формуле:

(11)

где [δ]₂₀ – допустимое напряжение материала корпуса при 20^оС, МПа;

[δ]_t – при температуре стенки, МПа.

При расчетах на прочность и устойчивость аппаратов, кроме давления ре­шающую роль играет температура среды. За рабочую температуру принимают максимальную температуру среды, которая наблюдается при нормальном протекании технологического процесса. Для расчета на прочность узлов деталей и внутренних деталей аппарата которую принимают равной:

а) максимально возможной при эксплуатации температуры среды, если она менее 250^оС т.е. в этом случае расчетная температура принимается равной рабочей;[ОЛ1-3, ДЛ1]

б) если температура среды более 250°С, то расчетная температура прини­мается меньше на 50°С, чем рабочая.

t_pacч=t_pa6+50°C (12)

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные конструктивные элементы нефтезаводских аппаратов?

2. Что называют корпусом или обечайкой аппарата?

3. Из какого материала и как изготовляют днища аппаратов?

4. Для чего предназначен люк, какого диаметра его изготовляют?

5. Для чего служит штуцер, его отличие от люка?

6. Для чего необходимы опоры. Как их изготовляют для горизонтальных и вертикальных аппаратов?

7. Какие технологические параметры определяются при расчете заводского оборудования?

8. Как определить расчетное давление и от чего оно зависит?

9. Чем различаются расчетная и рабочая температуры?