4.3.2 Расчетные сечения.

При расчете колонного аппарата устанавливаются следующие расчетные сечения:

- для аппаратов постоянного сечения– (по диаметру и толщине стенки):

а) сечение Г-Г – поперечное сечение корпуса и опорной обечайки в месте их присоединения друг к другу (рисунки 5.4, 5.7а, в, 5.9);

б) сечение Д-Д – поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстий (в курсовом проекте в качестве данного сечения выбираем сечение по центру лаза);

в) сечение Е-Е – поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения нижнего опорного кольца (в курсовом проекте принимаем, что нижнее опорное кольцо присоединяется к фундаменту, который находится на одном уровне с поверхностью земли)

- для аппаратов переменного сечения идля аппаратов с разной толщиной стенки по высоте – сечения В₁-В₁ , В₂-В₂; Г-Г; Д-Д; Е-Е (рисунки 5.4, 5.7в, г).

г) д)

а) колонна постоянного поперечного сечения; б) расчетная схема – упруго-защемленный стержень; в) и г) колонна переменного поперечного сечения; д) расчетная схема –упруго-защемленный стержень

Рисунок 5.7 – Различные варианты расчетных схем аппарата по ГОСТ Р 51273-99

а) верхний (первый участок) б) средний участок в) нижний участок с опорной обечайкой

Рисунок 5.8 – Типичные схемы различных вариантов участков колонных аппаратов с тарелками

Сечение Г-Г – поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения к корпусу; сечение Д-Д – поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстия (лаза); сечение Е-Е – поперечное сечение опорной обечайки в месте присоединения нижнего опорного кольца к фундаменту

Рисунок 5.9 – Стандартная цилиндрическая опора, тип 2 – с наружными

стойками под болты

Расстояние от земли до соответствующего расчетного сечения обозначается через х₀(таблица 5.3).

Таблица 5.3 – Определение координат расчетных сечений

Расчетное сечение	х0, мм
Хо г-г
Хо д-д
Хо Е-Е

5.4 Расчетные условия

Все расчеты аппарата необходимо проводить параллельно для трех расчетных условий:

- рабочее условие (условное обозначение - υ = 1);

- условия испытания (υ = 2);

- условия монтажа (υ = 3) (рисунок 5.10).

Расчетные условия отличаются набором исходных параметров (в КП необходимо внести известные исходные данные в таблицу 5.4), которые определяются следующим образом:

- рабочее условие (υ = 1, рисунок 5.11). В этом случае:

а) вес аппарата - G₁ и включает вес корпуса и опорной обечайки, обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, рабочей среды;

б) расчетное давление в рабочих условиях - р_рас =р ^t_рас;

в) расчетная температура - t_рас;

г) допускаемое напряжение при расчетной температуре - [σ]_t ;

д) модуль упругости первого рода при расчетной температуре t_рас - Е_t ;

- условие испытания (υ = 2). Для этих условий:

а) вес аппарата – G₂ включает вес корпуса и опорной обечайки, обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, воды;

б) расчетное давление в условиях испытаний равно пробному с учетом гидростатического от столба воды - р ^и_рас =р_пр + Р_г.в.;

в) расчетная температура - t_рас = 20°С;

г) допускаемое напряжение - , гдеn_т = 1,1 в условиях гидроиспытания;

д) модуль упругости первого рода при расчетной температуре t_рас =20 ⁰ С – Е ₂₀ ;

- условие монтажа (υ = 3). Для этих условий:

а) вес имеет два значения:

1) G₃ – максимальный вес аппарата в условиях монтажа

2) G₄ – минимальный вес аппарата в условиях монтажа после установки его в вертикальное положение, т.е. только вес колонного аппарата со штуцерами и люками, без внутренних устройств, изоляции, рабочей среды, площадок (в курсовом проекте для упрощения расчетов принимаем G₃= G₄ и расчет ведем только при минимальном весе в условиях монтажа);

б) расчетное давление равно нулю, т.е. р_рас =0;

в) расчетная температура - t_рас = 20°С;

г) допускаемое напряжение - , гдеn_т= 1,2;

д) модуль упругости первого рода при расчетной температуре t_рас =20 ⁰ С – Е _20.

Расчет проводится параллельно для трех условий, поскольку для каждого из них характерно опасное сочетание параметров:

- для рабочих условий – это возможность осуществления процесса при высокой рабочей температуре и, соответственно, допускаемы напряжения будут иметь низкие значения;

- для условий испытаний – это высокое расчетное давление (сумма пробного и давления столба воды), которое больше чем расчетное в рабочих условиях минимум в 1,25 раза, а также большое значение осевой сжимающей силы из- за веса воды в корпусе;

- для условий монтажа – это минимальный вес аппарат. В этом случае могут преобладать растягивающие напряжения от изгибающего момента над сжимающими напряжениями от веса КА, что очень опасно для анкерных болтов.

Рисунок 5.10 - Монтаж колонного аппарата

а) б) в) г)

а) – рабочие условия, б) – условия испытаний, в, г) – условия монтажа

Рисунок 5. 11– Расчетные условия, для которых необходимо рассчитывать аппарат

Таблица 5.4 – Сочетание параметров для трех расчетных условий

Расчетное условие, индекс расчетных условий	Расчетное давление Р, МПа	Расчетная температура t рас ,0С	Вес колонного аппарата	Модуль упругости, МПа	Допускаемое напряжение
Рабочие условия	Р 1 = Р tрас=	tрас кор = tрас оп =	G1 включает вес корпуса и опорной обечайки, обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, рабочей среды	Еt кор = Еt оп =	[]t кор = , []t оп =
Условия испытаний	В КП Р2 = Pирас=	tрас=20 °С	G2 включает вес корпуса и опорной обечайки, обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, воды	Е20=	= =
Условия монтажа	Р3=0	tрас=20 °С	вес имеет два значения: 1) G3 – максимальный вес аппарата в условиях монтажа,	Е20=	= =
			2) G4 – минимальный вес аппарата в условиях монтажа после установки его в вертикальное положение, т.е. только вес колонного аппарата со штуцерами и люками, без внутренних устройств, изоляции, рабочей среды, площадок. В курсовом проекте для упрощения расчетов принимаем G3= G4 и расчет ведем только при минимальном весе в условиях монтажа.