методичка / Приложение Д Испр 18 июня

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(обязательное)

Продолжение приложения Д

Таблица Д.1 – Насыпная плотность насадок (размеры даны в мм)

Насадки	Насыпная плотность, ρ, кг/м3
Регулярные насадки
Деревянная хордовая (10х100), Шаг в свету 10 20 30	210 145 110
Керамические кольца Рашига 50х50х5 80х80х8 100х100х10	650 670 670
Неупорядоченные насадки
Керамические кольца Рашига 10х10х1,5 15х15х2 25х25х3 35х35х4 50х50х5	700 690 530 530 530
Стальные кольца Рашига 10х10х0,5 15х15х0,5 25х25х0,8 50х50х1	960 660 640 430
Керамические кольца Палля 25х25х3 35х35х4 50х50х5 60х60х6	610 540 520 520
Стальные кольца Палля 15х15х0,4 25х25х0,6 35х35х0,8 50х50х1	525 490 455 415
Курамические седла Берля 12,5 25 38	720 670 670
Керамические седла «Инталлокс» 12,5 19 25 38 50	545 560 545 480 530

Продолжение приложения

Таблица Д2 - Масса решеток под насадки из колец Рашига диаметрами 25, 50 и 80мм стальные

Номер МН	Диаметр колонны, мм	Масса решетки, кг
		I	II
4095-62	400	9,5	7
	500	13	9,5
4096-62	600	30	22,5
	700	39	31
4097-62	800	53	40
4098-62	1000	79	61
	1200	122	83
4099-62	1400	205	140
	1600	250	170
4100-62	1800	305	210
4101-62	2000	413	282
4102-62	2200	523	351
4103-62	2400	611	421
	2600	701	486
4104-62	2800	1052	736
4105-62	3000	1163	816
	3200	1279	890
4106-62	3400	1452	1001
4107-62	3600	1614	1116
4108-62	3800	1740	1213
	4000	1912	1117
Примечания 1.Решетки изготовляются в двух исполнениях: I-из углеродистой стали марки Ст.3, II-из нержавеющей стали марки 0Х13. 2. Решетки рассчитаны на нагрузку (при tc≤250 0С) от силы тяжести слоя насадки высотой: при Dв≤3200 мм Н=3, при Dв=3400-4000 мм Н=1м. Расчетная объемная масса насадки принята 670кг/м3

Продолжение приложения Д

Г

Рисунок Д.1 – Конструкция стальных решеток под насадку из колец Рашига диаметрами 25, 50 и 80 мм по МН 4095-62-МН 4108-62

Приложение Д 1 – Формулы для определения весов участков (дополнение к формулам (5.2 - 5.5) раздела 5)

Вес металла цилиндрической части аппарата определяется по формуле

(Д.1)

где D_н – наружный диаметр аппарата (без изоляции), мм;

D_н – внутренний диаметр аппарата, мм;

h_ц.i – высота цилиндрической части i-го участка, мм;

γ_к – удельный вес металла, кг/м³, из которого изготовлена колонна, рассчитывается по формуле

, (Д.2)

где _Ме – плотность металла, для стали принимаем =7850 кг/м³.

Вес материала днищ определяется по формуле

, (Д.3)

где m_дн – масса днища, кг, определяется исходя из диаметра и толщины стенки днища (см. Приложение Г, таблица Г6).

Вес рабочей жидкости определяется по формуле

, (Д.4)

где - объем рабочей жидкости на участке, м³;

- плотность рабочей среды, кг/м³ .

Необходимо иметь в виду, что в курсовом проекте для ректификационных колонн не учитывается вес жидкости на тарелках или в насадке, а учитывается только вес жидкости, находящейся в кубовой части колонны, высота которой и плотность были определены в четвертом разделе (рисунок 4.1).

Вес изоляции определяется по формуле

(Д.5)

где – вес изоляции цилиндрической части i-го участка аппарата, Н;

– вес изоляции днища i-го участка аппарата, Н.

Вес изоляции цилиндрической части рассчитывается по формуле

, (Д.6)

где S_из – толщина изоляции, м;

- удельный вес изоляции, Н/м³ (см. таблицу 4.7).

Продолжение приложения Д

Если внутренними устройствами являются насадки с решетками (рисунок 5.14), то их вес определяется по формуле

, (Д.7)

где G_н.i – вес слоя насадки на i-м участке, Н;

G_реш.i – вес решеток под насадку на i-м участке, Н.

Вес слоя насадки на участке определяется по формуле

, (Д.8)

где h_н.i – высота слоя насадки на i-м участке, м;

– насыпная плотность насадки, кг/м³, зависит от типа насадки и способа ее укладки (Приложение Д, таблица Д1-Д2).

Вес решеток определяется по формуле

(Д.9)

где m_реш.i – масса решетки на i-м участке, кг, зависит от типа решетки, ее толщины и материала, из которого она изготовлена (таблица Г.8 приложения Г);

n_реш.i – число решеток под насадку на i-м участке.

При этом если насадка выполнена из элементов типа колец Рашига, Паля и т.д., то их вес не учитывается.

Вес воды определяется по формуле

(Д.10)

где G_в.i^цил - вес воды в цилиндрической части участка, Н;

G_в.i^дн - вес воды в днище на i-м участке, Н.

Вес воды в цилиндрической части определяется по формуле

(Д.11)

При этом необходимо учесть, что водой заполняется только корпус колонного аппарата, в опорной обечайке вода отсутствует.

Вес воды в днище определяется по формуле

(Д.12)

где V_дн – объем днища, м³ .

- плотность воды, кг/м³ .

Продолжение приложения Д

Приложение Д.2 – Формулы и графики для определения периода колебаний (дополнение к формулам 5.6 – 5.8)

График для определения периода колебаний приведен на рисунке Д.2.

Р исунок Д.2 – Период колебаний Т₀

В формуле 5.6:

Е – модуль упругости материала колонны при соответствующей расчетной температуре t_рас, Н/м² (при υ = 1, t _рас ≥ t_раб, и Е = Е_t; при υ = 2, υ = 3 t _рас=20⁰С и Е=Е_{20 ,} таблица 5.5);

J, J₁ – момент инерции верхнего основного металлического сечения аппарата (на участке 1) относительно центральной оси, м⁴;

Н – общая высота колонны, м;

С_F – коэффициент неравномерности сжатия грунта, определяется по данным инженерной геологии (таблица 5.10), при отсутствии таких данных G_F = Н/м³ (). В КП принимается по заданию к расчету КА от ветровой нагрузки (таблица 4.1);

J_F – минимальный момент инерции подошвы фундамента, м⁴;

G_υ – общий вес колонны для соответствующих условий работы аппарата (υ = 1, 2, 3), Н.

Момент инерции верхнего основного металлического сечения аппарата относительно центральной оси рассчитывается по формуле

, (Д.13)

где D_н - наружный диаметр корпуса аппарата (без изоляции) на первом участке, м;

D_В - внутренний диаметр корпуса аппарата на первом (верхнем) участке, м.

Если точные размеры фундамента неизвестны, то минимальный момент инерции подошвы фундамента можно принять равным

, (Д.14)

где D_нк = D₁ – наружный диаметр фундаментного (нижнего опорного) кольца аппарата (рисунк 5.26), м, который рассчитывается по формуле

Продолжение приложения Д

D_нк = D₁= D_оп + S_оп + 0,2, (Д.15)

где S_ОП = S ₁ = S_К - толщина стенки опорной обечайки, м;

S_К - толщина стенки корпуса колонны, м;

D_оп =D_В (D) – внутренний диаметр опорной обечайки, м, принимаем равным внутреннему диаметру цилиндрической обечайки D_В (D) нижнего сечения корпуса аппарата, м.

В формуле 5.8:

- относительное перемещение центра тяжести i-го участка, рассчитывается по формуле

(Д.16)

где - коэффициент, определяемый по рисунку Д3 в зависимости от соотношения или по формулам

; , (Д.17)

- коэффициент, определяемый по формуле

(Д.18)

где - коэффициенты, определяемые по рисунку Д4, или по формулам

(Д.19)

(Д 20

(Д 21)

где J_1, J_2, J_3, - моменты инерции сечений колонны, отличающихся либо диаметрами, либо толщинами стенок, м⁴;

Н_1, Н_2, Н_3, - высоты участков колонны с J_1, J_2, J₃, м.

Для аппаратов с двумя переменными жесткостями J₁ и J₂ в формулах (Д19)-(Д21) следует принимать Н₃=0, тогда ; для аппаратов с одной переменной жесткостью J₁ в этих формулах следует принимать Н₃=0 и Н₂=0, следовательно, к оэффициенты будут равны: Δ=1/3, λ=0, μ=0.

Р исунок Д3 – Коэффициенты β_к, β_i

Рисунок Д4 - Коэффициенты ∆, λ, µ

Продолжение Приложения Д

Приложение Д3 – Графики, формулы и таблицы для определения ветровой нагрузки (дополнение к формуле 5.16 раздела 5).

В формуле 5.16:

- коэффициент, учитывающий пространственную корреляцию пульсации давления ветра, определяется по рисунку Д5 или формуле

, (Д.22)

G_i – вес i-го участка колонного аппарата, H;

– коэффициент динамичности при ветровой нагрузке определяется по формуле

(Д.23)

или рисунку Д6 в зависимости от параметра , определяемого по формуле

, (Д.24)

- приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка, определяется по формуле

, (Д.25)

где - относительное перемещение центров тяжести i-го и k-го участков при основном колебании, определяется по формуле Д 16;

m_k и m_j – коэффициенты пульсации давления ветра для середины соответственно k – го участка на высоте x_k и j – й площадки на высоте x_j по рисунку Д7 или по формулам

(Д.26)

При подстановке в формулу Д.26 принимаем, что x_k =x_i .

Относительное перемещение центров тяжести i-го и k-го участков при основном колебании определяется по формуле;

Рисунок Д.5 – Коэффициент, учитывающий пространственную корреляцию

Продолжение приложения Д

Рисунок Д.6 – Коэффициент ζ

Рисунок Д.7 - Коэффициенты m_i, m_j

Приложение Д 4. – Графики, формулы и таблицы для определения изгибающего момента от ветровой нагрузки, действующего на обслуживающие площадки.

В формуле 5.14 M_vj – изгибающий момент в расчетном сечении на высоте х₀ от действия ветровой нагрузки на j – ю обслуживающую площадку, Н·м,. определяемый по формуле

. (Д.27)

При отсутствии точных данных о форме площадки изгибающий момент определяется следующим образом

, (Д.28)

где - определяется либо по отношению

, (Д.29)

где x_j – координаты площадок – высота от поверхности земли до j-й площадки, м;

х₀ - высота от поверхности земли до расчетного сечения, м;

m_j – определяют по рисунку Д.7, либо по соотношению

, (Д.30)

где - определяют по рисунку Д8 в зависимости от отношения (x_j/H) или формуле

Продолжение приложения Д

, (Д.31)

К – аэродинамический коэффициент определяют по рисунку 5.18 в зависимости от наличия исходных данных о форме площадки (в курсовом проекте принимаем, что форма площадки неизвестна, тогда К= 0,85);

- сумма площадей всех проекций профилей j –й площадки на плоскость, перпендикулярную направлению ветра, м² ;

А_J – площадь, ограниченная контуром j –й площадки, м².

Рисунок Д.8 – коэффициент

В этом случае изгибающий момент от действия ветра на обслуживающую площадку определяют по формуле Д28, а величину А_J следует рассчитывать по формуле

А_J (Д.32)

где D_ПЛ,J – диаметр j-й площадки, м;

h_пл,j – высота j-й площадки, м.

Обычно величину h_пл,j принимают равной 1 м, а диаметр площадки рассчитывают по формуле

( Д.33)

где D_н.i = D_в + 2 S_гост +2 S_из -наружный диаметр аппарата с учетом изоляции на участке, где расположена площадка, мм.

Приложение Д5 - методика определения изгибающего момента от сейсмического воздействия.

Максимальный изгибающий момент от сейсмической нагрузки в нижнем сечении аппарата при учете только первой формы колебаний аппарата определяют по формуле

, (Д.34)

_где - сейсмическая нагрузка в середине i- го участка, Н;

- расстояние от поверхности земли до середины i-го участка, м.

Продолжение приложения Д

Расчетный изгибающий момент с учетом влияния высших форм колебаний при необходимости устанавливают специальными методами.

В качестве первого приближения расчетный изгибающий момент в сечении на высоте с учетом влияния высших форм колебаний следует выбирать в зависимости от по эпюре рисунка Д.9.

Рисунок Д.9 - Эпюра для определения изгибающего момента