Расчет тепловой изоляции
В качестве материала для тепловой изоляции выбираем совелит (85% магнезии + 15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности l = 0,098 Вт/(м·К) [3, c. 529, табл. XXVIII]
Толщина тепловой изоляции находится по формуле :
tст2 = 400 С – температура изоляции со стороны окружающей среды .
tст1 = 142,30 C – температура изоляции со стороны аппарата
tв = -10,80С – средняя температура воздуха в Москве в январе [3, c. 513]
Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду :
Расчет толщины обечайки
Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением, рассчитывают по формуле:
[9,
c. 395]
р — давление в аппарате:
rА и rВ определяются при температуре дистиллята tд=t2»76,85°С:
rч » 1478 кг/м3
rб » 818 кг/м3 [3, с. 512, табл. IV]
j — коэффициент прочности сварного шва.
Для одностороннего стыкового сварного шва j = 0,9
[9, с. 395, табл. 13.3]
[s] = h·s* [9, c. 393]
Коэффициент h принимаем равным 1, т. к. среда не является пожаро- или взрывоопасной.
Нормативное допускаемое напряжение s* по [9, с. 394, табл. 13.1] выбираем равным 140 МПа
Прибавка на коррозию:
П — скорость коррозии или эрозии
Т — срок службы аппарата
Учитывая компенсацию утонения в процессе изготовления и компенсацию минусового допуска примем, а также с учетом коэффициента запаса прочности, который как правило принимается равным 2,4 примем S = 30 мм.
Расчет эллиптического днища
Толщину стенки эллиптического днища определяют по формуле:
[9,
c. 398]
R — радиус кривизны в вершине днища:
Н — высота днища без учета цилиндрической отбортовки.
R = D для эллиптических днищ с Н = 0,25D; H = 0,75 м, D = 3,0 м.
Днище сварное из двух частей. j — коэффициент прочности сварного шва.
Для одностороннего стыкового сварного шва j = 0,9
[9, с. 395, табл. 13.3]
[s] = h·s* [9, c. 393]
Коэффициент h принимаем равным 1, т. к. среда не является пожаро- или взрывоопасной.
Нормативное допускаемое напряжение s* по [9, с. 394, табл. 13.1] выбираем равным 140 МПа
Расчет р приведен выше.
Учитывая компенсацию ослабления днища вваренным в него штуцером и компенсацию минусового допуска примем, а также с учетом коэффициента запаса прочности, который как правило принимается равным 2,4 примем S = 30 мм.
Расчет опоры аппарата
Химические аппараты устанавливают на фундаменты чаще всего с помощью опор. Аппараты вертикального типа с соотношением H/D³ 5, оснащают так называемыми юбочными опорами — цилиндрическими или коническими.
Для определения нагрузки на опору вычислим массу опоры.
Масса колпачковой однопоточной тарелки равна 305 кг.
[6, с. 616, табл. 24.9]
Масса эллиптического днища — 248 кг.
[6, с. 598, табл. 23.6]
Масса обечайки = 2·p·R·H·S·rст = 2·3,14·1,5·61,5·0,05·7700 = 223042 кг
Массу крышки примем равной 500 кг
Для удобства расчета считаем, что колонна заполнена водой.
Примем массу штуцеров, теплоизоляции и люков 15 т.
Для колонны массой 300 т (с запасом) выбираем:
12 опор ОВ—II—Б—2500 ОН 26-01-69—68
[6, с. 673, табл. 29.2]
12·9,81·1000·25/9,81 = 300000 кг
12 таких опор выдерживают 300 т.