2 Розрахункова частина
2.1 Вихідні данні
Внутрішній
діаметр апарата
=
0,8м;
Зовнішній діаметр з ізоляцією теплоізоляція відсутня;
Висота апарата з опорою H=6,9м;
Кількість ділянок розділення z=5;
Район встановлення апарата VІІ;
Максимальна
вага апарата
=0,1МН;
Мінімальна
вага апарата
=0,05МН;
Робоча
вага
=0,08МН;
Робочий внутрішній тиск в апараті р=0,52МПа;
Вид ґрунту під опорою 1;
Матеріал корпуса апарата сталь 08Х18Н10Т;
Температура
стінки корпуса апарата 158
.
2.2 Розрахунок виконавчої товщини стінки корпуса колонного апарата
Розрахункова товщина циліндричної обичайки (рис. 2.1), що працює під внутрішнім тиском визначаємо за формулою:
, (2.1)
де
– розрахунковий внутрішній тиск, Па;
D – внутрішній діаметр кожуха, м;
–коефіцієнт
міцності зварного шва;
–допустиме
напруження для робочого стану, Па;
–пробний
тиск при гідроіспитах, Па;
–допустиме
напруження при гідроіспиті, Па.
Рис. 2.1 – Розрахункова схема навантаження кожуха
Розрахунковий тиск:
, (2.2)
де
– гідростатичний тиск, Па.
Гідростатичний тиск визначаємо за формулою:
, (2.3)
де
– прискорення вільного падіння,
;
–густина
середовища у кожуху,
;
–висота
рівня рідини, м.
Па.
Так, як гідростатичний тиск дуже малий, то ним можна нехтувати.
Тоді:
МПа.
Розрахункова температура стінки кожуха:
, (2.4)
де
– температура середовища,
.
Так, як
температура середовища
,
то
.
Визначимо допустиме напруження:
, (2.5)
де
– нормативне допустиме напруження при
розрахунковій температурі, Па;
–поправочний
коефіцієнт, що враховує вид заготовки.
Для листового
прокату
=1
[14].
Для сталі Х18Н10Т
при
=120МПа.
[14]
МПа.
Пробний тиск при гідровипробуваннях визначаємо за формулою:
, (2.6)
де
– допустиме напруження для матеріалу
при температурі 20
.
, (2.7)
МПа.
.
Приймаємо
МПа.
Визначимо товщина стінки тонкостінної обичайки, що навантажена внутрішнім тиском:
, (2.8)
де С – сумарна прибавка на товщину, м
, (2.9)
де
- прибавка для компенсації корозії та
ерозії, м;
- прибавку на
мінусовий допуск, м;
- прибавка
технологічна, м.
, (2.10)
де
– швидкість корозії матеріалу кожуха,
;
–термін служби
апарата, рік;
–прибавка для
компенсації ерозії, м.
=0
при швидкостях середовища <20м/с. [12].
Для сталі 20 швидкість
корозії
.
Термін служби
апарата
=10
років.
мм,
=2,5мм,
=1мм.
мм.
Допустиме напруження при гідровипробуваннях визначаємо за формулою:
, (2.11)
де
– мінімальне значення межі текучості
при температурі 20
.
=220МПа
[14].
МПа.
Товщина циліндричної обичайки:
.
Приймаємо
мм.
мм.
З конструктивних міркувань приймаємо товщину стінки S=6мм.
Так, як
умова застосування формул виконується.
2.3 Розрахунок еліптичного днища
Розрахункова товщина еліптичного днища (рис. 2.2), що працює під внутрішнім тиском визначаємо за формулою:
, (2.12)
Пробний тиск при гідровипробуваннях визначаємо за формулою:
, (2.13)
Приймаємо
МПа.
Рис. 2.2 – Розрахункова схема навантаження днища
Товщина еліптичного днища:
Приймаємо
мм.
мм.
З конструктивних міркувань приймаємо товщину стінки S=6мм.
Так, як
умова застосування формул виконується.