Ректификационная колонна. 1 Конструкция колонны и условие эксплуатации

• Название: 1 Конструкция колонны и условие эксплуатации
• Анкор: Ректификационная колонна
• Дата: 20.11.2022
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: rik.doc
• Тип: Документы; #800006
• страница: 2 из 7

Толщина стенки аппарата определяется по формулам

(0)

, (0)

где s - исполнительная толщина стенки, мм;

D- внутренний диаметр аппарата, мм.

м.
s  47,31 + 2 = 49,31 мм.
Принимается исполнительная толщина стенки сосуда s=50 мм.

Допускаемое внутреннее избыточное давление для оболочки, МПа

, (0)
МПа.

Условия применения расчетных формул

, (0)
тогда

0,04000 < 0,1.
Условие по формуле (7) выполняется.

3.2 Расчет днищ
Цель расчета: расчет на прочность, определение толщины эллиптического днища удовлетворяющего условию прочности.

Расчетная схема эллиптического днища приведена на рисунке 2.

Исходные данные для расчета:

• 
  расчетное давление P_R = 11МПа;
  
• 
  диаметр колонны D=1200 мм;
  
• 
  допускаемое напряжение при T=250 С, []=145 МПа;
  
• 
  коэффициент прочности сварного шва =1;
  
• 
  общая прибавка к толщине металла С=2 мм.
  

Рисунок 2 - Днище эллиптическое

Для данной обечайки выбираются эклиптические отбортованные днища.

Толщина стенки днища определяется по формулам

, (0)
s_д  s + c (0)
где R — радиус кривизны в вершине днища, м;

R = D — для эллиптических днищ с H=0,25D.
H=0,251200=300 мм,
R=1,2 м,
мм,
s_д = 46,39+2 = 48,39 мм.
Принимаем толщину днищ стандартного значения s_д=50 мм.
Допускаемое внутреннее избыточное давление для оболочки, МПа определяется по формуле
. (0)
МПа.
Условия применения расчетных формул для эллиптических днищ
, (0)


Условие выполняется.
Определим длину цилиндрической отбортованной части днища
, (0)

h₁>192 мм.
Принимаем h₁=200 мм.

3.3 Выбор стандартных штуцеров.
По технологии производства или эксплуатационным требованиям в стенках аппаратов, днищах и крышках делают отверстия для люков—лазов, загрузочных приспособлений, штуцеров и т. д. Схема штуцера с приварным фланцем встык и тонкостенным патрубком приведем на рисунке

Рисунок 3 – Схема штуцера с приварным фланцем встык и патрубком

Основные размеры патрубков, стандартных стальных фланцевых тонкостенных штуцеров приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные размеры патрубков, стандартных стальных фланцевых тонкостенных штуцеров по ОСТ 26-1404-76, ОСТ 26-1410-76

Обозначение	Ду, мм	dт, мм	давление условное Pу, МПа	Sт, мм	Hт, мм
А	250	273	16	20	335
Б, Д	100	108	16	10	220
В, Е	150	159	16	16	260
Г	200	219	16	20	315
И	50	57	4	6	230
К, Р, С	50	57	2,5	6	165
М	50	57	1,6	6	165

3.4 Сопряжение узлов
Цель расчета: определить напряжение в сопряжение цилиндрической оболочки с эллиптическим днищем в условиях нагружения внутренним давлением.

Расчетная схема к определению краевых сил и моментов приведена на рисунке 4.

Исходные данные для расчета:

• 
  расчетное давление P_R = 11МПа;
  
• 
  диаметр колонны D=1200 мм;
  
• 
  допускаемое напряжение при T=250 С, []=145 МПа;
  
• 
  коэффициент прочности сварного шва =1;
  
• 
  общая прибавка к толщине металла С=2 мм.
  

- соединение цилиндрической оболочки с эллиптическим днищем; 2 – расчетная схема.

Рисунок 4 – Схема к определению краевых сил и моментов
Определим краевые силы и моменты из уравнения совместимости деформацией для места стыка обечайки с эллиптическим днищем

(0)
где - соответственно радиальные и угловые перемещения края цилиндрической оболочки под действием нагрузок P, Q₀, и М₀;

- соответственно радиальные и угловые перемещения края эллиптической оболочки под действием нагрузок P, Q₀ и М₀.
Подставляем в уравнение (13) соответствующие значения деформаций
(0)
где =_Э, R=a=600 мм, b=300 мм.
, (0)
где  - коэффициент Пуассона, =0,3.

,
,
,
.
Определим суммарные напряжения на краю эллиптического днища, меридиальное и кольцевое соответственно по формулам
(0)
(0)
где - соответственно меридиальные напряжения действующие от нагрузок Р, Q₀, М₀;

- соответственно кольцевые напряжения действующие от нагрузок P, Q₀, M₀.
Подставим соответствующие значения нагрузок в уравнение (16), (17)
, (0)
, (0)
МПа,

Определим суммарные напряжения на краю цилиндрической обечайки, меридиальное и кольцевые соответственно
, (0)

, (0)
где - соответственно меридиальные и кольцевые напряжения, действующие от нагрузок P, Q₀, M₀.
Подставим соответствующие значения погрузок в уравнение (20), (21)
, (0)
, (0)
МПа,

Определим максимальное напряжение на краю эллиптического днища и цилиндрической обечайке соответственно
,
,
, (0)

139,29 МПа < 145 МПа,

139,36 МПа < 145 МПа.
Таким образом, напряжения на краю соединяемых эллиптической и цилиндрической оболочек _maxЭ=139,29 МПа и _max=139,36 МПа меньше критического допускаемого напряжения []_кр=145 МПа, т.е. условие прочности в месте сопряжения элементов выполняется.