Курсовая работа. Кп 15. 02. 01. 18. 13. Пз

• Название: Кп 15. 02. 01. 18. 13. Пз
• Анкор: Курсовая работа
• Дата: 05.05.2022
• Размер: 239.19 Kb.
• Имя файла: 1647306184678383 (1).docx
• Тип: Реферат; #514006
• страница: 2 из 3

2.1.5 Расчет ветровой нагрузки и расчет опор
Установившийся ветер в гибких высоких сооружениях цилиндрической формы, кроме статического действия, которое зависит от изменения средних скоростей ветра по высоте колонны, вызывает колебания, перпендикулярные к направлению потока ветра (дорожка Кармана вихри, поочередно отрываясь от колонны, создают периодическую пульсацию, которая передает колебания колонне в направлении, перпендикулярном ветровому потоку, т.е. появляются поперечные колебания сооружения с собственными частотами. Колонный аппарат может попасть в резонанс, если создаваемая скоростью ветра частота срыва вихрей совпадает с частотой собственных колебаний.

В этом случае существенно возрастает амплитуда колебаний, что может привести к разрушению конструкции.

Колебания обусловливают наличие ускорения масс отдельных участков аппарата. В результате возникают инерционные силы, оказывающие динамическое воздействие на аппарат.

Для аппаратов колонного типа следует принимать во внимание также динамические нагрузки, накладывающиеся на установившийся поток ветра, которые возникают от воздействия порывов ветра, наиболее интенсивных у поверхности земли из-за наличия неровностей и препятствий. Порывы ветра вызывают пульсацию скорости воздушных потоков.


Рисунок 6. Напряжения изгибающих моментов на колонну при ветровой нагрузке
Расчет будем производить для наиболее неблагоприятных условий эксплуатации аппарата, то есть максимального ветрового напора там, где будет установлена колонна.
Для расчета изгибающих ветровых моментов найдем силу тяжести аппарата при его максимальном и минимальном весе. Для чего разобьем на 4 участка.

Принимая, что гидроиспытание аппарата производятся без тарелок, найдем максимальный вес участков:

,(10)

где - масса днища, ;

- высота обечайки на 1-ом участке (м);

- плотность металла обечайки (кг/ ); 

Vдн=3,8 по ГОСТу 6533-78- днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов.

D- внутренний диаметр аппарата (м);

- диаметр серединой поверхности аппарата (м),

=3.1 м

При этих данных:



Для 2 и 3-ого участка:

, (11)

Для колпачковой тарелки:

D=2,99 (м)

n=60 шт

Общий вес тарелки: (кг)


Для 4 участка:



Определим все аппарата:

Максимальный:

, (12)

.

Минимальный:

, (13)

.

Произведём расчёт изгибающего момента от ветровой нагрузки приняв, что площадки обслуживания отсутствуют. Предварительно вычислим момент инерции поперечного сечения корпуса:

, (14)

.

Определим период собственных колебаний аппарата:

для максимального веса:

,

где E- коэффициент упругости,

E=

H- высота колонны,

Н=22,3 (м).

.

для минимального веса аппарата:
(15)

.

Город Ангарск относится к III географическому району СНГ, где нормативное значение ветрового напора

Коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора ветра по высоте аппарата:

, для нашего случая будет иметь значение:

1-ый участок

2-ой участок

3-ий участок

4-ый участок = = 0,8

Скоростной напор ветра на разных участках:

, (16)

;

;

.

=0,055

Коэффициент пульсации ветрового напора в зависимости от высоты середины участка, находим по графику:







0,35

По формуле:

(17)

при

при
Находим коэффициент увеличения скоростного напора:

для максимального веса аппарата:









Для минимального веса аппарата:









Сила ветровой нагрузки, действующая на каждый участок аппарата определяется по формуле:

, (18)

где - диаметр аппарата с учётом теплоизоляции,

.

При максимальном весе аппарата:

,

,

.

.

При минимальном весе аппарата:

,

,

.

.

Изгибающий момент от ветровой нагрузки относительно основания аппарата определяем по формуле:

(19)
где для рассматриваемого случая ,
при максимальном весе аппарата:

,

,

.



Находим суммарный ветровой момент при максимальном весе аппарата:



при минимальном весе аппарата:

,

,

,

.

Находим суммарный ветровой момент при минимальном весе аппарата:

.

Найдем ветровой момент при максимальном весе аппарата, относительно сварного шва, соединяющего корпус аппарата с опорой обечайкой по формуле:

(20)

где для рассматриваемого случая .

,

,

,

.
Суммарный ветровой момент:

.

Зная ветровой моменты от ветровой нагрузки и приняв толщину стенки опоры равной толщине стенки корпуса , проверим её на прочность от напряжения сжатия и изгиба:

, (21)

,

- суммарный ветровой момент

То есть толщина стенки опоры удовлетворяет условиям прочности.

Проверим устойчивость формы цилиндрической опоры аппарата:

,

,

.

Условия устойчивости обеспечена.

Проверим прочность сварного шва, соединяющего опору с корпусом аппарата:

, (22)



.

Условие прочности сварного шва выполняется,

Выбираем размеры нижнего опорного кольца:

Внутренний диаметр опорного кольца:

, (23)

.
Наружный диаметр опорного кольца:

, (24)

.

Диаметр болтовой окружности:

, (25)

.

Опорную площадь кольца рассчитываем по формуле:

, (26)

.

Определяем момент сопротивления опорной площади кольца:

, (27)

.

Проверяем прочность фундамента под опорным кольцом:

, (28)

где

.

С целью расчёта диаметра фундаментных болтов проверю устойчивость аппарата от опрокидывания, для чего найду минимальное напряжение под опорным кольцом:

, (29)

.

Так как , установка фундаментных болтов обязательна.

Расчётный внутренний диаметр.
Согласно рекомендации для аппаратов с диаметром больше должно выполняться условие
Проектируем опорный узел типа (ПБ) и толщину нижнего опорного кольца рассчитываю по формуле:
,

, (31)

, (32)

;



;

.

.

Вычисляем толщину верхнего опорного кольца:

,

для нашего случая:

b2=0,22 м

d=0,05 м

;

. (из справочной литературы)

(м)

Другое значение: =1,5S0=1,5 0,06=0,09 (м)

Толщину ребра определяем по формуле:

, (33)

где .

= 1.


.
Принимаем большее значение =0,009 м.

3 РЕМОНТ КОЛОННЫХ АППАРАТОВ
ППР является важнейшей частью инженерной и организационно-технической подготовки ремонтного производства и направлен на проведение ремонтно-строительно-монтажных работ в кратчайшие сроки при высоком качестве и обеспечении безопасных методов выполнения.

В большинстве случаев колонные аппараты готовят к ремонту следующим образом. Доводят давление в колонне до атмосферного, из аппарата удаляют рабочую среду, после чего его пропаривают водяным паром, который вытесняет оставшиеся в колонне пары и газы. После пропарки колонну промывают водой.

Ремонт корпусов аппаратов выполняют ручной электродуговой сваркой (наплавкой), а также автоматической и полуавтоматической сваркой при обеспечении условий производства и качества сварного соединения. При ремонте корпусов сварные швы должны обеспечивать требуемую прочность и быть доступными для контроля. В горизонтальных сосудах и аппаратах, нижняя часть которых мало доступна для осмотра, продольные сварные швы не рекомендуется располагать в нижней части корпуса в пределах центрального угла, равного 140 градусам. Сварные швы должны располагаться вне опор корпуса. При попадании сварного шва на опору он должен быть проверен в объеме 100 % ультразвуковым или радиационным методом контроля на отсутствие дефектов.