Расшифровка маркировки, область применения (агрессивное воздействие среды, давление, температура)
 Скачать 7.79 Mb.
|
|
Расчетные сечения. По ГОСТу 51274-99 в качестве расчетных сечений выступают расчетные сечения: 1)В-В - где соединяется днище с цилиндрической обечайкой или - где изменяется либо диаметр, либо толщине стенки, либо материал.( В1-В1 , В2-В2) 2) опасные сечения для корпуса, где эксцентрично приложены нагрузки. 3) Г-Г, где соединяется опорная обечайка с днищем. (Г-Г и В-В отличаются друг от друга на 200 мм по высоте). В КП – Г-Г совмещается с В-В. 4) Д-Д – наиболее ослабленное сечение опорной обечайки. В КП – опасное сечение проходит по оси лаза и учитывается только 1 отверстие. 5) Е-Е, где соединяется нижнее опорное кольцо с фундаментом. В КП – Е-Е совпадает с поверхностью земли. Все расчеты аппарата необходимо проводить параллельно для трех расчетных условий: - рабочее условие (условное обозначение - υ = 1); - условия испытания (υ = 2); - условия монтажа (υ = 3). Расчетные условия отличаются набором исходных параметров, которые определяются следующим образом: - рабочее условие. В этом случае: а) вес аппарата - G1 включает вес корпуса и опорной обечайки, обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, рабочей среды; б) расчетное давление в рабочих условиях - ррас =рtрас; в) расчетная температура - tрас; г) допускаемое напряжение при расчетной температуре - [σ]t; д) модуль упругости первого рода при расчетной температуре tрас - Еt; - условие испытания (υ = 2). Для этих условий: а) вес аппарата – G2 включает вес корпуса и опорной обечайки, обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств, воды; б) расчетное давление в условиях испытаний равно пробному с учетом гидростатического от столба воды - рирас =рпр + Рг.в.; в) расчетная температура - tрас = 20°С; г) допускаемое напряжение -  , где nт = 1,1;д) модуль упругости первого рода при расчетной температуре tрас =20 0 С – Е 20; - условие монтажа (υ = 3). Для этих условий: а) вес имеет два значения: 1) G3 – максимальный вес аппарата в условиях монтажа 2) G4 – минимальный вес аппарата в условиях монтажа после установки его в вертикальное положение, т.е. только вес колонного аппарата со штуцерами и люками, без внутренних устройств, изоляции, рабочей среды, площадок; б) расчетное давление равно нулю, т.е. ррас =0; в) расчетная температура - tрас = 20°С; г) допускаемое напряжение -  , где nт= 1,2;д) модуль упругости первого рода при расчетной температуре tрас =20 0 С – Е 20. Расчет проводится параллельно для трех условий, поскольку для каждого из них характерно опасное сочетание параметров: - для рабочих условий – это возможность осуществления процесса при высокой рабочей температуре и, соответственно, допускаемые напряжения будут иметь низкие значения; - для условий испытаний – это высокое расчетное давление (сумма пробного и давления столба воды), которое больше чем расчетное в рабочих условиях минимум в 1,25 раза, а также большое значение осевой сжимающей силы из- за веса воды в корпусе; - для условий монтажа – это минимальный вес аппарата. В этом случае могут преобладать растягивающие напряжения от изгибающего момента над сжимающими напряжениями от веса КА, что очень опасно для анкерных болтов. Определение веса участка для разных условий(осевая нагрузка). Вес колонны находится для каждого расчетного условия, т.е. для υ = 1; 2; 3. Для определения общего веса колонны G рассчитывается вес каждого участка Gi. Осевая сжимающая сила F находится как сумма весов всех участков, т.е. F= G=ΣGi .Вес каждого участка складывается из веса корпуса аппарата Gк, веса изоляции Gиз, веса рабочей жидкости Gр.ж. или веса воды Gв, веса внутренних устройств Gвн.у., веса внешних устройств. Вес внешних устройств составляет приблизительно 18 % от собственного веса стального корпуса Gк и опоры. Для рабочих условий:  Для условий испытаний:  Для условий монтажа принимаем, чтоаппарат пустой, без изоляции, но с обслуживающими площадками и штуцерами.  .16. Определение ветровой нагрузки и изгибающего момента. Проверка прочности корпуса колонного аппарата. Одна из задач при проведении расчета колонного аппарата от ветровых нагрузок заключается в определении непосредственно силы ветра (ветровой нагрузки). 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. Таким образом, сила ветра складывается: - изустановившегося потока, который оказывает статическое действие; - динамической составляющей, являющейся функцией пульсации скоростного напора и периода колебаний колонного аппарата. Поэтому прежде чем рассчитать ветровые нагрузки, необходимо определить период собственных колебаний аппарата. Для аппаратов постоянного сечения период собственных колебаний Т, с, определяется для трех расчетных условий работы по формуле  где  .СF – коэффициент неравномерности сжатия грунта, определяется по данным инженерной геологии  -момент инерции фундаментального кольца. -момент инерции поперечного сечения колонны без учета изоляции.При отсутствии данных о фундаменте в первом приближении допускается принимать Т=Т0 Ветровая нагрузка состоит из двух составляющих: - статической (по ГОСТ Р 51273 – 99 (2006) - это средняя составляющая ветровой нагрузки); - динамической (по ГОСТ Р 51273 – 99 (2006) – это пульсационная составляющая ветровой нагрузки). Таким образом, ветровая нагрузка Рi на i-м участке находится как сумма двух слагаемых : -  - средняя составляющая ветровой нагрузки на i-м участке, Н;-  - пульсационная составляющая ветровой нагрузки на i-м участке, Н.Ветровая нагрузка Рi на i-м участке для трех расчетных условий (  ) находится как сумма двух слагаемых по формуле . ,где qist – нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на середине i-го участка, Н/м2, которое определяется по формуле  где q0 – нормативное значение ветрового давления на высоте 10 м над поверхностью земли, Н/м2, определяется в зависимости от ветрового района, в котором установлен аппарат, г. Уфа находится во втором ветровом районе;  - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте аппарата, определяется ,где хi - расстояние от поверхности земли до центра тяжести i-го участка, м; К – аэродинамический коэффициент, учитывающий решетчатую пространственную конструкцию площадок и зависящий от формы площадки. Пульсационная составляющая ветровой нагрузки определяется по формуле  где  - коэффициент, учитывающий пространственную корреляцию пульсации давления ветра; – коэффициент динамичности при ветровой нагрузке; - приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка.Определение расчетного изгибающего момента от ветровой Расчетный изгибающий момент от ветровой нагрузки Мvсогласно стандарту должен определятся для всех расчетных сечений и для трех расчетных условий. Расчетный изгибающий момент складывается из двух составляющих: - изгибающий момент от действия Рi -й ветровой нагрузки на колонный аппарат (сумма произведений ветровой нагрузки на плечо, где плечо - это расстояние от рассматриваемого сечения Г-Г, Д-Д или Е-Е до центра тяжести i –го участка), т.е  ;- изгибающий момент от действия ветра на обслуживающие площадки и лестницы  .Таким образом, расчетный изгибающий момент в сечении на высоте x0 следует определять по формуле  где n – число участков над рассматриваемым расчетным сечением; m – число площадок над рассматриваемым расчетным сечением;  – изгибающий момент в расчетном сечении на высоте х0 от поверхности земли, возникающий от действия ветровой нагрузки на i-й участок колонны, H·м;Mvj – изгибающий момент в расчетном сечении на высоте х0 от действия ветровой нагрузки на j – ю обслуживающую площадку, Н·м) Проверка на прочность и устойчивость стенки корпуса аппарата  Необходимость в проверке прочности и устойчивости возникает вследствие того, что толщина стенки корпуса была определена только под действием внутреннего или наружного расчетного давления, без учета дополнительного воздействия осевой сжимающей силы F и изгибающего момента Mv, напряжения от которых могут достигать больших величин и привести к разрушению колонного аппарата. Поэтому стенка корпуса аппарата должна быть проверена на прочность и устойчивость. Проверку прочности в соответствии со стандартом следует проводить для рабочего условия  и условия монтажа в следующих расчетных сечениях:- для аппаратов постоянного поперечного сечения - в поперечном сечении, где корпус присоединяется к опорной обечайке , под суммарным воздействием Ррас, Fи Мυ; - для аппаратов переменного сечения – в поперечных сечениях корпуса, переменных по диаметру и/или толщине стенки (В1-В1 и т.д.). Продольные (меридиональные) напряжения возникают от всех трех нагрузок Ррас, Fи Мυ и определяются на наветренной  и подветренной  сторонах соответственно по следующим формулам:  Кольцевые (тангенциальные) напряжения  возникают только от внутреннего (наружного) давления и рассчитываются по формуле Если на аппарат действует наружное давление, в формулы выше расчетное значение наружного давления подставляется со знаком минус. - при подставляются Р=Р1, М=М1, F=F1- при подставляются Р3=0, М=М3, F=F3. Рассчитываются эквивалентные напряжения на наветренной  и подветренной  сторонах для и по формулам  Производится проверка прочности: - на наветренной стороне по формуле  - на подветренной стороне по формуле  .В случаях, когда и/или сжимающие напряжения, значение φ в формулах принимают φ =1,0. Если условия не выполняются, то необходимо увеличить толщину стенки корпуса и повторить расчет.17. Расчет колонных аппаратов на действие ветровых нагрузок. Типы и конструкция опор для вертикальных аппаратов. Выбор типа опоры. См. вопрос 15 Опоры представляют собой обечайки, снабженные фундаментным кольцом из листовой или полосовой стали. Кольцо крепиться к фундаменту анкерными болтами. Чтобы фундаментное кольцо было жестким, его укрепляют косынками, местными стойками под болты или жестким опорным поясом. Опоры бывают: 1)Седловые для горизонтальных аппаратов 2)Опоры для вертикальных аппаратов Опоры для вертикальных аппаратов могут быть в виде стоек, в виде лап (3-4 лапы). Лапы – для аппаратов, которые устанавливаются в межэтажных перекрытиях. Колонные аппараты с соотношением высоты к диаметру H/D>5, размещаемые на открытой площадке, устанавливают на так называемых «юбочных» (цилиндрических и конических) опорах (рисунок). Высота цилиндрических опор h3 должна быть не менее 600 мм и выбирается по условиям эксплуатации аппарата. Необходимое количество отверстий, лазов (люков), их размеры, расположение и форма выбираются из условий эксплуатации и монтажа и должны соответствовать требованиям ОСТ 26-291-87 и ГОСТ 24757-81. Для вентиляции полости опоры в верхней части должно быть предусмотрено не менее двух отверстий диаметром 100 мм. (расположенных в верхней части) для вентиляции внутренней полости и один или два лаза (лазы могут быть круглыми, овальными, в виде полуокружности и цилиндрической части, диаметром 500-560 мм при D3>800 мм и диаметром 80 мм при D3  800 мм), предназначенный для доступа людей в аппарат. При приварке опор к днищам, сваренным из отдельных частей, в обечайках опор необходимо предусмотреть вырезы, позволяющие иметь доступ к сварным радиальным швам на днищах. В этом случае отверстия для вентиляции не предусматриваются. Для укрепления стенки обечайки к лазам обычно приваривают короткие патрубки. Опоры с конусной обечайкой применяют для высоких аппаратов диаметром менее 100 мм. Они придают аппарату большую устойчивость и снижают удельное давление на опорные поверхности Материал деталей, из которых состоит опора, выбирают исходя из условий эксплуатации с учетом свариваемости, коррозионной стойкости, температурных пределов применения, экономической целесообразности и надежности Если корпус аппарата выполнен из легированной стали, то топоры из углеродистой стали допускается применять для сосудов из коррозионностойкой стали при условии, что к опора выполняется с переходным участком, выполненным из такой же стали. Высота переходного участка определяется расчетом. В первом приближении можно принимать высоту переходного участка равной или более 200 мм. Выбор опоры колонного аппарата В соответствии с ОСТ 26-467-94 разработано пять типов стандартных опор, пределы применения которых зависят от внутреннего диаметра колонны DB и минимальной приведенной нагрузки Qmin. Минимальные Qmin и максимальные Qmax приведенные нагрузки определяются соответственно по формулам   где М1, М2, М3 – расчетные изгибающие моменты в нижнем сечении опорной обечайки (Е-Е) соответственно при  ,  ,  , Н·м;F1=G1; F2=G2; F3=G3 – осевые сжимающие силы, действующие в сечении Е-Е соответственно при , , , Н.По Qmin и DB выбирается тип опоры, а по Qmin, Qmax и DB - основные размеры цилиндрических и конических опор.  Типы юбочных цилиндрических опор |