Технологический и механический расчет насадочной колонны

 

Податливость болтов:

 

 

Модуль упругости (прокладка  из паронита):

 

Толщина прокладки:

 

Податливость прокладки:

 

 

Податливость фланца:

 

 

 

 

 

 

 

Для фланца из стали 12Х18Н10Т  модуль упругости:

 

 

Усилия, возникающие от температурных  деформаций:

 

 

Коэффициент жесткости фланцевого соединения:

 

 

Давление на прокладку:

 

Болтовая нагрузка в условиях монтажа:

 

Болтовая нагрузка в рабочих  условиях:

 

Допускаемое напряжение для  материала фланца при 20 ^оС:

 

Приведенный изгибающий момент:

 

Условие применимости расчета:

 

 

 

 

 

Допускаемые напряжения для  материала болтов:

 

Условие прочности болтов:

 

 

 

 

 

 

Условие прочности прокладки:

 

 

 

 

 

Окружное напряжение в  кольце фланца:

 

 

Угол поворота фланца:

 

 

Допускаемый угол поворота плоских фланцев:

 

Условие герметичности фланцевого соединения:

 

Подбор стандартных фланцев  в соответствие с ГОСТ 28759.2-90.

Внутренний диаметр аппарата: D = 2400 мм;

Наружный диаметр фланца: D_Н = 2530 мм;

Средний диаметр прокладки: D_НП = 2446 мм;

Диаметр болтовой окружности фланцев: D_Б = 2490 мм;

Высота фланца: h_ф = 60 мм;

Условное давление: 0.6 МПа.

 

6.  Расчет тарелок

 

Исходные данные:

Материал: сталь 12Х18Н10Т

Тип тарелки: распределительная  тарелка ТСН-II

Жидкостной патрубок:

 

 

Количество:

 шт.

 

Масса тарелки:

 

Расчетный срок службы тарелки:

 

Площадь жидкости на тарелке:

 

 

Высота промежутков между  секциями насадок:

 

Вес рабочего, монтирующего тарелку:

 

 

Определение толщины  тарелки.

Масса жидкости на тарелке:

 

Скорость коррозии материала  от действия заданной среды:

/год

 

Прибавка на коррозию к  толщине тарелки:

 

 

Длина тарелки:

 

Коэффициент, зависящий от способа закрепления элемента тарелки  по периметру, определяется по (1, стр. 430, рис. 15.22):

 

Расстояния между центрами отверстий в тарелке:

 м

 

Отверстие сита:

 м

 

 

 

 

 

Давление на тарелку:

 

 

Расчетная толщина тарелки  из условия прочности:

 

 

Исполнительная толщина  тарелки с учетом прибавки на коррозию:

 

Принимаем толщину тарелки 10 мм.

 

5.7 Расчет балок.

Балки для поддержки сегментов тарелки будут изготовлены из стандартных уголков. Для подбора номера уголка необходимо рассчитать требуемый момент сопротивления уголка, из условия жесткости конструкции.

Находим требуемый момент сопротивления:

Коэффициент, зависящий от способа закрепления ребер на опорах:

 

 

 

Выбираем уголок «Уголок 4040 ГОСТ 8509-93» с Wp=0.4 см³

5.8 Выбор люка-лаза.

Основные размеры:

Внутренний диаметр фланца: D = 630 мм;

Внутренний диаметр отверстия  под шпильку: d = 46 мм;

Диаметр фланца D_ф = 755 мм;

Число отверстий: n = 20 штук;

Диаметр болтовой окружности: D_б = 705 мм;

Средний диаметр прокладки: D_п.с. = 525 мм.

По ГОСТ 28759.4-90 для данного  аппарата выбираются размеры люка-лаза при P_у = 1 МПа и Д_у = 450 мм.

 

9.  Масса колонны

 

Масса незаполненной  колонны

Масса обечайки:

 

 

Масса крышки:

 

Масса днища:

 

Общее число изменений  концентраций:

 

Масса незаполненной колонны:

 

 

Масса заполненной  колонны

Масса жидкости в колонне  при гидравлических испытаниях:

 

 

Общая масса заполненной  колонны:

 

 

10.  Расчет на ветровую нагрузку

 

Высота опоры:

 

Тогда высота колонны равна:

 

Проверка необходимости  расчета:

 

 

 

 

Аппарат размещается на улице.

Тип расчетной схемы:

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок №8. Схема разбивки аппарата на участки при расчете его на ветровую нагрузку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условно разбиваем аппарат  по высоте на три участка, где первый равен 10 метрам, второй  равен 10 метрам, а третий равен 1.12 метра.

 

Высота центров масс разбитых участков от фундамента:

 

Вес аппарата в рабочем  режиме:

 

Вес колонны для условий  монтажа:

 

Вес i-тых участков аппарата:

 

 

Определение периода  собственных колебаний (минимальный и максимальный).

 

Момент инерции верхнего основного металлического сечения  аппарата относительно центральной  оси:

 

 

 

Минимальный период собственных  колебаний:

 

 

Максимальный период собственных  колебаний:

 

 

Географический район  II, Новосибирск. Томск находится рядом.

В соответствие с (4, стр. 686, рис. 29.14).

Скоростной напор ветра:

 

 

Коэффициент Θ i для каждого  участка:

 

 

 

 

 

 

Нормативное значение статической  составляющей ветровой нагрузки на середине i-го участка аппарата:

 

 

 

 

Статическая составляющая ветровой нагрузки на каждом участке:

Наружный диаметр участка:

 

 

 

 

 

 

Коэффициент динамичности:

При минимальном периоде  собственного колебания:

 

 

При максимальном периоде  собственного колебания:

 

 

 

Коэффициент пульсаций скоростного  напора (определяется из графика):

 

Рисунок №9. График для определения коэффициента пульсаций.

Для всех участков:

 

Коэффициент увеличения скорости напора:

При максимальной силе тяжести  аппарата:

 

 

 

При минимальной силе тяжести  аппарата:

 

 

 

Сила от ветровой нагрузки, действующая на каждый из участков аппарата:

При максимальной силе тяжести  аппарата:

 

При минимальной силе тяжести  аппарата:

 

 

 

Изгибающий момент от ветровой нагрузки на аппарат относительно основания:

При максимальной силе тяжести  аппарата:

 

 

 

 

При минимальной силе тяжести  аппарата:

 

 

 

 

Изгибающий момент от ветровой нагрузки на площадке:

Площадь площадки:

 

 

,

Где 10 и 20 метров – высота площадок над фундаментом.

 

 

Общий изгибающий момент от ветровой нагрузки: