2015-04-30
821
При дальнейшем проектировании химического оборудования следует подобрать патрубки, фланцы с их крепежом, трубные решетки, опорные устpой-
ства (лапы или опоры).
Если размеры обечаек стандартизованы, то подобрать патрубки и фланцы можно по условному проходу и условному давлению. Задаваясь допустимой скоростью движения среды в данном патрубке (см. гл. 10), определяют его внутренний диа-
метр по уравнению расхода
d = [4G/(πρw)]1/2
где d - внутренний диаметр патрубка, м; G - массовый расход жидкости, кг/с;
w - скорость движения жидкости в патрубке, м/с; ρ - плотность жидкости, кг/м3.
Далее по стандартам или нормалям выбирается подходящий патрубок при заданном условном давлении. Если рабочее давление выше данного условного, то принимают большее условное давление. По полученному условному проходу патрубка и принятому условному давлению по стандартам или нормалям подбирается подходящий фланец.
Опорные устройства химических аппаратов подбираются по стандартам или нор
малям. Вначале определяется вес аппарата в рабочем состоянии или при гидрав-
|
|
|
лическом испытании, затем выбирается число лап и по нагрузке на одну лапу - ее тип и вид.
При установке колонного аппарата на открытом воздухе желательно провести его расчет на ветровую нагрузку по ГОСТ 24757-81.
Пример 11.1. Определить основные размеры цилиндрического аппаратa с рубаш-
кой и эллиптическими крышками, если в аппарате давление 0,8 Мпа и температу-
ра 80 °С; в рубашке давление 1,2 МПа и температура 180 °С. Весь аппарат изготов-
лен из стали 12Х18Н10Т.
Дано, что патрубки имеют следующие размеры:
1 и 2 - стандартный диаметр 108 мм; dy = 100 мм; рy = 1 МПа;
3 - cтандартный диаметр 108 мм; dу=100мм; py = 1,6МПа;
4 - стандартный диаметр 57 мм; dу = 50мм; py = 1,6 МПа.
Решение: В соответствии с ГОСТ 14249-80 нормативные допускаемые напряжения для стали 12Х18 Н10Т при температурах, близких к расчетным, будут равны [σ]100 = 160 МПа; [σ]200= 140 МПа; модуль упругости Е = 1,98 105 МПа. Примем, что ап-
парат изготовлен автоматической сваркой под слоем флюса, поэтому φ= 1. Корро-
зионная проницаемость применяемого материала менее1 мм в год, поэтому прибавка на коррозию и эрозию составит 1 мм. Все размеры приведены на рис. 11.4.
Определим толщину стенки корпуса аппарата под действием внутреннего давления 0,8 МПа:
sR1 = 0,8∙0,8/2∙140∙1 - 0,8 = 0,0023 м; s1=0,0023 + 0,001 = 0,0033 м. = 3,3мм.
Примем толшину стенки аппарата 4 мм.
Определим толщину стенки рубашки от действия внутреннего давления:
sR2 = 1,2∙1,2/(2∙140∙1 - 1,2) =0,0052 м; s2 =0,0052 + 0,001 = 0,0062м. = 6,2мм.
Рис.11.4 К примеру 11.1
| Примем толщину стенки рубашки 7 мм.
Определим приближенную толщину стенки аппарата под действием наружного давления, приняв запас устойчивости 1,1:
К1 = 1,1∙1,2/(2,4∙10-6∙1,98∙105) = 2,78
sR1 = 
Примем большее значение толщины стенки аппара
та 0,0056.Определим допускаемое наружное давле-
ние
|
Примем меньшее значение величины 0,974. Тогда
|
|
|
[p]p = 2∙140∙0,0056/(0,8 + 0,0056) = 1,946
[p]E = 1,8∙1,98/(1,1∙0,974)∙(0,8/0,8)∙(100∙0,0056/0,8)2 (100∙0,0056/0,8)1/2 = 1,364
[p] = 1,946/[1 + (1,964/1,364)2]1/2 = 1,25 MПа
s1 = 0,0056 + 0,001 = 0,0066м. = 6,6мм.
Таким образом, принимаем толщину стенки аппарата 7 мм.
Определим толщину эллиптических днищ, находящихся под внутренним давлением 0,8 МПа и при температуре 80 °С,
sRD = 0,8∙0,4/(2∙1∙160 - 0,5∙0,8) = 0,001м = 1мм
sD =0,001 +0,001 = 0,002м. = 2мм
Толщина днища должна быть не менее толщины стенки аппарата, рассчитанного на внутреннее избыточное давление, поэтому примем толщину днища 4 мм.
Подберем по стандарту фланцы к патрубкам в соответствии с конструкцией, показанной на рис. 11.5.
Рис. 11.5. К выбору фланцев
Основные размеры фланцев сведем в табл. 11.4.
Таблица 11.4. Основные размеры подобранных фланцев к патрубкам
| Патрубок | D0 | DБ | D1 | D2 | h | h0 | d | Z |
| 1и 2 | ||||||||
В этой таблице Z - число болтов; d - диаметр болтового отверстия. Диаметр болта принимается на 2 мм меньше диаметра отверстия.
