Реферат: Расчет ректификационной колонны
,
,
м2,
,
,
,
,
,
,
,
,
8 Расчёт корпуса аппарата от совместного
действия всех нагрузок [5]
Цель расчёта: Проверка
аппарата на прочность и устойчивость в результате совместного действия всех
нагрузок
Исходные данные:
p – расчётное давление, PR=11 МПа;
D – внутренний диаметр аппарата, D=1200 мм;
s – толщина стенки аппарата, S=50 мм;
c – сумма прибавок к толщине стенки, С=2 мм;
F – расчётное осевое сжимающее усилие в сечении У-У , F = 0,81 МН ;
М – расчётный изгибающий
момент в сечении У-У , М = 0,206 МН×м ;
fт – коэффициент прочности
кольцевого сварного шва , fт
=1;
fp – коэффициент прочности продольного
сварного шва , fp=1.
Рисунок 13 –
Расчётная схема аппарата
8.1 Проверка корпуса аппарата на
прочность
8.1.1 Проведем расчет для
рабочего условия
Рассчитываем продольные
напряжения на наветренной стороне по формуле
, (125)
где F – осевое
сжимающие усилие при рабочих условиях, F=0,537 МН;
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (126)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(127)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
,
(128)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
,
( 129)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
,
(130)
124,04
МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной стороне
,
(131)
124,31 МПа<145 МПа.
Условие
прочности выполняются.
8.1.2 Проведем расчет при
условии монтажа
Рассчитываем продольные
напряжения на наветренной стороне по формуле
, (132)
где F – осевое
сжимающие условие при монтаже, F=0,514 МН;
По
ГОСТ Р 51274 – 99 при условии монтажа p=0 МПа.
.
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (133)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(134)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
, (135)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (
136)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
, (137)
0,954
МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной стороне
,
(138)
6,635 МПа<145 МПа.
Условия
прочности выполняются.
8.2
Проверка корпуса аппарата на устойчивость
Проверка
устойчивости для рабочего условия и при условии испытания.
Допускаемая
сжимающая сила из условия прочности сечения У-У корпуса аппарата определяется
по формуле
,
(139)
.
Допускаемая
осевая нагрузка из условия местной устойчивости формы определяется по формуле
, (140)
MH,
МН.
Допускаемая
осевая сжимающая сила из условия устойчивости формы определяется по формуле
, (141)
где l – гибкость аппарата;
,
,
МН,
.
Определяем
эквивалентную сжимающую осевую силу по формуле
, (
142)
.,
.
Определяем
допускаемый изгибающий момент из условия прочности
, (
143)
.
Определяем
допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости
, (144)
.
.
Определяем
допускаемый изгибающий момент по формуле
, (145)
.
.
Проверяем
аппарат на устойчивость от совместного действия нагрузок по условию
, (146)
При условиях
испытания
,
Условие выполняется.
При рабочих условиях
Условие
устойчивости выполняется, следовательно, аппарат сохраняет прочность и
устойчивость под действием совместно действующих нагрузок.
9 Расчет опоры
Цель расчёта: проверка опоры
аппарата на прочность и устойчивость.
Исходные данные:
p – расчётное давление, PR=0,11 МПа;
D – внутренний диаметр опоры, D=1200 мм;
s – толщина стенки обечайки опоры, S=8 мм;
c – сумма прибавок к толщине стенки, С=2 мм;
F – расчётное осевое сжимающее усилие в сечениях, F = 0,81 МН ;
М – расчётный изгибающий
момент в сечениях, М=0,206 МН×м ;
fт – коэффициент прочности
кольцевого сварного шва, fт
=1;
fp – коэффициент прочности продольного
сварного шва, fp=1.
Рисунок 14 –
Расчётная схема цилиндрической опоры
9.1 Проверка обечайки опоры на
прочность
9.1.1 Проведем расчет обечайки
для рабочего условия
Рассчитываем продольные
напряжения на наветренной стороне по формуле
, (147)
где F – осевое
сжимающие усилие при рабочих условиях, F=0,537 МН;
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (148)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(149)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
,
(150)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
,
( 151)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
,
(152)
12,1
МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной стороне
,
(153)
48,61 МПа<145 МПа.
Условие
прочности выполняются.
9.1.2 Проведем расчет обечайки
при условии монтажа
Рассчитываем продольные
напряжения на наветренной стороне по формуле
, (154)
где F – осевое
сжимающие условие при монтаже, F=0,514 МН;
По
ГОСТ Р 51274 – 99 при условии монтажа p=0 МПа.
.
Рассчитываем
продольные напряжения на подветренной стороне по формуле
, (155)
.
Кольцевые
напряжения рассчитываем по формуле
,
(156)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле
,
(157)
МПа.
Рассчитываем
эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле
,
( 158)
.
Проверяем
условие прочности по следующим условиям
- на наветренной стороне
,
(159)
11,5
МПа < 145×1 МПа.
- на подветренной стороне
,
(160)
43,8 МПа<145 МПа.
Условия
прочности выполняются.
9.1.3 Проверка
прочности сварного шва соединяющего корпус аппарата и опорную обечайку
Проверку
прочности проведем по формуле
, (161)
где а – катет сварного шва,
а=2 мм;
[s]0 – допускаемое напряжения для материала
опоры, [s]0=145 МПа.
,
.
Условие
выполняется.
9.1.4 Проверка устойчивости опорной обечайке
Проверку устойчивости в сечение Z-Z проведем по формуле
, ( 162)
где [F] – допускаемое осевое усилие, определяем по ГОСТ
14249, [F]=3,109 МПа;
[M] – допускаемый изгибающий момент, определяем по ГОСТ
14249, [M]=0,867 МН×м;
j1, j2, j3 –
коэффициенты , j1=0,99, j2=0,96, j3=0.
0,51£1
Условие выполняется.
9.2 Расчет Элементов опорного узла
9.2.1 Рассчитаем толщину нижнего опорного кольца s1
по формуле
, (163)
где c1 –
коэффициент, находится по графику [4], c1=0,85;
b2 – расстояние от обечайки до внешнего края нижнего
кольца, b2=125 мм;
[s]A – допускаемое напряжение для материала опоры, [s]A=142 МПа;
b1 – ширина нижнего опорного кольца, b1=330 мм;
Dб
– диаметр окружности анкерных болтов, Dб=1360 мм;
s0 – исполнительная толщина обечайки опоры, s0=8
мм.
,
.
Принимаем s1=20 мм.
Библиография
1
ОСТ 26-291-94
2
ГОСТ 14249-89. Нормы метода расчета на прочность
3
ГОСТ 24755-89. нормы и методы расчета на прочность укреплений отверстий
4 ГОСТ Р 51274-99. Сосуды и
аппараты колонного типа, нормы и методы расчёта на прочность. – М.:
Издательство стандартов, 1999. – 11 с.
|