Спроектировать узел азеотропной осушки и ректификации бутадиена производительностью 30 т/час

 

2.5. Расчет опоры.

2.5.1.Оределяем силу тяжести аппарата при гидроиспытании,

                                                         G_max=G+G_B,                                                  (96)

где    G_B – сила тяжести воды при гидроиспытании, МН.

G_B = V∙ρ∙g

G_B= 0,022∙1000∙10=3000000 H = 340 MH

G_max=215+340=555 MH

 

2.5.2.Выбор опоры

2.5.2.1. Определяем нагрузку на одну опору (лапу)

 

 

2.5.2.2. Выбор опоры.

Выбираем опору типа 1 (для  аппарата без теплоизоляции) с максимально  допустимой нагрузкой Q=400 кН, т.е. опору 1-2500 ОСТ 26-665, стр. 275 (7)

 

Размеры опоры: a=430мм    h=810 мм

a₁=540 мм   h₁=45 мм

b=520 мм   S₁=30 мм

c=70 мм   k=85 мм

c₁=280 мм   k₁=150 мм

d=50 мм   f_max=145 мм

Допускаемое напряжение для Ст3, при t=20ºС; [σ] = 126 МПа, стр. 11 (7).

 

2.5.3. Проверка прочности опоры.

2.5.3.1. Определяем площадь подошвы лапы.

[q] =2…4 МПа максимальное допустимое удельное давление на опорную конструкцию из бетона.

 

2.5.3.2. Определяем действительную площадь выбранной опоры.

F_Д = a ∙ (b - f_max);

 

F_Д = 0,430 ∙ (0,530 – 0,145) = 0,165 м²;

 

F_Д>F

 

0,165>0,138 м²;

 

2.5.3.3. Определяем напряжение в ребре, из условия прочности на сжатие и устойчивость;

 

 

 

где k – коэффициент, предварительно равен 0,6;

S – толщина ребра; S=0,008 м;

Z – число рёбер в опоре; z=2;

l₀ -  вылет ребра;

l₀=0,5 (b+f_max+S₀+S_n)

где b=0,155 м;

f_max=0,04 м;

S₀ – толщина стенки аппарата с учётом коррозии;

          S₀ = 0,006 м

=0 – толщина кладочного листа;

l₀=0,5 (0,520+0,145+0,006)=0,3355 м

 

 

т. е. условие  прочности соблюдается.

2.5.3.4. Проверка прочности сварных швов по условию;

 

где h_ш – катет шва;

          L_ш – общая длина шва.                                   

          h_ш= 0,85∙S₁=0,0255 м;

L_ш=4∙(h+S)

где h – высота опоры;

S₁ – толщина ребра;

L_ш=4∙(0,81+0,03)=3,36 м

[τ]_СР= 80 МПа – допускаемое напряжение на срез сварных швов.

 

Условие прочности  соблюдается.

 

2.5.4. Проверка прочности стенки вертикального аппарата под опорой-лапой без накладного листа, стр. 294 (7)

2.5.4.1. Определяем осевое напряжение от внутреннего давления в аппарате и изгибающего момента, стр. 294 (7)

 

где D=0,273 м – диаметр аппарата;

Р=1,6 МПа – внутреннее давление в аппарате;

S₀ = 0,006м толщина стенки аппарата в конце срока службы;

         М=0- внешний изгибающий момент.

 

 

2.5.4.2. Определяем окружное напряжение от внутреннего давления, стр. 291 (7)

 

 

 

 

σ_moy== 36,4 МПа

2.5.4.3. Определяем максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок, стр. 291 (7)

σ_m= max {σ_mаx; σ_moy}

σ_m= max {1,52; 36,4}=36,4МПа

2.5.4.4. Определяем максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакции опоры, стр. 291 (7)

 

где К₁=1,5 – коэффициент, зависящий от   , стр. 292 (2)

 

 

 

 

 

 

2.5.4.5. Определяем максимальное напряжение изгиба от реакции опоры, стр. 292(7)

 

где К₂=1,5 – коэффициент, зависящий от γ и , стр. 292 (7)

 

 

2.5.4.6. Проверяем условие прочности, стр. 292 (7)

 

 

 

где А=1,2 – для гидравлических испытаний, стр. 292 (7);

σ_T=245 МПа – предел текучести 20 обечайки при рабочей температуре, стр. 39(7)

 

 

 

15,4<1,

т.к. условие  прочности не выполняется, то следует применять накладной лист.