Основы проектирования химических производств

Подбор стандартных элементов

При дальнейшем проектировании химического оборудования сле­дует подобрать патрубки, фланцы с их крепежом, трубные решетки, опорные устройства (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 диаметр по уравнению расхода

У Лрм/

Где (1— внутренний диаметр патрубка, м; (у— массовый расход жид­кости, кг/с; — скорость движения жидкости в патрубке, м/с; р — плотность жидкости, кг/м*.

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 подходяший фланец.

Опорные устройства химических аппаратов подбираются по стан - дар гам или нормалям. Вначале определяется вес аппарата в рабочем состоянии или при гидравлическом испытании заполненный водой, 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 аппарата с рубашкой и эллиптическими крышками, если: в аппарате давление 0,8 МПа и температура 80 "С; в рубашке давление 1,2 МПа и температура 180 "С. Весь аппарат изготовлен из стали 12Х18Н ЮТ.

Дано, что патрубки имеют следующие размеры:

7 и 2— стандартный диаметр 108 мм; ^ = 100 мм; ру= 1 МПа;

3 — стандартный диаметр 108 мм; */ = 100 мм; ру= 1,6 МПа;

4— стандартный диаметр 57 мм; = 50 мм; ру ~ 1,6 МПа.

Решение: В соответствии с ГОСТ 14249—80 нормативные допускаемые на­пряжения для стали 12Х18Н10Т при температурах, близких к расчетным, будут равны [<у]'°° = 160 МПа; {о]200= 140 МПа; модуль упругости Е = 1,98 105МПа. Примем, что аппарат изготовлен автоматической сваркой под слоем флюса, поэтому ф = 1. Коррозионная проницаемость применяемого материала менее

1 мм в год, поэтому прибавка на коррозию и эрозию составит 1мм. Все раз­

Меры приведены на рис. 11.4.

Определим толщину стенки корпу­са аппарата под действием внутреннего давления 0,8 МПа:

Примем толшину стенки аппарата

4 мм.

Определим толшину стенки ру­башки от действия внутреннего дав­ления:

Примем толщину стенки рубашки

7 мм.

Определим приближенную толщину стенки аппарата под лейстнием наружного давления, приняв запас устойчивости 1.1:

1, 1 1,2

= 2,78;

2,4-Ю6-1,98 Ю5

|0,7-0,8-Ю2 = 0,0056; =1,11,20,8

0,0038.

2 140

Примем большее значение толщины стенки аппарата 0,0056. Определим допускаемое наружное давление

Г1;

В, =

Примем меньшее значение величины 0,974. Тогда

,, 2 140 0,0056 ,

О,8 + 0.0056 = ‘'946;

1,81,98 0,8П00 0,0056V /100-0,0056 .

-

II л ыл ' ТГо I п""ё J у ТГо - *»364,

1р} =

(1,946]

+[иш)

.г, = 0,0056 + 0,001 - 0,0066.

Таким образом, приходится принять толщину стенки аппарата 7 мм.

Определим толщину эллиптических днищ, находящихся под внутренним давлением 0,8 МПа и при температуре 80 °С,

0,8 0,4 АЛП(>

•*яо “ 2 1-160-0,5-0,8 - и’ии1’

5[) =0,001+0,001 =0,002.

Толщина лниша 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.

Основные размеры флан­цев сведем в табл. 11.4. В этой Рис. 11.5. К выбору фланцев