Основы проектирования химических производств

Основные расчетные параметры

Основными расчетными параметрами дли выбора конструкцион­ного материала и расчета элементов аппарата на прочность являются температура и давление рабочего процесса.

Температура. Различают рабочую и расчетную температуру.

Рабочая температура / — это температура содержащейся или перерабатываемой среды в аппарате при нормальном протекании в нем технологического процесса.

Расчетная температура 1Н— это температура для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряжений.

Расчетная температура определяется на основании тепловых расчетов или результатов испытаний. При положительных темпера­турах за расчетную температуру стенки аппарата принимают наиболь­шее значение температуры стенки. При отрицательной температуре стенки элемента сосуда или аппарата за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений следует принимать температу­ру 20 °С.

При невозможности произвести тепловые расчеты или измерения и в тех случаях, когда во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20 “С.

Давление. Различают рабочее, расчетное, условное (номинальное) и пробное давления.

Рабочее давление р — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление среды в аппарате при нормальном протекании тех­нологического процесса без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного устройства (клапана и др.).

Расчетное давленые ря~ максимальное допускаемое рабочее дав­ление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при максимальной их температуре. Расчетное дав­ление принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше.

Расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях:

— если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10% от рабочего, то расчет­ное давление должно быть равно 90% от давления в аппарате при пол­ном открытии предохранительного устройства;

— если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5% от расчетного, то расчетное давление этого элемента соответственно повышается назна­чение гидростатического давления.

Для элементов аппарата с раздельными пространствами, имеющи­ми разные давления, за расчетное давление принимается каждое из них (без учета других). Допускается производить расчет на разность давле­ний, если при эксплуатации в любом случае надежно обеспечивается наличие давлений во всех пространствах.

Расчетным давлением при гидравлическом или пневматическом испытании аппарата является пробное давление.

Пробное давление — избыточное давление, на которое аппарат ис­пытывается на прочность и плотность после его изготовления и перио­дически при эксплуатации. Значение пробного давления в зависимос­ти от рабочего приведено в табл. 11.1. В ней [о]20 и [а) — допускаемые напряжения при температуре 20 X и при рабочей температуре соот­ветственно.

Условное (номинальное) давление ру — избыточное рабочее давление при температуре элемента 20 °С (без учета гидростатического дав­ления). Для более высоких температур элементов аппарата условное давление снижается соответственно уменьшению прочности конструк­ционного материала.

Условные давления применяются при стандартизации аппаратов и их отдельных элементов. Согласно ГОСТ 356—68 применительно к рассматриваемым аппаратам рекомендуется следующий ряд условных давлений, МПа: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,4; 10; 16; 20.