Конструирование и прочностной расчёт ректификационной колонны

Московский Государственный Машиностроительный Университет

Кафедра «Проектирование технологических машин и комплексов в химической промышленности»

Курсовой проект

по теме

«Конструирование и прочностной расчёт ректификационной колонны»

Студентка: Шарова А.И.

.

Группа: М-43

Преподаватель: Пахомов А.А.

Проект защищен __________________ 2014г. на оценку ____________

Зачетная книжка №

Москва 2014
Содержание.

1.  Конструирование и расчет колонны 2.  Расчет толщины стенки обечайки 3.  Расчет толщины стенки днища 4.  Расчет диаметров штуцеров 5.  Расчет укрепления отверстий 6.  Расчет фланцевого соединения 7.  Расчет колонного аппарата на действие ветровых нагрузок 8.  Расчёт напряжения, возникающего в месте сопряжения корпуса аппарата (корпуса и патрубка) 9.  Расчёт опоры колонного аппарата.

Исходные данные

Внутренний диаметр аппарата – D, м. – 2,0

Диаметр аппарата с теплоизоляцей – D, м. – 2,2

Рабочее внутреннее давление Р, МПа – 0,01

Материал аппарата 08Х22Н6Т

Температура стенки корпуса аппарата,180 ⁰С

Плотность рабочей среды

ρж, кг/м³ – 1100

ρп, кг/м³ – 0,8

Тип аппарата – насадочный, насадка – кольца Палля.

Высота слоя насадки, Hн, м. – 20.

Расход пара по колонне V, м³/с – 1,75

Расход жидкости а)исходной смеси Lf, кг/час – 10000

б)кубового остатка Lw, кг/час – 5000

в)флегмы на орошение Lp, кг/час – 7000

Конструирование и расчёт колонны.

Диаметр колонны D = 2000 мм, согласно ГОСТ 9617-81 (1).

Нап = Нкуб+Нн+Ншл+Нопор=1,5D+Hн+2,4= 1,5*2,0+20+2,0+1,5=26,5 м.

Принимаем Нап. = 27 м.

Расчёт толщины стенки обечайки

Внутренний диаметр кожуха D=2,0м.

Рабочее избыточное давление Р=0,01 МПа.

Температура Т – 180 ⁰С

Допускаемое напряжение для 08Х22Н6Т, σдоп =306 МПа

Прибавка на коррозию С = 2,5мм. из расчета срока службы аппарата - 25 лет. при скорости общей коррозии 0.1 мм/год.

Коэффициент прочности сварных швов - ψр=0,9

Расчетная толщина стенки обечайки

Sp.тр. =  =  = 3,64 мм.

Sпр.тр. + С = 3,64+2,5 = 6,14 мм.

Принимаем проектную толщину стенки 12 мм.

Расчет толщины стенки днища

Расчетное давление Р=0,01 МПа

Температура Т – 180 ⁰С

Допускаемое напряжение для08Х22Н6Т, σдоп = 306 МПа

Прибавка на коррозию С = 2,5мм. из расчета срока службы аппарата - 25 лет. при скорости общей коррозии 0.1 мм/год.

Коэффициент прочности сварных швов - ψр=0,9

Расчетная толщина стенки обечайки

Sp.тр. =  =  = 3,64 мм.

Sпp.тр. + С = 3,64+2,5 = 6,14 мм.

Принимаем проектную толщину стенки 12 мм.

Согласно диаметру колоны выбираем эллиптическое днище:

2000-12-40-08Х22Н6Т ГОСТ 6533-68.

Dв = 2000 мм, hэ = 500 мм, hотб = 40 мм.V = 1,1681 м3,F = 4,59 м2.

hэ– высота эллипса, мм;

hотб–высота цилиндрической отбортовки, мм;

V – объём днища, м3.

F – площадь днища, м2.

Расчет диаметров штуцеров

Штуцер для входа исходной смеси.

 – объемный расход смеси кг/с

   массовый расход смеси

плотность исходной смеси ρ=1800кг/м3

 =  =  = 0,00252 м³/с

объемный расход исходной смеси, м³/с ;

 – скорость потока, так как смесь поступает в колонну под напором, принимаем скорость равной 1 м/с;

Принимаем диаметр штуцера .

Штуцер 89х4

внутренний диаметр штуцера d = 81 мм

Исполнительная длина штуцера L1=270

Толщина стенки штуцера S = 4

Материал – 08Х22Н6Т

Штуцер для выхода пара в дефлегматор.

где:  = 1.75 - объемный расход пара, м³/с

 – скорость потока пара, принимаем равной 10 м/с;

Принимаем диаметр штуцера .

Штуцер 530х142

внутренний диаметр штуцера d = 502 мм

Исполнительная длина штуцера L1=270

Толщина стенки штуцера S = 12

Материал – 08Х22Н6Т

Штуцер для входа флегмы в колонну, на орошение.

 массовый расход смеси

плотность флегмы ρ=1100кг/м3

 =  =  = 0,00177 м³/с

объемный расход флегмы, м³/с ;

 – скорость потока, так как флегма поступает в колонну под напором, принимаем скорость равной 1 м/с;

Принимаем диаметр штуцера .

Штуцер 89х4

внутренний диаметр штуцера d = 81 мм

Исполнительная длина штуцера L1=270

Толщина стенки штуцера S = 4

Материал – 08Х22Н6Т

Штуцер для выхода кубового остатка