L1p=min(L1, 1.25
=86мм.
Расчетная ширина зоны укрепления в окрестности штуцера
Lp=
= 85,3 мм
Расчетная толщина стенки штуцера
S1R=P*
= 0,922 мм.
Расчетный диаметр отверстия под штуцер
dp=D+2C = 502+5=507мм
Условие укрепления отверстия за счет избыточной толщины стенки обечайки
L1p*(S1-S1R-C)+Lp(Sпр.тр – Sр.тр – С) ≥ 0,5(dp – d0p)*Sр.тр
L1p*(S1-S1R-C)+Lp(Sпр.тр – Sр.тр – С) = 86(12-0,922-2,5)+85,3(12-6,14-2,5)=741мм.
0,5(dp – d0p)*Sр.тр=0,5*(507-206)*6,14=924,07
Условие не выполняется, требуется укрепление
Расчет на ветровую нагрузку
Т.к. 
, то период собственных колебаний
рассчитывается по следующей формуле:
,
Е – модуль упругости стали, Е=2∙1011 Н/м2;
J – момент инерции поперечного сечения корпуса аппарата относительно
центральной оси, 
;
С0 – прибавка на коррозию, С0=2 мм;
g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2.
В расчетах необходимо учесть динамическое воздействие на аппарат возможных порывов ветра, колебания аппарата и явления резонанса, возникающего в том случае, когда при определенных скоростях ветра частота его колебаний совпадает с собственной частотой колебаний аппарата.
Коэффициент увеличения скоростного напора:
, где
ξ – коэффициент динамичности, выбираемый по графику в зависимости от Т, [3, стр.687];
m – коэффициент пульсации скорости напора, определяемый по графику [3, стр.687].
Т=0,5, ξ=1,4.
Ветровая нагрузка определяется:
где Рi – сила, действующая на i-тый участок аппарата от ветрового напора,
, c1 - определяется по графику.
xi – координата текущего сечения;
x0 – координата исследуемого сечения, x0=2 м.
Принимаем нормативный скоростной q0 напор равным 0,027∙104 Н/м2.
Разобьем колонну на 5 участков, соответственно получим:
Х1=5,68 м; m1=0,35; c1=0,6; β1=1,49; P1=1111,1 Н;
Х2=11,36 м; m2=0,35; c2=1,2; β2=1,49; P2=2222,2 Н;
Х3=17,04 м; m3=0,35; c3=1,3; β3=1,49; P3=2407,4 Н;
Х4=22,72 м; m4=0,33; c4=1,35; β4=1,46; P4=2449,7 Н;
Х5=27,0 м; m5=0,32; c5=1,5; β5=1,4; P5=2610 Н.
Изгибающий момент от ветровой нагрузки:
М=137,6 кН.
Расчет аппарата на ветровую нагрузку (при Qmin).
, Т=0,29, ξ=0,5.
β1=1,175; P1=940,2 Н;
β2=1,175; P2=1880,4 Н;
β3=1,175; P3=2037 Н;
β4=1,165; P4=2097,4 Н;
β5=1,16; P5=2320,4 Н.
Изгибающий момент от ветровой нагрузки при минимальном весе колонны:
М=162,6 кН.
Расчет опасного сечения аппарата.
сечение I: 
, где W – осевой момент сопротивления.
;
.
F=0,035 м2.
W=0,0123 м3.
σн=11 МПа, σп=-11,35 МПа.
сечение II: 
, где
F′=(πD-d)S=πDS′;
S′=7,1 мм.
W′=0,0109 м3.
d=0,5 м.
σн=12,4 МПа, σп=-12,83 МПа.
сечение III: 
.
σн=11 МПа, σп=-11,34 МПа.
σэкв=24,17 МПа.
Расчет опасного сечения аппарата при Qmin.
сечение I: 
,
σн=8 МПа, σп=-18,25 МПа.
сечение II: 
,
σн=9,1 МПа, σп=-20,7 МПа.
сечение III: 
,
σн=8,1 МПа, σп=-18,35 МПа.
σэкв=39,05 МПа.
Подбор опоры колонны.
Выбор опоры колонного аппарата зависит от его диаметра и минимальной и максимальной приведенных нагрузок.
Из [2, стр.288] выбираем Опору – 2-2000-160-80-2000.
Расчет толщины нижнего опорного кольца производится по следующей формуле:
, S=400 мм.
Список литературы:
1) Михалев М.Ф. ,Третьяков Н.П. ,Миличенко А.И. Расчет и конструирование машин и аппаратов хим. производств. -М. :М Машиностроение ,1984-301с.
2) А.А. Лащинский, «Конструирование химических сварных аппаратов» справочник Л.: «Машиностроение» 1981г.
3) А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский. «Основы конструирования и расчета химической аппаратуры». М, 1968г.
4) ГОСТ 14249-80, «Сосуды и аппараты». Нормы и методы расчета на прочность.
5) Вихман Г.Л. ,Круглов С.А. Основы конструирования машин и аппаратов нефтеперерабатывающих заводов -М. :М Машиностроение ,1978-326с.
6)Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования. Справочник.-Калуга:Изд.Бочкарёвой,-2001.
7) ОСТ 26291-94 Сосуды и аппараты стальные. Общие технические условия.
8) Расчёт фланцевых соединений. Москва,1986.
9) М.Ф.Бабицкий, Г.Л.Вихман, С.И.Вольфсон.Расчет и конструирования аппаратов нефтеперерабатывающих заводов. М.: Недра, 1965.-904 с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.