Расчет на прочность основных элементов аппарата, в которых осуществляются абсорбционные процессы, описание его устройства и принципа работы. Расчет цилиндрических обечаек, днищ и укрепления отверстий. Выбор фланцевого соединения и расчет его болтов.
Аннотация к работе
Абсорбцией называют процесс поглощения газов или паров (абсорбтивов) из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами). На практике абсорбции подвергают большей частью не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых (одна или несколько) могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах. Эти составные части называют абсорбируемыми компонентами или просто компонентами, а не поглощаемые составные части - инертным газом. Примерами могут служить: абсорбция SO3 в производстве серной кислоты; абсорбция HCI с получением соляной кислоты; абсорбция окислов азота водой (получение азотной кислоты) и т.д.Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называются абсорберами. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, вследствие чего насадочные абсорберы можно рассматривать как разновидность пленочных. В пленочных абсорберах пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, тогда как в насадочном - лишь по высоте элемента насадки. При определенных условиях пленочное течение жидкости в насадочных абсорберах нарушается, и контакт между газом и жидкостью осуществляется в режиме барботажа.Современное химическое производство со специфическими условиями работы химического оборудования, характеризуемыми часто высокими рабочими параметрами (температурой и давлением), особенно при агрессивности, токсичности и огне-и взрывоопасности перерабатываемой среды и в основном большой производительности, требует создания аппаратов только высокого качества. Высокое качество аппаратов характеризуется высокой эффективностью, зависящей от эффективности технологического процесса, осуществляемого в аппарате, и его производительностью. Также характеризуется долговечностью (сроком службы не менее 10 лет), экономичностью, надежностью, безопасностью, удобством и простотой обслуживания в эксплуатации, параметрами, зависящими как от качества конструкции, так и от качества изготовления, формой аппарата, удовлетворяющей требованиям технической эстетики (округлая форма, отсутствие острых выступающих частей и т.д.). К расчету принимаем обечайку цилиндрической формы, выполненную вальцовкой из листового проката. Наиболее широкое применение получили днища эллиптической формы с отбортовкой на цилиндр. такие днища особенно широко применяются в сварных аппаратах химической промышленности.При изготовлении аппаратов к конструкционным материалам предъявляются следующие требования: Достаточная общая химическая и коррозионная стойкость материала в агрессивной среде с заданными концентрацией, температурой и давлением, при которых осуществляется технологический процесс, а также стойкость против других возможных видов коррозионного разрушения (межкристаллитная коррозия, электрохимическая коррозия сопряженных металлов в электролитах, коррозия под напряжением и др.); Достаточная механическая прочность при заданных давлении и температуре технологического процесса, с учетом специфических требований, предъявляемых при испытании аппаратов на прочность, герметичность и т. п. и в эксплуатационных условиях при действии на аппараты различного рода дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, прогиб от собственного веса и т. д.); Наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений и коррозионной стойкости их в агрессивной среде, обрабатываться резанием, давлением, подвергаться сгибу и т. п.; Необходимо стремиться применять двухслойные стали, неметаллические материалы, стали с покрытиями из неметаллических материалов. В качестве материала для изготовления корпуса, штуцеров, трубопроводов контактирующих со смесью, выбираем сталь марки ВСТ.3.Целью данного расчета является: - Определение толщин стенок обечаек, днищ корпуса и рубашки;Расчетная схема аппарата представлена на рисунке 2.Исходные данные: Назначение Абсорбция Диаметр колонны D=1400 мм, Условные диаметры штуцеров dy1=80 мм, dy2=80 мм, dy3=250 мм, dy4=150 мм, dy5=500 мм, Высота сепараторной части hc=1000 мм, hk=2000 мм, Высота насадки, м 4 4 4 Высоту опоры принять как ho=0,7· hk, Высоту перераспределительной части принять как hc1=0,7· hc, Температура t=35°С, Давление, абсолютноеРасчетная температура стенки t определяется на основании результатов испытания или тепловых расчетов. В случае невозможности проведения расчетов и испытаний при положительных температурах рассчитывается по формуле: t= max (tc; 20°С), (1) где tc - наибольшая температура среды. Согласно [7], пробное давление для вертикально установленных аппаратов определяем по формуле: Рпр=1,25PR , (2) где =154 МПА, допускаемые напряжения для стали ВСТ3, при температуре t=20°С,-допускаемые напряжения для стали ВСТ3 при рабочей температуре, , согласно приложения А [7]. Этой марке стали соответствует допускаемое напряжение согласно ГОСТ 52857.1 - 2007 при расчетной температуре t=35°С: =153 МПА.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. УСТРОЙСТВО АППАРАТА И ВЫБОР КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1 Описание устройства и принцип работы аппарата
1.2 Выбор конструктивного исполнения элементов аппарата
1.3 Выбор конструкционных материалов
2. ЦЕЛЬ РАСЧЕТОВ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2.1 Цель расчетов
2.2 Расчетная схема аппарата
2.3 Исходные данные для расчета
2.4 Определение расчетных параметров
3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТА
3.1 Расчет цилиндрических обечаек
3.2 Расчет днищ
3.3 Расчет укрепления отверстий
3.4 Выбор фланцевого соединения и расчет его болтов