Разработка конструкций колонны для разделения смеси уксусная кислота-вода

      - осевая сжимающая сила, действующая в нижнем сечении опорной обечайки при пустом аппарате.

   

                 (119)

                           (120)

     где - вес воды при гидроиспытании

                  (121)

     где -объем днища и крышки

   

   

     Определяем  максимальные  и  минимальные  приведенные   нагрузки  для   выбора стандартной опоры колонного  аппарата.

                 (122)

                 (123)

     Выбираем  стандартную  цилиндрическую  опору  типа  3   (с  кольцевым опорным поясом),[7] для которой

       Основные размеры, мм:

     D = 1200; D₁ = 1480; D₂ = 1150; D_Б = 1360; S₁ = 10; S₂ = 25; S₃ = 20;d₂ = 35; d_Б = 16

     Число болтов Z = 16

     Проводится  проверка прочности элементов аппарата от воздействия опорных нагрузок.

     Обечайка  опоры. Прочность сварного соединения опоры с корпусом определяется условием

                     (124)

     где - расчетная толщина сварного шва

      - допускаемое напряжение для  материала опоры; 

     

     Рисунок 5. Опора

      - допускаемое напряжение для  материала корпуса аппарата

      - коэффициент прочности сварного  шва

     

   

     Прочность и устойчивость обечайки опоры в  сечении Z-Z, проходящем по центру наибольшего отверстия^/в опоре, определяется условием:

                          (125)

     где - максимальный изгибающий момент в сечении Z-Z,

      - осевая сжимающая сила в  том же сечении в условиях  гидравлического испытания.

                  - коэффициенты, определяемые по графикам [7] и зависящие от и

      

    , ,

      - допускаемая осевая сила, которая определяется по формуле:

   

     где допускаемая осевая сила из условия  прочности определяется по формуле

     

     а допускаемая осевая сила из условия  устойчивости в пределах упругости:

     

   

     Допускаемый изгибающий момент:

   

     Допускаемый изгибающий момент из условия прочности

                      (126)

     а допускаемый изгибающий момент из условия  устойчивости в пределах упругости

                   (127)

     Итак,

   

     Условие прочности и устойчивости обечайки в сечении Z-Z выполняется.

     Нижнее  опорное кольцо.

     Ширина  кольца

     Она должна удовлетворять условию

                        (128)

     где - напряжение сжатия в бетоне. Для бетона 200.

   

     Условие выполняется 

     Толщина нижнего опорного кольца

                        (129)

                      (130)

     где  - выступающая наружу от обечайки опоры ширина кольца.

                  - коэффициент зависящий от  параметра 

     

   

     Условие выполняется.

     Толщина верхнего кольца в опорном узле исполнения 3, [2] определяется по формуле

                      (131)

                     (132)

      (сталь 35)

     где - коэффициент определяемый графически по [7] в зависимости от параметра , ,

   

     

     Условие выполняется.

     Толщина ребра

       

 

      4 МОНТАЖ АППАРАТА

     Рассматриваемая колонна монтируется на этажерке. В качестве способа монтажа принимаем монтаж с помощью крана с подъёмом аппарата поворотом вокруг шарнира. Этот способ обладает рядом преимуществ. Такого рода монтаж позволяет снизить грузоподъёмность оборудования и такелажной оснастки – в начальный момент нагрузка на кран составляет порядка 0,5 0,6 веса аппарата, а после монтажа вся нагрузка приложена к шарниру (нагрузка на кран равна нулю). Метод подъёма аппарата поворотом вокруг шарнира обладает меньшими требованиями к размерам монтажной площадки, что особенно важно в стеснённых условиях монтажа.

     В качестве грузоподъёмного оборудования принимаем мостовой кран. Кран комплектуется электроталями.

     При монтаже используется следующая  оснастка:

     - стропы из стальных канатов в виде замков петлей, крепящихся к монтажным штуцерам;

     - двухлучевая траверса для распределения  усилия подъёма на несколько  точек строповки (уменьшается прогиб аппарата от собственного веса);

     - крупногабаритный полиспаст, представляющий  собой пару многорольных блоков, соединённых канатом, позволяет получить выигрыш в усилии за счёт уменьшения скорости подъёма.

     Для строповки аппарат снабжается специальными штуцерами (бобышками). Монтажный штуцер не имеет входного отверстия в аппарат и служит только для монтажа и демонтажа аппарата. Обойма вращается вместе со стропом, предохраняя его от истирания. Для лучшего вращения обоймы под неё набивается солидол. На данном аппарате устанавливается два диаметрально противоположных штуцера.

     Данный  аппарат монтируется в полностью  собранном виде. Сначала аппарат собирается из блоков, а затем приваривается опора.

     На  первом этапе монтажа устанавливается  шарнир в следующей последовательности. Намечается линия разреза приваренной опоры, приваривается. Затем опора разрезается и отрезанная часть крепится на фундаменте. После этого краном аппарат подводится к опоре для соединения верхней и нижней частей шарнира. Для обеспечения устойчивости стенок опоры аппарата при монтаже внутри частей опоры привариваются с помощью косынок трубы или балки, обеспечивающие прочность опоры и совпадение кромок разрезанной опоры после установки аппарата в вертикальное положение.

     Последовательность монтажа аппарата краном следующая. Аппарат стропуется, а затем поднимается лебёдкой с одновременным перемещением крана по направляющим с изменением наклона самого аппарата вплоть до установки в проектное положение.

     Выбираем  установку колонны на бетонную подливку. Способ довольно экономичен, но требует дополнительной компенсации неточности размеров фундамента. Пакеты подкладок являются постоянными несущими опорами и воспринимают как монтажные, так и эксплуатационные нагрузки, а подливка имеет вспомогательное назначение.

     Выверка оборудования осуществляется с помощью  фундаментных болтов. Для этого на болт устанавливается дополнительная установочная гайка с эластичной прокладкой. Оборудование опирается на эластичную прокладку. Предварительная регулировка колонны по высоте осуществляется вращением установочных гаек, а тонкая регулировка – сжатием упругой прокладки усилием предварительной затяжки крепёжных гаек. После подливки и твердения бетонной смеси крепёжные гайки затягиваются окончательно. В качестве фундаментных болтов принимаем болты с анкерными плитами.

     Важным  параметром выверки является выверка  аппарата по вертикали, так как от этого зависит его работоспособность. Для выверки ввиду малогабаритности аппарата применяется уровень. В верхней точке колонны отклонение не должно превышать 0,1% от высоты аппарата (9 мм).

 

      ПРИЛОЖЕНИЕ

     Диаграмма равновесия между паром и жидкостью

     

     Диаграмма определения рабочего флегмового числа

     Диаграмма определения числа действительных тарелок 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

     1. Основные процессы и аппараты  химической технологии: Пособие  по проектированию/Под ред. Дытнерского.─  М.: Химия, 1983.

     2. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов.─Л.: Химия,1987.

     3. Кавецкий Г. Д., Васильев Б. В. Процессы и аппараты пищевой технологии.─ М.: Колос, 1999.

                          4. Каталог. Колонные аппараты. Изд. 2-е,ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М.,1978.

     5. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 7-е, ГОСХИМИЗДАТ, М., 1960.

     6. Машины и аппараты химических  производств: Примеры и задачи. Учебное пособие для студентов втузов/Под общей ред. В. П. Соколова ─ Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982.

     7. Лащинский А. А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. ─ Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние,1981.

     8. Генкин А. Э. Оборудование химических  заводов. Учебник для техникумов. М., Высш.школа, 1970.

     9.  Воробьева Г.Я. Коррозионная стойкость материалов и агрессивные среды химических производств. Справочник. М.: Химия, 1967.