Механический расчет

3. Механический расчет

 

3.1 Расчёт толщины трубной решётки

Толщина трубной решётки (плиты) h определяется по уравнению

,

где d_Н- диаметр греющей камеры, м; P - расчётное давление в 1-ом корпусе, равное разность P = P_Г1-P_В, м; σ_д - допускаемое напряжение материала трубной решётки, Мн/м²; φ - коэффициент ослабления трубной плиты отверстиями,

,

где ∑d – сумма диаметров отверстий в трубной плите [м] на диаметре d_К,

∑d = ( d_К/t – 1)∙d_Н,

где t – шаг разбивки отверстий по ГОСТу; d_Н – наружный диаметр труб, м.

P = 3,9959 – 3,192 = 0,8039Мн/м²

∑d = (1,0/0,048 – 1)∙0,038 = 0,7536м.

 

0,0728м

Принимаем толщину трубной решётки 73 мм

3.2 Расчет толщины стеки обечайки

Расчетная толщина стенки обечайки определяется по формуле:

Допускаемое напряжение для стали Х17 при температуре 142,9˚С составляет 150 МПа. Коэффициент прочности сварных швов 0,9

Действительное значение толщины стенки учитывает коррозионный износ:

Прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки аппарата:

Коррозионная проницаемость стали Х17 в среде 27% NaNO₃ не превышает 0,1 мм/год. Амортизационный срок службы выпарного аппарата составляет 20 лет.

Принимаем толщину стенки обечайки равной 6мм.

Допускаемое внутренне избыточное давление в аппарате:

3.3 Расчет толщины днища

Расчетная толщина днища:

Действительное значение толщины днища:

Принимаем толщину днища равной толщине стенки обечайки, S_дн=6мм.

  3.4 Подбор штуцеров, фланцев, прокладок

Подбор штуцеров для барометрического конденсатора с концентрическими полками D_вн=500мм

Условные проходы штуцеров:	D,мм
Для входа пара (А)	300
Для входа воды (Б)	100
Для выхода парогазовой смеси (В)	80
Для барометрических трубы (Г)	125
Для входа парогазовой смеси (И)	80
Для выхода парогазовой смеси (Ж)	50
Для барометрической трубы (Е)	50

 

Для разъемного присоединения труб, арматуры и измерительных приборов используют штуцера фланцевые или резьбовые. Наибольшим распространением пользуются фланцевые штуцера для присоединения труб, арматур и приборов с Dy>10мм, а резьбовые штуцера – с Dy≤32мм.

Подбираем штуцер из двухслойной стали с приварными фланцами и направленной уплотнительной поверхностью на р=0,4МПа (по МН 4579-63-МН 4584-63) Dy=300мм, dн=325мм, Н=200мм, l=270мм, s=10мм, количество болтов М20 – 12.

Фланцы являются деталями массового изготовления. С помощью фланцев осуществляются разъемные соединения аппаратов и трубопроводов. Фланцы, подобранные по ГОСТу или нормали, в расчете не нуждаются, их размеры таковы, что обеспечивается прочность и плотность соединения.

Подбираем приварные фланцы для крепления крышки к обечайке аппарата по следующим данным: давление в аппарате P=0,4МПа; температура стенок t=140°С; внутренний диаметр аппарата Д_В=1000мм; толщина стенок обечайки S_ст=6мм, толщина стенок днища S_дн=6мм. В аппарате находится не токсичная, не обладающая взыво-, пожароопасностью среда – раствор NaNO₃.

По ОСТ 26-427-70 подбираем размеры приварных фланцев с уплотнительной поверхностью выступ-впадина, которые имеют утолщенную шейку, придающую фланцам большую жесткость .

Выбираем размеры фланцев при P_y=0,4МПа: Д_В=1000мм; Д_ф=1130мм; Д_б=1090мм; s_min=6; h=48мм; количество болтов М20 – 40.

Прокладки обеспечивают герметичность фланцевого соединения. При низких температурах и давлениях для воды и других нейтральных сред применяют картон. Д_В=1000мм; Д₁=1065мм; Д₂=1037мм; m_п=0,244кг - масса прокладки, а≈3,6

Заключение

 

В данной курсовой работе представлен расчет процесса выпаривания раствора NaNO₃ по следующим исходным данным:

Производительность по сырью – 10 т/ч

Концентрация раствора: начальная – 10%, конечная – 27%

Число корпусов – 3

Давление греющего пара – 4 ата

Давление в последнем корпусе – 0,2 ата

Температура воды на входе в конденсатор – 8^оС

Начальная температура раствора – t_кип=101,5 ^оС

В результате проведенных расчетов были выбраны по каталогу следующие аппараты:

-  Выпарной аппарат с естественной циркуляцией, соосной греющей камерой, солеотделением.

Номинальная поверхность теплообмена Fн=100 м²,

Общая высота аппарата На=13000 мм,

Масса аппарата Ма=8500 кг

-  Барометрический конденсатор

Диаметром D=0,5м

Высота трубы Н=8,83м.

Расход охлаждающей воды G=8,54кг/ч

-  Вакуум-насос типа ВВН-3 мощностью на валу N=6,5 кВт.