Конструктивний розрахунок

4. Конструктивний розрахунок

4.1 Обечайки верхня та основна

Конструктивний розрахунок обечайки основної (колони синтезу аміаку)

Розрахунковий тиск 30 МПа. Температура стінки 200^оС , на поверхні ззовні припустимо 150^оС. В якості конструктивного матеріалу застосуємо кислотостійку теплостіку сталь (леговану) 12Х18Н10Т , для якої нормативно допускаємі напруження рівні:

20 ^оС---=160 МПа

150 ^оС---=146 МПа

200 ^оС----=140МПа

300 ^оС-----=130МПа

400 ^оС------=120МПа

Коефіцієнт міцності зварних швів . Швидкість корозії з внутрішньої сторони Пн=0.002мм/рік , з внутрішньої Пв=0.005 мм/рік . Строк служби апарату -20 років:

Напруження , що діють на обичайку:

 (4.4)

 (4.5)

Для сталей  ,  для 12Х18Н10Т становить 17*10^-6 1/^оС, Е=1.97*10⁵ МПа при 200^оС . Перепад температур між внутрішньою та зовнішньою стінками становить 50 ^оС. Проводимо розрахунок:

Максимально допустимий тиск визначаємо за формулою:

р_доп=140*1*0.25=35МПа>р_р= 30МПа.

Розрахунок верхньої обечайки (теплообмінника)

Розрахунковий коефіцієнт товстостінності знайдемо з формули 4.1:

 (4.1)

Приймемо D=1м:

Приймемо s=0.16м .Розраховуємо новий коефіцієнт товстостінності:

Напруження , що діють на обичайку:

Для сталей  ,  для 12Х18Н10Т становить 17*10^-6 1/^оС, Е=1.97*10⁵ МПа при 200^оС . Перепад температур між внутрішньою та зовнішньою стінками становить 50 ^оС.

Максимально допустимий тиск :

 (4.6) р_доп=140*1*0.2422=33.9МПа>р_р= 30МПа.

4.2 Конструктивний розрахунок днища

Днище нашої колони синтезу приймемо слабо випуклим , тобто . Товщина днища розраховується по формулі:

 (4.7)

Діаметр фланця в днищі – 120 мм . Коефіціент ослаблення днища у в ипадку одиночного отвору діаметром d :

 (4.8)

м

Згідно ГОСТ 19903-74

Допускаємий робочий тиск розраховується за формулою:  (4.9) МПа