Расчет линий перетока жидкости

10. Расчет линий перетока жидкости

Площадь сечения переточных труб жидкости между ступенями: (Д_тр=0,08 мм) S_пер=0,785*0,08²=0,005024 м²

а) линии перетока жидкости после первой ступени:

Д_тр=0,1 мм; S_пер=0,785*0,1²=0,00785 м²

u_ж=м/с

б) линии перетока жидкости между второй и первой ступенями:

S_пер=0,005 м²

u_ж=м/с

в) линии перетока жидкости между третьей и второй ступенями:

u_ж=м/с

г) линии перетока жидкости между четвертой и третьей ступенями:

u_ж=м/с

д) линии перетока жидкости между пятой и четвертой ступенями:

u_ж=м/с

с) линия подачи слабой (70%) серной кислоты на пятую ступень колонны:

u_ж=м/с

4.3. Механические расчеты основных деталей и узлов вихревой колонны [6], [7]

1.    Расчет толщины обечаек

Расчет производится в соответствии с ГОСТ 14249-80. Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением рассчитываем по формуле:

Условие: , где

P – внутренне давление (0,1 Мпа)

- коэффициент прочности сварного шва продольном направлении, =1

C_k – поправка на коррозию с учетом срока службы аппарата, C_k = 0,001

D – внутренний диаметр, D=1 м

 - допустимое напряжение, =2,2 Н/м²

S=м

 - условие выполняется

Толщина обечайки по расчетам равна 0,025 м

2.    Расчет толщины днища:

, где

=0,1 мПа внутреннее давление

- коэффициент прочности днищ, изготовленных из цельной заготовки

 = 2,2мН/м²  - допустимое напряжение

С=0,001

R=1 м – радиус кривизны в вершине днища. Для элептических днищ R=D, где D – внутренний диаметр аппарата, D=1 м

м

Условие:

Условие выполняется. Толщина днища равна 0,025 м.

3.    Расчет фланцевых соединений

Расчетное растягивающее условие в болтах

, где

Д_п– средний диаметр уплотнения, м

- расчетная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностях в рабочих условиях, необходимых для обеспечения герметичности, =0,00563

-рабочее давление, =0,1 Мпа

Д_п=1070 мм,

Расчетная сила сжатия прокладки прямоугольного сечения определяется по формуле:

, где

в – эффективная ширина прокладки, м

;

к – коэффициент, учитывающий зависимость от материала и конструкции прокладки

к = 2,5 (материал – асбест)

в₀ – действительная ширина прокладки, м

Диаметр болтовой окружности:

Д_б=(1,1-1,2)Д_в^0,933=1,1*1,05^0,933=1,15 мм, где

Д_в – внутренний диаметр фланца, равный наружному диаметру аппарата,м

Д_в = 1050 мм = 1,05м

Расчет диаметра болтов

, где

Д_т=1.098 м – наружный диаметр сварного шва на фланце

число болтов: , где

F_б – площадь сечения выбранного болта по внутреннему диаметру резьбы, м²

- допустимое напряжение на растяжение на болтах

Округлим и получаем число болтов 16 шт.

Наружный диаметр фланца

Д_ф=Д_б+(1,8+2,5)d_б

Д_ф=1,15+4,3*0,02=1,24 м

Приведенная нагрузка на фланец при рабочих условиях:

Вспомогательная величина Ф при рабочих условиях (в м² )

Ф=

Вспомогательная величина А:

 - предел текучести материала фланцев при рабочей температуре, =240 /м²

S – толщина обечайки, соединяемой фланцем, м, , - коэффициенты, определяемые графическим путем =0,99, =9

Высоту фланца h определяем по формулам

, м; при ,

2,74*10^-4 м² 1,13*0,01125 м²

2,74*10^-4 м²0,0127

Расчет опор аппарата [10]

Толщина ребра: , где

 - нагрузка на одну опору, в мН

к – коэффициент, зависящий от соотношения ; k=0.6, n=4

z- количество ребер на опоре принимаем из конструктивных соображений

L – высота опоры, L=0.2 м

=108000 кгс = 10800кг = 1,08мн = 10,79*10³кГс

Высота ламп: L=L/0.5 = 0.2/0.5=0.4 м

Общая длина сварного шва, L_ш:

L_ш=4(h+)=4(0.4+0.026)=1.17 м

Прочность сварного шва, , при соблюдении условия:  L_шh_шT_{шс, где}

L_ш  - общая длина сварных швов, м

h_ш – катет свободного шва, м h_ш=0,008м

T_шс – допускаемое напряжение материала шва на срез, нм/ м²

T_шс - =100мн/ м²

1,08/4 = 0,27 мн <0,7*1,74*0,008*100=0,97 мн

0,27 мн < 0,97

Условие прочности выполняется.

5. Выбор и обоснование схемы автоматизации производственного процесса

Автоматизированные системы управления – это человекомашинные системы, обеспечивающие автоматический сбор, обработку информации и оптимизацию управления.

АСУТП предназначены для выработки и реализации воздействий на технологический объект управления, в соответствии с принятыми критериями управления с помощью современных средств вычислительной техники.

Технологический объект управления – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по регламенту технологического процесса. Особое значение приобретает АСУТП в потенциально-опасных процессах.

Выделяют 4 группы потенциально-опасных процессов химической технологии:

1.    Токсичные вещества и процессы с ними

2.    Процессы со взрывоопасными веществами

3.    Процессы с большой скоростью реакции

4.    Смешанные из 1,2,3

Потенциально-опасные процессы широко применяются процессы нитрования, гидрирования бромирования, магнитоорганического синтеза и др.

Особенности потенциально-опасных производств в том, что они могут протекать в двух режимах: