3.Гидравлический расчет

Определение гидравлического сопротивления сухой насадки

Коэффициент сопротивления насадки:

Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки

b=169

4.Конструктивный расчет

Согласно (5, с.58) высота яруса (слоя) насадки обычно равно 4÷5 диаметра колонны (D_ст), но не более 2÷4 м.

Высота яруса (слоя насадки):

D_ст=1,6 м при D_ст≤3200 м

Высота опорной решетки (4,рис.24,19,стр.630)

(МН 4108-62)

Высота решетки:

h_р=0,05 м

Высота опорного кольца: (4,табл.24.15,стр.632)

S_к=0,010 м

Высота опорной косынки: (4,табл.24.15,стр.632)

h_к=0,1 м

Высота орошаемой части:

Расстояние между опорной решеткой и перераспределительной тарелкой ТСН-II

h_м/у=0,03 м (1,прил.5,стр.221)

м (1,прил.5,стр.221)

Расстояние до насадки:

h_д.н.=0,5 м

Расстояние между ярусами:

H’_м/яр=h_ор+ h_м/у++h_д.н=0,16+0,03+0,51+0,5=1,2 м

С запасом H_м/яр=2м

Количество ярусов (слоев насадки):

Высота насадочной части абсорбера:

Высота цилиндрической части абсорбера:

z_н=1,5·D=1,5·1,6=2,4м

Высота цилиндрической части (крышки): (4,рис.16.1,стр.439)

Высота отбортовки крышки: (4,таб.16.1,стр.441)

h_отб=0,1 м

Выбор опоры: (4,рис.29.1,стр.672)

H_опр=2,4 м (выбираем конструктивно)

Приближенная высота аппарата:

Размеры тарелки типа ТСН-II:

(ост 26-705-73) (1,прил.5,стр.221)

D D₁ D₂ h_ТСН-II h₁ d t n n₁

1600 1170 1150 645 310 57 95 110 6

Технические характеристики тарелки типа ТСН-III:

(ост 26-705-73) (1,прил.5,стр.222)

D D₁ D₂ D₃ h d t n n₁

1600 1170 1250 310 150 57 95 96 6

Выбор крышки (днища) аппарата

По диаметру колонны D_ст=1,6 м выбираем эллиптическую крышку с отбортовкой

«Днище 1600×12×100» Г2С ГОСТ 6533-68

и выбираем эллиптическое днище

«Днище 1600×12×100» Г2С ГОСТ 6533-68

Высота днища: (4,рис.16.1,стр.439)

Расчет штуцеров

Доля капельной жидкости, движущейся самотоком, принимают равной от 0,2 до 1,0 м/с. Принимаем w_ж=1 м/с

Доля газов, движущихся под давлением больше 10⁵Па, скорость принимают равной от 15 до 25 м/с.

р=0,1·10⁶ Па, скорость w_г=25 м/с

Расчетный условный диаметр штуцера для газа (вход и выход):

Стандартный условный диаметр штуцера для газа (вход и выход):

d_ст=0,4 м

Расчетный условный диаметр штуцера для жидкости (вход и выход):

Стандартный условный диаметр штуцера для жидкости (вход и выход):

d_ст=0, 40 м

Размеры штуцеров: (4,таб.21.9,стр.547)

D_у d_н D_ф D_б D₁ d_б h z,шт

d_г 400 426 260 565 482 М24 22 16

d_ж 40 45 145 140 88 М16 13 4

Размеры люков

500 530 670 620 585 М24 28 20

5.Механический расчет

Определение толщины стенки

1.Обечайки аппарата работающего под внутренним давлением

Материал обечайки – сталь Х18Н10Т, ГОСТ 5632-72

Расчетная температура в среде аппарата t_с=t=15°С

Допускаемое напряжение на растяжение [σ]=148 МПа

Рабочее давление р=1,115 МПа

Коэффициент прочности сварного шва φ_ш=0,95 (4,стр.412)

Проницаемость среды в материал (скорость коррозии) П=0,0001м/год

Прибавка к расчетной толщине стенки для компенсации коррозии (4,стр.412)

С_к=П·τ=0,001 м

Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки: (4,таб.15.6,стр.413)

Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки: (4,стр.413)

S=S’+С_окр=0,008 м

Проверка:

Допускаемое давление:

2.Элиптической крышки (днища) аппарата

Штуцер Г (выход газовой смеси) с условным диаметром d₀=0,15 м (4,таб.21.9,стр.547)

Коэффициент, учитывающий ослабление днища отверстием:

φ₀<φ_ш => φ=φ₀=0,91

Расчетная толщина крышки: (4,стр413)

Исполнительная толщина стенки крышки (днища): (4,стр.413)

S=S’+С_окр=0,0093 м

Проверка:

Допускаемое давление:

Выбираем толщину стенки обечайки и днища аппарата S=0,010м

Расчет фланцевого соединения

Выбираем фланец с плоской гладкой поверхностью, приварной (р≤2,5 МПа; t_с≤540°С)

Диаметр болтовой окружности фланцев: (4,21.7,стр.540)

Выбираем D’_б=1,8 м

Катет сварного шва к_м=S=0,010 м

Наружный диаметр обечайки:

Расчетный диаметр болтов: (4,стр.540)

Стандартный диаметр болтов d_б=96 мм (4,таб.21.1,стр.538)

Площадь сечения выбираемого болта по внутреннему диаметру резьбы:

F=0,0068 м² (4,таб.21.1,стр.538)

Наружный диаметр фланцев: (4,стр.538)

Нормативный параметр (выбираем конструктивно):

l=0,04

Наружный диаметр прокладки:

Действительная ширина прокладки (паронит): (4,таб.20.5,стр.519)

b=0,018 м

Средний диаметр прокладки:

Эффективная ширина прокладки:

если b≤15мм, то b_э=b=0,018

Расчетная сила сжатия прокладки прямого сечения: (4,стр.540)

для паронита К=2,5

Расчетное растягивающее усилие в болтах при рабочих усилиях: (4,стр.540)

Количество болтов: (4,стр.541)

Приведенная нагрузка на фланец при рабочих условиях:

Предел текучести стали δ_т=240 МПа

Коэффициенты

φ₁=1,022

D_ф/D=1,16 (по графику)

φ₂=9,141

Вспомогательная величина

Вспомогательная величина

Расчет толщины фланца

Фланцевое соединение

Р_у, МПа D_в D_ф D_б D_нп h_ф d_б z,шт

расчетное 0,1 1600 1992 1800 1760 105 М96 25

стандарт 0,3 1600 1740 1600 - 85 М20 60

Расчет опор

Вес насадки:

Масса днища: (4,таб.16.1,стр.441)

m=189 кг

Вес днища:

Вес обечайки:

где плотность стали ρ_ст=7900 кг/м³

Вес фланца:

Плотность паронита ρ_пр=1200 кг/м³

Толщина прокладки S_пр=0,002 м

Вес прокладки:

Вес арматуры, штуцеров и т.д.:

G_ар=12500 Н

Масса тарелки ТСН-II m=110,3 кг (1,прил.5,стр.221)

Вес тарелки ТСН-II:

Количество тарелок ТСН-II z=n-1=3

Масса тарелки ТСН-III m=72,2 кг (1,прил.5,стр.222)

Вес тарелки ТСН-III:

Масса решетки m_р=351кг (4,таб.24.14,стр.631)

Масса опорной решетки m₀=152 кг (4,таб.24.15,стр.632)

Количество орошаемых решеток z=n=4

Вес опорной решетки:

Вес аппарата, наполненного водой:

Максимальный вес аппарата:

Число лап n=4

, 6,55≥5,

выбираем опору I типа со след характеристиками: (4,таб.29.2,стр.673)

G/n·10² МН L L₁ L₂ B B₁ B₂ b b₁ H h s a₁ d

3,55 170 190 160 185 125 135 40 105 285 24 10

a a₁ a₂ R d d_б

30 50 50 18 35 М24

Вылет лап l=B=0,185 м

Высота лап h=H=0,285 м

Число ребер в одной лапе z=2

Допускаемое напряжение на сжатие σ_сд=100 МПа (2,стр.80)

Коэффициент к=0,3 (по графику)

Расчетная толщина ребра:

Исполнительная толщина стенки: (4,таб.29.2,стр.673)

S=S’+C_опр=0,012 м

Отношение l/S=0,185/0,012=15,42

Общая длина сварного шва:

Катет сварного шва:

h_ш=0,008 м

Прочность сварного шва:

Прочность обеспечена.

Принимаем толщину стенки опоры равной толщине стенки аппарата S_оп=S=0,012 м

Наружный диаметр опорного кольца

Внутренний диаметр кольца:

Отверстие для лаза d=0,5 м

Диаметр болтовой окружности: