ТИПЫ, КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОПОР ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ. ВЫБОР ТИПА ЮБОЧНОЙ ОПОРЫ (ИСПОЛЬЗОВАТЬ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ).

⇐ ПредыдущаяСтр 66 из 66

Колонные аппараты с соотношением высоты к диаметру H/D>5, размещаемые на открытой площадке, устанавливают на так называемых «юбочных» (цилиндрических и конических) опорах. Высота цилиндрических опор h₃ должна быть не менее 600 мм и выбирается по условиям эксплуатации аппарата.

виды опор:

- Опора юбочная с опорными столиками под болты

- Аппарат на опорных стойках

- Корпус колонного аппарата из царг с опорными лапами и линзовым компенсатором на трубопроводе

- Опорная обечайка с лазом.

Нижний опорный узел с кольцевым опорным поясом

- Юбочная опора с наружными стойками под болты

- Колонный аппарат на стойках

Материал деталей опор выбирается в соответствии с техническими требованиями ОСТ 26-291-79 по t₀₁. При этом предел текучести материала должен быть не менее 210 МПа при температуре 20⁰С. В опорной обечайке должны быть предусмотрены не менее двух отверстий диаметром не более 100 мм (расположенных в верхней части) для вентиляции внутренней полости и один лаз (диаметром 560 мм при D₃>800 мм и диаметром 80 мм при D₃ 800 мм), предназначенный для доступа людей в аппарат. Для укрепления стенки обечайки к лазам обычно приваривают короткие патрубки толщиной стенки S₆, средним диаметром d₁ и длиной b₃(смотри рисунок 5.9.1).

В соответствии с ОСТ 26-467-78 разработано пять типов стандартных опор, пределы применения которых зависят от внутреннего диаметра колонны D_B и минимальной приведенной нагрузки Q_min_.

Выбор опоры колонного аппарата.

В соответствии с ОСТ 26-467-94 разработано пять типов стандартных опор, пределы применения которых зависят от внутреннего диаметра колонны D_B и минимальной приведенной нагрузки Q_min

Минимальные Q_min и максимальные Q_max приведенные нагрузки определяются соответственно по формулам

где М₁, М₂, М₃ – расчетные изгибающие моменты в нижнем сечении опорной обечайки (Е-Е) соответственно при , , , Н·м;

F₁=G₁; F₂=G₂; F₃=G₃ – осевые сжимающие силы, действующие в сечении Е-Е соответственно при , , , Н.

По Q_min и D_B -выбирается тип, а по Q_min, Q_max и D_B- основные размеры цилиндрических и конических опор.

ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ И СВАРНОГО ШВА, СОЕДИНЯЮЩЕГО ЮБОЧНУЮ ОПОРУ С ДНИЩЕМ КОРПУСА КОЛОННОГО АППАРАТА (ПРИВЕСТИ РАСЧЕТНУЮ СХЕМУ, РАСЧЕТНЫЕ СЕЧЕНИЯ И НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ЭТИХ СЕЧЕНИЯХ) (ИСПОЛЬЗОВАТЬ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ).

Прочности анкерных болтов производится для сечения Е-Е для условий монтажа ( ), поскольку именно в этих условиях аппарат имеет наименьший вес и, соответственно, осевую сжимающую силу и положительные напряжения от изгибающего момента могут превысить отрицательные напряжения от осевой сжимающей силы, часть болтов будет работать на растяжение, что может привести к их разрыву.

При расчете анкерных болтов определяют, работают ли они под нагрузкой (воспринимают растягивающие напряжения) или служат только для фиксации аппарата, по соотношению

или .Так как , то положительные напряжения (σ_M) от изгибающего момента М₃ в сечении Е–Е больше, чем отрицательные напряжения (σ_F) от осевой сжимающей силы F₃, т. е. суммарные напряжения с наветренной стороны аппарата положительны, часть болтов работает на растяжение, может произойти их разрыв (рисунки 5.12) и их необходимо рассчитать на прочность. В этом случае определяется внутренний диаметр резьбы d_{Б рас} анкерных болтов по формуле

+С, (5.35)

где n=z_б – число болтов;

[σ]_бол – допускаемое напряжение материала анкерных болтов, МПа;

D_б –диаметр болтовой окружности, мм;

– коэффициент, определяемый по рисунку 4.19 или по формуле

(5.36)

Внутренний диаметр резьбы болта должен быть не менее стандартного значения d_Б, т.е. должно выполняться условие d_Б. d_Б._рас.

Проверка прочности сварного шва.

Прочность сварного шва проверяется в сечении Г–Г при и по формуле.

где F, M – расчетная осевая сжимающая сила и изгибающий момент, определяемые в сечении Г–Г при и , Н, Н·м;

D₃=D_вн – внутренний диаметр опорной обечайки, мм;

а₁=S₃ – толщина сварного шва, мм (рисунок 4.13);

S₃ – исполнительная толщина стенки опорной обечайки, мм;

[σ]_оп, [σ]_к– допускаемые напряжения соответственно опорной обечайки и корпуса колонны, при или , МПа.

Узлы соединения опорной обечайки с корпусом колонны показаны на рисунке 5.6.

Толщина опорной обечайки и соответственно толщина сварного шва равна толщине стенки цилиндрической обечайки корпуса

;

Условия выполняются, следовательно, прочность сварного шва обеспечивается.

ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ ОПОРНОЙ ОБЕЧАЙКИ ПРИ РАСЧЕТЕ НА ВЕТРОВУЮ НАГРУЗКУ (ПРИВЕСТИ РАСЧЕТНУЮ СХЕМУ, РАСЧЕТНОЕ СЕЧЕНИЕ И НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ЭТОМ СЕЧЕНИИ) (ИСПОЛЬЗОВАТЬ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ).

Потеря устойчивости формы опорной обечайки может произойти под действием осевой сжимающей силы и изгибающего момента под действием изгибающего момента, возникающего от ветровой нагрузки, в сечении Д–Д при и

Проверка устойчивости опорной обечайки с одним отверстием проводится для сечения Д–Д, проходящего через середину отверстия, для рабочих условий ( )по формуле

где D₀ – диаметр опорной обечайки, мм

F, M – расчетная осевая сжимающая сила и изгибающий момент, определяется

[F], [M] – соответственно допускаемая осевая сжимающая сила и изгибающий момент, Н, Н·м;

Ψ₁, Ψ₂, Ψ₃ – коэффициенты, определяемые соответственно по формулам 5.20

где A, W, Y – соответственно площадь, м² , наименьший момент сопротивления, м³, и координата центра тяжести, м, наиболее ослабленного поперечного сечения.

В ослабленном сечении расположено только одно отверстие, кольцевой сварной шов находится вне зоны отверстия.

В этом случае в первом приближении можно принять Ψ₁ =1,Ψ₂= 1,Ψ₃= 0.

Методика определения допускаемой осевой сжимающей силы.

При воздействии осевой сжимающей силы цилиндрическая оболочка может потерять устойчивость по двум вариантам (в зависимости от соотношения l_р/D , где l_р– расчетная длина оболочки):

- при l_р/D<10 происходит местная потеря устойчивости;

- при l_р/D≥10 происходит общая потеря устойчивости.

При местной потере устойчивости оболочек при сжатии происходит потеря устойчивости внезапно, хлопком, с образованием глубоких ромбических вмятин, обращенных к центру кривизны согласно, а. Вдоль образующей располагаются несколько поясов вмятин. Такую форму потери устойчивости называют несимметричной. Реже наблюдается осесимметричная форма с образованием в окружном направлении одной кольцевой вмятины как на рисунке 5.8, б, обычно на коротких оболочках, а на длинных – при одновременном нагружении осевой силой и внутренним давлением.

Для ректификационной колонны:

При общей потере устойчивости цилиндрическая обечайка теряет устойчивость по всей длине как стержень. Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости при l_р/D≥10 в пределах упругости определяется по формуле

где - гибкость, определяется по формуле

где lпр =Н – приведенная длина, м;

Н – высота колонны, м.

Принимается, что для колонного аппарата, расчетная схема которого представляет упруго-защемленный стержень (рисунок 5.9),

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости для рабочих условий ( ):

При :

Разрушение сжимающего элемента может быть следствием

– потери устойчивости;

– потери прочности;

– потери того и другого.

В этом случае значение допускаемой осевой сжимающей силы определяется по формуле

где – допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности, Н, которое определяется по формуле

. (5.27)

Потеря устойчивости под действием изгибающего момента.

Если обечайки нагружены изгибающим моментом, то допускаемый изгибающий момент следует рассчитывать по формуле

(5.28)

где [М]_П – допускаемый изгибающий момент из условия прочности, Н·м, который рассчитывается по формуле.

[М]_Е – допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости, Н·м, который рассчитывается по формуле 4.51.

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 748; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 57 58 59 60 61 62 63 64 6566

Мы поможем в написании ваших работ!