Проект колонны синтеза карбамида

 

где M_vJ - ветровой момент от действия ветра на площадки обслуживания, Н∙м;

      х_i – координата центра участка, где приложена ветровая нагрузка P_i, от поверхности земли, м.

Ветровую нагрузку на i-м  участке определим по формуле

 

.             (4.35)

 

Статическую составляющую ветровой нагрузки на i-м участке определим по формуле

 

.    (4.36)

 

Динамическую  составляющую ветровой нагрузки на i-м  участке определим по формуле

 

.      (4.37)

 

Нормативное значение статической  составляющей  ветровой  нагрузки на середине  i-го участка аппарата определим по формуле

 

                                         ,                                            (4.38)

 

где q₀ - скоростной напор ветра, q₀ = 600 H/м².

Для аппаратов круглого сечения K = 0,7.

 

.                                            (4.39)

 

Подставляя  числовые значения, получим

Подставляя  числовые значения в формулу (4.38), получим

Подставляя  числовые значения в формулу (4.37), получим

Подставляя  числовые значения в формулу (4.36), получим

Подставляя  числовые значения в формулу (4.35), получим

Коэффициент динамичности e определим по формуле

 

.      (4.40)

 

Подставляя  числовые значения, получим

Коэффициент динамичности x определим по формуле

 

.      (4.41)

 

Подставляя  числовые значения, получим

Коэффициент пространственной корреляции пульсации ветра n определим по формуле

 

.    (4.42)

 

Подставляя  числовые значения, получим

Приведенное относительное  ускорение центра тяжести i-го участка  определим по формуле

 

,                                (4.43)

 

где a_i, a_n - относительное перемещение i-го и n-го участка при основном колебании

Если X > 10, то

 

,                                    (4.44)

 

Если  X £ 10, то

m_n = 0,6.

Подставляя  числовые значения, получим

m₂ = m₃ = m₄ = 0,6.

 

Подставляя  числовые значения в формулу (4.43), получим

 

 

 

 

Изгибающий  момент в расчетном сечении на высоте    от  действия ветровой нагрузки на обслуживающую площадку определим по формуле

 

                ,              (4.45)

 

где А_j - общая площадь, включенная в контур площадки, м²

А_j = (1,9…2,9) = 2,4 м².

      q_j - параметр, определяемый по формуле (4.39), только вместо индекса i ставится индекс j

      m_j – параметр, определяемый по формуле (4.44)

при Х ≤ 10

m_j1 = m_j2 = m_j3 = m_j4 = m_j5 = 0,6;

при Х > 10

      c_j – коэффициент, определяемый по формуле

 

.     (4.46)

 

Подставляя  числовые значения, получим

Изгибающий  момент от действия ветровой нагрузки в месте присоединения к опорной обечайке определим по формуле (4.45)

Изгибающий  момент в расчетном сечении определим  по формуле (4.34)

Изгибающий  момент от действия ветровой нагрузки в месте крепления опорного кольца определим по формуле (4.45)

Изгибающий  момент в расчетном сечении определим  по формуле (4.34)

Изгибающий  момент от действия ветровой нагрузки в месте крепления опорного кольца определим по формуле (4.45)

Изгибающий  момент в расчетном сечении определим  по формуле (4.34)

 

4.9 Расчет корпуса аппарата от совместного действия всех нагрузок [   ]

Цель расчета: определить условия прочности корпуса колонного аппарата.

Исходные данные:

- вес аппарата без опоры  в рабочих условиях G = F = 1356778,36 Н;

- расчётное давление р_R = 23 МПа;

- внутренний диаметр аппарата D = 1300 мм;

- толщина стенки аппарата  s_а = 120 мм;

- толщина стенки опоры  s_о = 8 мм;

- сумма прибавок с = 2,8 мм;

- коэффициент прочности  сварного шва φ = 1;

- допускаемое  напряжение  = = 173,4 МПа;

- расчётные  изгибающие моменты корпуса аппарата  в расчетных сечениях

Расчётная схема  аппарата приведена на рисунке 4.10.

Определим продольные напряжения:

- на наветренной  стороне

 

;  (4.47)

 

- на подветренной стороне

 

.  (4.48)

 

Подставляя  числовые значения, получим

Кольцевые напряжения определим по формуле

 

σ_у = .    (4.49)

 

Подставляя  числовые значения, получим

σ_у =

= 166,875 МПа.

Определим эквивалентные  напряжения

- на наветренной  стороне

 

σ_Е1 = ;   (4.50)

 

- на подветренной  стороне

 

σ_Е2 = ,   (4.51)

 

Подставляя  числовые значения, получим

σ_Е1 =

= 144,5 МПа;

σ_Е2 =

= 144,9 МПа.

Проведём проверку условий прочности

- на наветренной  стороне

 

;    (4.52)

 

- на подветренной  стороне

 

,    (4.53)

 

Подставляя  числовые значения, получим

;

.

Условия прочности  выполняются.

Проверку устойчивости для  рабочих условий проведём по формуле

 

≤ 1,    (4.54)

 

где [F] – допускаемое осевое сжимающее усилие, Н;

      [M] – допускаемый изгибающий момент, Н·м.

Допускаемое осевое сжимающее усилие для рабочих  условий определим по формуле

 

,    (4.55)

 

где [F]_n – допускаемое осевое сжимающее усилие из условий прочности, определяемое по формуле

 

.                               (4.56)

 

Подставляя  числовые значения, получим

[F]_n = 3,14 · (1300 + 120 – 2,8) · (120 – 2,8) · 173,4 = 28264315,42 Н.

      [F]_Е – допускаемое осевое сжимающее усилие в пределах упругости из условий устойчивости, определяемое по формуле

 

,                               (4.57)

 

Если  , то .

, условие выполняется.

 

.                  (4.58)

 

Подставляя числовые значения в формулы (4.58) и (4.55), получим

Допускаемый изгибающий момент для рабочих условий определим  по формуле

 

,    (4.59)

 

где [М]_n – допускаемый изгибающий момент из условий прочности, Н∙м, определяемый по формуле

 

.                  (4.60)

 

Подставляя числовые значения, получим

      [М]_Е – допускаемый изгибающий момент в пределах упругости из условий устойчивости, Н∙м, определяемый по формуле

 

.                  (4.61)

 

Подставляя  числовые значения в формулы (4.61) и (4.59), получим

Подставляя  числовые значения в формулу (4.54), получим

Условие устойчивости выполняется.

 

 

 

 

5 Монтаж колонны

 

5.1 Требование к монтажу  колонны 

Разработка данных технических  решений производилась из условия  минимизации строительных задержек, использования грузоподъемных кранов, имеющихся в наличии у заказчика, а также с учетом возможности транспортировки колонны по территории предприятия.