Расчёт многокорпусной выпарной установки (стр. 13 из 14)
То есть условие выполняется.
Конические днища применяют в тех случаях, когда это обусловлено технологическим процессом, исключающим применение эллиптических или плоских днищ, например, при необходимости непрерывного или периодического удаления вязких жидкостей, суспензий, сыпучих или кусковых материалов через нижний штуцер. Угол конуса при вершине в днищах обычно принимают равным 60° или 90°.
Расчёт нижнего конического днища с торроидальным переходом (отбортовкой), нагруженных внутренним избыточным давлением, рассчитывают по формуле:
(52)Угол α = 45° - половина угла при вершине конуса cosα = 0,71.
мЭта формула справедлива при условии:
(53) 
, 
, следовательно условие выполняется.Допускаемое избыточное давление для конических днищ определяется из формулы (46):
МПа [1].9.3 Определение фланцевых соединений и крышек
Среди разъёмных неподвижных соединений в химическом аппаратостроении наибольшее распространение получили фланцевые соединения. При конструирования аппаратов следует применять стандартные и нормализованные фланцы, например, по ГОСТ 12815 – 67 – ГОСТ 12839 – 67, ГОСТ 1233 – 67 – ГОСТ 1235 – 67. Конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости от рабочих параметров аппарата: при давлении Р ≤ 2,5 МПа, температуре t ≤ 300 °С и числе циклов нагружения за время эксплуатации до 2000 применяются плоские приварные фланцы. Во фланцевых соединениях при Р ≤ 2,5 МПа, t ≤ 300 °С применяются болты.
Таблица 19Основные размеры фланцевого соединения [10]
| D, мм | Ру, Мпа | Размеры, мм | Число отверстий z | |||||||||
| Dφ | DБ | D1 | D2 | D3 | h | a | a1 | s | d | |||
| 1800 | 0,6 | 1930 | 1890 | 1848 | 1860 | 1845 | 60 | 17,5 | 14 | 10 | 23 | 68 |
Болты подбираются по ГОСТ 7798 – 70 из стали 12Х18Н10Т [10].
9.4 Расчет аппарата на ветровую нагрузку
Расчетом проверяется прочность и устойчивость аппарата, устанавливаемого на открытой площадке при действии на него ветра. В частности, определяются размеры наиболее ответственного узла аппарата - опоры и фундаментных болтов, которыми крепится опора к фундаменту.
При отношении высоты аппарата к его диаметру H/D >5 (H/D=6,4) аппараты оснащают цилиндрическими или коническими юбочными опорами.
Аппарат по высоте условно разбивается на участки — произвольно, но не более чем через 10 м. Сила тяжести каждого участка принимается сосредоточенной в середине участка. Ветровая нагрузка, равномерно распределенная по высоте аппарата, заменяется сосредоточенными силами, приложенными в тех же точках, что и сила тяжести участков.
Рис. 12 Схема разбивки аппарата на участки при расчете его на ветровуюнагрузку.
Нормативный скоростной напор ветра q0на высоте от поверхности земли до x=10 м для разных географических районов России различен, он принимается по таблице 7, наш город находиться в районе 2.
Для высот более 10 м нормативный скоростной напор принимается с поправочным коэффициентом θ, величина которого определяется по графику на рис. 7.
Рис.7 График для определения поправочного коэффициента
на увеличение скоростного напора ветра для высот более 10.Таблица 20Нормативный скоростной напор ветра q0на высоте от поверхности земли до 10 м для разных географических районов Росси по ОН 26-01 -13- 65/Н1039–65
| Географический район России | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| q, Па | 230 | 300 | 380 | 480 | 600 | 790 | 850 |
Т.к. высота аппарата 13 м , то разбиваем её на 4 равных уровня по 3,25 м и определяем скоростной напор на каждом из них по формуле:
q= θ· q0·К (54)
где К – аэродинамический коэффициент (для цилиндрического корпуса К=0,6).
при x1=3,25 м => 1q= θ1· q0·К =1·300∙0,6=180 Па;
при x2=6,5 м => q2= θ2· q0·К =300·0,6=180 Па;
при x3=9,75 м => q3=θ3·q0·К =1·300·0,6=180Па;
при x4=13 м => q4=θ4· q0·К =1,1·300·0,6=198Па.
Кроме учета изменения нормативного скоростного напора ветра в зависимости от высоты аппарата при расчете на ветровую нагрузку, учитываются также динамическое воздействие на аппарат возможных порывов ветра, колебания аппарата и явления резонанса, возникающего в том случае, когда при определенных скоростях ветра частота порывов его совпадает с частотой собственных колебаний аппарата. Для этого при определении расчетной нагрузки от ветра вводится коэффициент увеличения скоростного напора:
(55)где
– коэффициент динамичности, определяемый по графику на рис.8, 
– коэффициент пульсации скоростного напора ветра, определяемый по графику на рис. 9. 
Рис. 8. График для определения коэффициента динамичности
Период собственных колебаний аппарата Т в секундах определяется по формуле:
, (56)где Н – высота аппарат, м; Еt – модуль нормальной упругости материала корпуса аппарата при рабочей температуре, МПа; Еt=2,00·105 МПа; J – момент инерции верхнего поперечного сечения корпуса аппарата относительно центральной оси, м4; g – ускорение силы тяжести, м/с2; G – сила тяжести всего аппарата, МН.
Рис. 9. График для определения коэффициента пульсации скоростного напора ветра.
(57) 
где плотность материала стали ρХ18Н10Т = 7880 кг/м3.
Подставляем найденные значения:
Тогда
=1,5 по графику.Далее находим:
; 
; 
; 
.Далее определяем силу, действующую на i-й участок аппарата от ветрового напора:
(58) 
; 
; 
; 
.Далее определяем изгибающий момент от ветровой нагрузки относительно основания аппарата:
Изгибающий момент от действия ветровой нагрузки на одну площадку, расположенную на высоте хi- от основания аппарата, Мвniопределяется по формуле
(59)где xni – расстояние от низа i-ouплощадки до основания аппарата в м;
– сумма проекции всех элементов площадки, расположенных вне зоны аэродинамической тени на вертикальную плоскость в м2:
; 
; 
где n – число площадок.
Общий изгибающий момент от ветровой нагрузки найдем по формуле:
9.5 Расчёт опор аппарата
Расчет опор [9, 10], предназначенных для цилиндрических колонных аппаратов производят исходя из ветровой и сейсмической нагрузок. В таких опорах расчётом определяются: размеры рёбер, сварные или паянные швы и местные напряжения в цилиндрических стенках аппарата в местах присоединения к ним опор.