Thông tin tài liệu
TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 1. Tính bề dày thân trụ của tháp Thân của tháp được chế tạo bằng phương pháp hàn hồ quang. Thân tháp được ghép từ nhiều đoạn bằng mối ghép bích. Tra bảng IX.5 ta chọn với đường kính trong của tháp D = 800(mm), khoảng cách giữa các đóa H đ =300 (mm), chọn khoảng cách giữa hai mặt nối bích 1200(mm), số đóa giữa hai mặt bích n đ = 4 Chọn vật liệu làm thân là thép không gỉ X18H10T. Ở nhiệt độ làm việc t = 0 C . Tốc độ ăn mòn của thép ≤ 0.1 mm/năm . Dựa vào bảng XII.4 và bảng XII.7 ( Tính chất vật lý của kim loại đen và hợp kim của chúng ), các thông số đặc trưng của X18H10T ( với chiều dày tấm thép 4 ÷ 25 mm): Giới hạn bền kéo : δ k = 550.10 6 N/m 2 Giới hạn bền chảy : δch = 550.106 N/m2 Hệ sốdãn khi kéo ở nhiệt độ 20 ÷ 100 0C là 16.6*10-6 1/0C Khối lượng riêng ρ = 7.9*103 ( Kg/m3) Hệ số an toàn bền kéo : n k = 2.6 Hệ số an toàn bền chảy : n ch = 2.6 Nhiệt độ nóng chảy : t = 1400 0C Mô đun đàn hồi : E = 2.1*105 N/mm2 Hệ số Poatxông µ = 0.33 • Điều kiện làm việc của tháp chưng cất : p suất bên trong tháp ( tính tại đáy tháp ) với môi trường làm việc lỏng -khí: P = P h + P L + ∆P p suất hơi trong tháp : P h = 1 at = 9.81*10 4 ( N/m 2 ) p suất thủy tónh của cột chất lỏng :P L = ρ L . g .H ρ L = 854.01 (Kg/m 3 ) H= 1.1 H 0 = 4.347 (m) ( Có kể đến cột chất lỏng ở đáy, nắp ) P L = 854.01 *9.81 * 4.347 = 3.6420 *10 4 (N/m 2 ) Tổng trở lực của tháp : ∆P = 7780.45 ( N/m2) Do đó áp suất tại đáy tháp : P = 1.423 * 105 (N/m2) < 0.25*106 ( N/m2) Theo bảng XIII.8 : giá trò bền hàn của thân hình trụ, hàn hồ quang điện, Dt = 800 (mm), thép hợp kim ϕh = 0.95 Do trên thân có khoét lỗ nên hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc được tính theo công thức : 0 0 5 6*0.24 . 0.95*( ) 0.68 5 h H d H ϕ ϕ − ∑ − = = = (Xem tương đương 6 lỗ quan sát đường kính φ = 240(mm), chưa tính đến một số lỗ nối ống dẫn hơi) Ứng suất cho phép [δ k ] của vật liệu được tính : [δ k ] = 6 6 2 550.10 . .0.95 200.95*10 ( / 2.6 k k N m n δ η = = ) [δ ch ] = 6 6 2 220.10 . *0.95 139.33*10 ( / ) 1.5 ch ch N m n δ η = = Chọn [δ]= Min ( [δ k ], [δ ch ]) = 139.33 *10 6 ( N/m 2 ) • Bề dày tháp được tính theo công thức : S’= 4,0 . . 18,1 t DE LP Dt t Trong đó D là đường kính thân,mm. Pn là áp suất ngồi tính tốn,N/mm2. Et là mơđun đàn hồi của vật liệu thân ở nhiệt độ làm việc của nó,N/mm2. L là chiều dài tính tốn của thân,mm. • Bề dày thực tế của thân tháp : S = S’ + C Trong đó C = C a + C b + C o Chọn thiết bò làm việc trong 15 năm : Hệ số bổ sung do ăn mòn : C a = 15*0.1 = 1.5 (mm) Hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường Cb = 0 Hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo và lắp ráp : C0 = 0.4 (mm) Hệ số quy tròn bầng 1.499 (mm) Do đó C = 1.5 + 0.4 + 1.499 = 3.399(mm) Khi đó S = S’ +C = 4 (mm) Bề dày thực của thân cũng xác định theo cơng thức 5.9 Cơng thức 5.14 chỉ đúng khi thoả mãn hai điều kiện sau: )(2 )(2 5,1 a t t t a CS D D L D CS − ≤≤ − 3 )(2 3,0 − ≥ t a t c t t t D CSE D L σ Trong đó σ t c là giới hạn chảy của vật liệu làm thân ở nhiệt độ tính tốn,N/mm2. Trường hợp khơng thoả mãn điều kiện 5.16, nghi là giới hạn chảy của vật liệu làm thân ở nhiệt độ tính tốn,N/mm2. Trường hợp khơng thoả mãn điều kiện 5.16, nghĩa là khi 3 )(2 3,0 − ≥ t a t c t t t D CSE D L σ !"# n t t c a t t an n p ECS DL D CS p ≥ − + − = 2 3 2 . )( 02,11 )]([2 ][ σ σ $σ t c là "%&'()*+ , /01 .+234 567 + 89:;< = >4 5%*+,? @A)81B8&81BC2 !"81BD-E+?@ A)81B8&81BFG2 !"*3# a t a t at t n p D CS D CS L D Ep ≥ − − = .649,0][ 2 • Kiểm tra bề dày của thân : - Kiểm tra điều kiện : 1.0003.0 800 5.14 1.0 <= − ≤ − D CS a ( thỏa ) - Kiểm tra áp suất tính toán bên trong thiết bò : [P] = )/(10*90.5 )5.14(800 )5.14(*68.0*10*33.139*2 )( ).(] [2 25 6 mN CSD CS a a = −+ − = −+ − ϕσ Như vậy [P] > P (hợp lý) Nên chiều dày của thân S = 4(mm) 2. Tính - chọn bề dày đáy và nắp thiết bò Tính tốn đáy nắp hình nón chịu áp suất ngồi Tính lực tính tốn P nén lên đáy pDP n 2 4 π = Tính hệ số k c BẢNG GIÁ TRỊ k c )(2 a t Cs D − 50 100 150 200 250 500 1000 2000 2500 k c 0,05 0,098 0,14 0,15 0,14 0,118 0,08 0,06 0,055 Tính hệ số K c )(2 a t Cs D − 25÷250 >250 K c K c =875 c t t c k E σ K c= c k Tính lực nén chiều trục cho phép [P]=πK c E t (s-C a ) 2 cos 2 α TÍNH ÁP SUẤT TÍNH TỐN CHO PHÉP,[p] Tính chiều dài tính tốn của đáy nón,L L=Chiều cao đáy nón Tính đường kính tính tốn của đáy nón D α cos 1,09,0 21 tt DD D + = Hay α cos 1,09,0 21 nn DD D + = Tính áp su t tính tốn cho phép c a đáyấ ủ nón,[p] 5,1 (2 3,0 − ≥ D Cs E D L a t c t σ 5,2 649,0][ − = D Cs L D Ep a t 5,1 (2 3,0 − < D Cs E D L a t c t σ − + 2 3 2 . )( 02,11 t t c a ECs DL D σ BƯỚC 2: ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CỦA ĐÁY NĨN 1 ][][ ≤+ P P p p Tính mâm Chọn bề dày mâm bằng bề dày thân và vật liệu là thép X18H10T TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Ban, Vũ Bá Minh,Giáo trình Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học Tập 3, ĐHBK Tp.HCM. [2] Phạm Văn Bôn, Giáo trình Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học Tập 5, ĐHBK Tp.HCM. [3] Giáo trình Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học Tập 10 – Ví dụ và Bài tập , ĐHBK Tp.HCM. [4] Sổ tay Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học Tập 1 và Tập 2, ĐHBK Hà Nội. [5] Gs,Ts Nguễn Bin, Thiết bò trong công nghệ hoá chất và thực phẩm, Tập 1 và Tập 2. [6] Raymond E.KIPK and Donald F.Othmer, Volume 1, Encyclopedia of Chemcial technology. . TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 1. Tính bề dày thân trụ của tháp Thân của tháp được chế tạo bằng phương pháp hàn hồ quang chiều dày của thân S = 4(mm) 2. Tính - chọn bề dày đáy và nắp thiết bò Tính tốn đáy nắp hình nón chịu áp suất ngồi Tính lực tính tốn P nén lên đáy pDP n 2 4 π = Tính hệ số k c BẢNG GIÁ TRỊ k c )(2 a t Cs D − 50. 0,055 Tính hệ số K c )(2 a t Cs D − 25÷250 >250 K c K c =875 c t t c k E σ K c= c k Tính lực nén chiều trục cho phép [P]=πK c E t (s-C a ) 2 cos 2 α TÍNH ÁP SUẤT TÍNH TỐN CHO PHÉP,[p] Tính
Ngày đăng: 02/07/2014, 08:15
Xem thêm: toàn bộ phần tính toán cơ khí đã chỉnhsửa, toàn bộ phần tính toán cơ khí đã chỉnhsửa
