III. TÍNH CHIỀU CAO THÁP:
1 Bề dày thân tháp
Vì tháp hoạt động ở áp suất thường nên ta thiết kế thân hình trụ bằng phương pháp hàn hồ quang điện, kiểu hàn giáp mối 2 phía. Thân tháp được ghép với nhau bằng các mối ghép bích.
Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm và khả năng chống ăn mòn, ta chọn vật liệu làm thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T.
1.1. Các thông số cần tra và chọn phục vụ cho quá trình tính toán
Nhiệt độ tính toán: t = tW = 80,1 oC (hướng dẫn trang 9,[5])
Áp suất tính toán: vì tháp hoạt động ở áp suất thường nên:
P = Pmt + Pthủy tĩnh + ∆P (trang 9-10,[5])
Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng trong toàn tháp: ρx = 1059,123 kg/m3 (đã tính ở trên)
P= 105 + ρxgH + ∆P
= 105 + 1059,123 x 9,81 x 18,38 + 33100,532 = 324068,67 N/m2 ≈ 0,32 N/mm2
Do khi lỏng ngập đầy tháp (H =18,83 m) thì không xét tới ∆P, nên chọn P = 0,3 N/mm2 (hướng dẫn trang 10,[5])
Hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường
Thời gian sử dụng thiết bị là 15 năm, với môi trường có độ ăn mòn từ 0,05 mm/năm đến 0,1 mm/năm
⇒ Ca = 0,1 x 15 = 1,5 (mm)
Ứng suất cho phép tiêu chuẩn
Tra hình 1.2, trang 16, [5].Vì vật liệu là X18H10T ⇒ [σ]* = 144 N/mm2
Hệ số hiệu chỉnh
Vì thiết bị có chứa chất độc hại ⇒ η = 0,9 (trang 17, [5])
Ứng suất cho phép
[σ] = η [σ]* = 0,9 x 144 = 129,6 N/mm2 Hệ số bền mối hàn
Tra bảng XIII.8, trang 362, [2]. Vì sử dụng phương pháp hàn hồ quang điện, kiểu
hàn giáp mối 2 phía ⇒ ϕh = 0,95
1.2. Tính bề dày
Ta có:
S’ =
⇒ Bề dày thực của thân : S = S’ + Ca + Co = 0,98 + 1,5 + 1,52 = 4 mm
Tra bảng 5-1, trang 94, [5]: Bề dày tối thiểu: Smin = 3 mm ⇒ Bề dày S thỏa điều kiện.
1.3. Kiểm tra độ bền
Áp dụng công thức 5-10, trang 97,[5]
Điều kiện: ⇔ (thỏa)
Áp dụng công thức 5-11, trang 97, [5]
= 0,77 > P = 0,3 (thỏa)
Kết luận: S = 4 mm