MB=0,5∙K1∙K2∙qв∙H2∙Дн (4.16)
где K1- аэродинамический коэффициент обтекания для цилиндрических аппаратов K1=0,7;
К2 - динамический коэффициент К2=1;
qв - удельная ветровая нагрузка qв= 103Па;
Дн - наружный диаметр Дн=3,8м;
Н - высота аппарата Н=10,6м.
Мв=0,5∙0,7∙1∙103∙10,62∙3,8=0,145∙105Н∙м
Изгибающее напряжение в стенке опоры определим по формуле [9, с. 330]:
(4.17)
G - максимальная возможная нагрузка на опору от силы тяжести в условиях эксплуатации и гидравлических испытаний, Н;
Д - внутренний диаметр аппарата Д=3,6м;
Мв - ветровой опрокидывающий момент.
G = m∙q (4.18)
man= mо6+ mkp+ mдн=71100 + 13000 + 12800 =96900 кг
mсat= 104000кг
m = 96900 + 104000 = 200900 кг
G = 9,8∙1200900 =1970829 Н
что меньше
σи = 450 • 106 Па - для стали 12 НХ табл. 2.5 [9, с. 25]
Формула [9, с. 333], для проверки толщины стенки на устойчивость:
(4.19)
при
по графику [9, с. 185] К1=1,8; К2=6,7
(4.20)
Расчет фундаментных болтов опоры следует производить для пустого аппарата, т.е. наиболее не благоприятный случай для опрокидывания аппарата. Минимальное напряжение смятия фундамента под опорной поверхностью σmin определяется по
формуле [9, с. 332]:
(4.21)
G - сила тяжести пустого аппарата, Н;
Д1 - наружный диаметр аппарата, м;
Д2 - внутренний диаметр аппарата, м;
МВ - ветровой опрокидывающий момент, Н·м.
0,71∙105 Па < 0
Аппарат неустойчив требуется установка фундаментальных болтов.
Общая условная формула расчёта нагрузки на болты Рδ [9, c.332]:
(4.22)
Болты изготавливаются из стали Ст.3 диаметром М48.
Для болтов М48 Fδ = 1355 ∙10-6 м3 табл. 20.7. [9, с.262]
Число болтов z, рассчитываем по формуле [9, с. 332]:
(4.23)
η=1, K=1 табл.20.8 [9, c. 264]
принимаем z= 8 шт.
4.2.4. Расчет штуцеров реактора и подбор фланцев к ним
Необходимо рассчитать штуцера и подобрать фланцы к ним для исходной смеси, для продуктов реакции, для холодного байпаса, для выгрузки катализатора.
Приведем пример расчета штуцера для подачи исходной смеси. Диаметр штуцера находим из уравнения расхода по формуле [11, с. 16]:
(4.24)
где V - объемный расход, м3/с;
w - скорость давления среды, м/с.
Принимаем скорость движения парогазовой смеси w=5m/c. Массовые расходы переведем в объемные по формуле:
(4.25)
G - массовый расход;
р - плотность смеси (находим по уравнению Менделеева - Клайперона) [11, с. 13]:
(4.26)
где М - мольная доля газа, кг/моль;
Т -температура газовой среды (2500C);
р - давление в аппарате 5,3 МПа.
(4.27)
где М; - мольная доля i-ro компонента.
Таблица 4 .3
Мольные доли веществ
Наименование
Приход
Расход
кмоль/ч, 103
%
кмоль/ч, 103
%
Оксид углерода (IV)
170,02
4,49
133,20
4,14
Оксид углерода
2099,35
40,73
1583,06
31,56
Водород
11752,82
16,45
10493,61
15,10
Метан
530,52
5,9
519,38
5,96
Азот
1927,88
32,43
1638,77
32,68
Диметиловый эфир
13,31
0,34
Карбинол
498,11
9,65
Изобутиловый спирт
2,59
0,08
Вода
42,61
0,49
Итого
16480,59
100
14924,64
100
М=43,99·0,0449+28,0·0,4073+2,02·0,1645+16,05·0,059+28,02·0,3243=25,598 кг/кмоль
примем d=700 мм
Остальные штуцера рассчитываются аналогично. Результат расчета сведем в таблицу 4.4.
Таблица 4.4
Таблица штуцеров
Название штуцера
Dy, мм
Ру, МПа
Количество
Вход продукта
700
-
1
Выход продукта
500
-
1
Холодный байпас
200
10
3
Выгрузка катализатора
300
10
3
Для термопары
40
1,6
4
Продувка
-
10
3
Для загрузки катализатора
500
-
2
Для осмотра
500
-
2
4.3. Технологические и конструктивно – механические расчёты вспомогательного оборудования
4.3.1. Расчёт теплообменника
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
