Типы корпусов цилиндрических стальных сосудов и аппаратов

Длина обечаек согласно ГОСТ 9617–76 также выбирается из ряда 60–30000 мм.

Нормальную емкость цилиндрических аппаратов и сосудов объемом 0,01–200 м³ следует выбирать из нормального ряда по ГОСТ 123372–78.

Рассмотрим общую методику расчета аппарата емкостного типа.

1. На основании данных технологического баланса рассчитывается объем аппарата емкостного типа:

где k – коэффициент запаса производительности; ω – объемный расход по реакционной массе,м³/с; φ – коэффициент заполнения аппарата, τ – необходимое время пребывания смеси в аппарате, с; n – число единиц однотипного оборудования.

2. По ГОСТам выбирается номинальная емкость цилиндрического аппарата (т. е. внутренний объем без учета открываемых крышек, люков) из нормального ряда, выбирается тип аппарата и габаритные размеры.

3. Рассчитывается толщина стенки аппарата, Так, для аппаратов, работающих под наливами, по известной формуле расчета толщины стенки цилиндрической обечайки на внутреннее давление

в которой расчетное давление Р (МПа) определяется по высоте жидкости в сосуде

Р = Н_ж ρ g ∙ 10^–6.

D_в – внутренний диаметр аппарата, м; C – поправка на коррозию и эрозию; σ – допустимое напряжение; η – поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; φ_ш – коэффициент прочности сварного шва; ρ – плотность жидкости; Н_ж – высота слоя жидкости; g – ускорение силы тяжести.

Пример.Рассчитать толщину обечайки хранилища для моногидрата объемом 2100 м³, учитывая, что D_в равен 18000 мм и Н_ж составляет 9000 м. Хранилище без футеровки; материал – ВСт3ПС; [σ] = 134 МПа, прибавка на коррозию – 2 мм; φ_ш = 0,95; при 30°С составляет 1826,1 кг/м³.

Определяем расчетное давление в хранилище

Р = 9,0 ∙ 1826,1 ∙ 9,81 ∙ 10^–6 = 0,161 МПа.

Тогда толщина стенки хранилища составит

мм.

Толщина нижнего пояса составила 14 мм, однако в верхней части гидравлическое давление меньше и толщина может быть уменьшена. Фактическая толщина верхнего пояса из листов составит 12 мм.

4. Невысокие вертикальные аппараты далее проверяют на прочность по формулам для цилиндрических обечаек, работающих под внутренним или наружным давлением.

Высокие вертикальные аппараты рассчитывают на прочность и устойчивость как колонные, т. е. с учетом ветровых нагрузок и гидростатического давления от столба рабочей жидкости.

При расчете горизонтальных цилиндрических емкостных аппаратов их рассматривают как балку с равномерно распределенной нагрузкой, расположенную на двух или более опорах. Корпус проверяют на устойчивость в опасных местах, к которым относятся: поперечное сечение в средней части корпуса (максимальные изгибающие напряжения), поперечные сечения под опорами.