Выпарной аппарат

35pt;line-height:18pt">Таблица 19 Основные размеры фланцевого соединения [10]

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 q₀ на 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 20 Нормативный скоростной напор ветра q₀ на высоте от поверхности земли до 10 м для разных географических районов Росси по ОН 26-01 -13- 65/Н1039–65

 

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=180 Па;

при x₄=13 м => q₄=θ₄· q₀·К =1,1·300 ·0,6=198 Па.

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; Е^t – модуль нормальной упругости материала корпуса аппарата при рабочей температуре, МПа; Е^t=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 ρ_Х18Н10Т = 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 х_i - от основания аппарата, М_вni определяется по формуле

 

(59)

 

где x_ni – расстояние от низа i-ou площадки до основания аппарата в м; – сумма проекции всех элементов площадки, расположенных вне зоны аэродинамической тени на вертикальную плоскость в м²:

 

;