6.5. Расчёт опор колонны.

Примем максимальный вес аппарата равным 60000 кг/с (0,6MH), число лап n=4, конструкцию лап – двухреберную, вылет лапы м. Высота лапым.

Толщину ребра определим по формуле [17]:

– максимальный вес аппарата, MH; – число лап (не менее двух);– число рёбер в одной лапе (одно или два);– допускаемое напряжение на сжатие (можно принять 100MH/м²); - вылет опоры, м;– коэффициент, который сначала принимается равным 0,6, а затем рассчитывается [17].

Отношение По графику уточняем значениеПоскольку он принимает близкое к принятому значение, пересчёт толщин ребра не требуется.

Общая длина сварного шва:

Прочность сварного шва проверим по формуле:

– общая длина сварных швов, м; – катет сварного шва, м (=0,008 м);- допускаемое напряжение материала шва на срез, МН/м²).

Таким образом, можно сделать вывод, что условие выполняется и прочность швов обеспечена.

7.Расчёт и подбор вспомогательного оборудования

7.1. Расчёт насоса № 6₁ для подачи окислительной шихты, которая проходит подогреватели № 5а в отд.101.

Для всасывающего и нагнетательного трубопроводов примем одинаковую скорость течения окислительной шихты, равную 0,8 м/с. Зададимся длиной линии всасывания 20 м, длину линии нагнетания примем равной 50 м. Примем геометрическую высоту подъёма окислительной шихтыH_г равной 35 м.

_{Рассчитаем объемный расход перекачиваемой жидкости:}

_{Тогда диаметр трубопровода находим по формуле:}

Определим потери на трение и местные сопротивления.Находим критерий Рейнольдса:

– скорость течения потока, м/с; - диаметр трубопровода, м;- плотность потока, кг/м³; – динамическая вязкость среды, Н.

Для окислительной шихты динамическая вязкость составляет 0,000281 Н, тогда:

Из этого следует, что режим течения в трубопроводе – турбулентный.

В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент λ рассчитывают по разным формулам.

Абсолютную шероховатость труб примем м. Тогда относительная шероховатость труб составит:

далее получим:

Т.к. в трубопроводе смешанное трение и расчёт коэффициента трения будем производить по формуле:

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ζ1=0,5

2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165ξ=0,407.

3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В ; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R0 к внутреннему диаметру трубы d; примем R0/ d=6, тогда В=0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

_{Потерянный напор на линии всасывания:}

- коэффициент трения; – соответственно длина и диаметр трубопровода, м;- сумма коэффициентов местных сопротивлений;– скорость потока, м/с.

Тогда потери на линии всасывания составят:

_{Рассчитаем потери напора на линии нагнетания.}

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1.Выход из трубы ζ1=1

2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165ξ=0,407

3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В ; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R0 к внутреннему диаметру трубы d; примем R0/ d=6, тогда В=0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии:

_{Потерянный напор на линии нагнетания:}

Общие потери напора:

_.

Начальное давление подачи сырья P₁ - атмосферное (101325 Па), рабочее давление в колонне P₂ = 6 ата или 588399 Па. Рассчитаем напор насоса по формуле:

Полезную мощность насоса определим по формуле:

– подача (расход), м³/с; – напор насоса, м;- плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³.

Принимая КПД передачи и КПД насоса (для центробежного насоса средней производительности рассчитаем мощность на валу двигателя:

Заданным напору и подаче соответствуют 2 насоса марки2ЦГ 100/80-К-37-5-У5 , установленные на производстве, для которых в оптимальных условиях работы производительность составляет 100 м³/ч и мощностью 37 кВт. Число оборотов 3000 об/мин.