1. Dane:

-ciśnienie:1.2MPa

-objętość:13m³

-medium:aceton

-gętość:790kg/m²

2.Tok obliczeń:

-wyznaczanie ciśnienia `'Pow''

-obliczanie grubości ścianki cylindrycznej(walcowej)”g_o”

-obliczanie grubości ścianek dna dolnego

• obliczanie grubości ścianek na wyonbleniu

-obliczanie grubości ścianki górnego dna wyoblonego

-dobór włazu

-obliczanie króćca spustowego (ze względu na czas wypływu)

-dobór króćców

• dopływowego

• odpływowego

• odpowietrzającego

-obliczenie największej średnicy otworu nie wymagające wzmocnienia

-wnioski dotyczące wzmocnienia otworów

-dobór podpór

3.Oznaczenia:

Pow-ciśnienie obliczeniowe*Pa*

Prw-ciśnienie robocze*Pa*

Ph-ciśnienie hydrostatyczne

g-przyspieszenie ziemskie

Dz-średnica zewnętrzna

Dw-średnica wewnętrzna

k-rozprężanie dopuszczalne na rozrywanie*Pa*

a-współczynnik

z-wpółczynnik wytrzymałości szwu

Zdop-współczynnik zakładu spawającego

t_os-temperatura obliczeniowa ścianki

Re-wytrzymałość doraźna na zginanie

Xe-współczynnik bezpieczeństwa

ę-gęstość medium

-współczynnik

c-naddatek

c₁-naddatek grubości na minusową odchyłkę blachy

c₂-naddatek grubości na korozję

c₃-naddatek grubości ze względu na dodatkowe naprężenie pochodzące od ciśnienia

g_o-obliczeniowa grubość ścianki

g-rzeczywista grubość ścianki

s-szybkość korozji

t-czas pracy elementu*lata*

A-powierzchnia lustra cieczy m²

A_o-powierzchnia przekroju otworu wpływowego m²

ł-czas wypływu (s)

Zr-współczynnik wytrzymałości powłoki osłabionej otworami

m-masa całkowita

m₁-masa pustego zbiornika

m₂-masa króćców

m₃-masa włazu z pokrywą

m-masa plaszcza

Dane aceton p=1,2MPa v=13m^3 p=1200000Pa g=9,81m/s^2 Hc=Dw=2,0m ę=790kg/m^3 Re=24*10^7 Xe=1,8 s=0,0001 c1=0,0008m c3=0 t=10lat Dz=2020m k=13,59*10^7 Pow=1,21*10 ^6Pa z=0,8 Lc=4,5m *=3600 *=0,62 g=9,81 Dw=2000mm c2=0,001m d=0,4m g=0,01262 Dotw=0,433m c2=o,001m h=gw=0,002 Dw=2000 Dz=2020 Lc=4,5m ęstali=7900kg/m3 Dotw=0,433 g=0,01262 ęstali=7900kg/m^3 d=0,433 g=0,01262 d=0,8 d=0,02 V=13m^3 ę=790kg/m^3 Lw=5,58m Dw=2,02m g=0,01262m c=0,0018 M=16083,42N/m^2 kg=2,68*10^8 g=0,01262m c=0,0018m b=0,35m G=134062,08N kg=2,88*10^8 Dz=2,02m g=0,01262m c=0,0018m b=0,35m P=67031,04 kg=2,68*10^8N/m^2 gn=0,01m Dz=2,02m

Obliczenia 1. Dobór materiału Dla acetonu dobieram stal o określonej wytrzymałości i określonym składzie chemicznym St 35 2.Dobór wymiarów zbiornika cylindrycznego wg normy BN-64/2221-08 Vnom=13m^3 Vrzecz=16 Dw=2000mm Lw=5580mm Lc=4500mm hd=540mm Vc=14,1m^3 Vd=1,18m^2 Fw=37,5m^2Fd=4,61m^2 Fc=28,3m^2 3.Ciśnienie obliczeniowe Pow=Prw+Ph Ph=g*Hc*ęcieczy Pow=Prw+Hc*g*ęcieczy Pow=1200000Pa+(790kg/m^3*9,81m/s^2*2,m)=1215499Pa 4.Obliczanie grubości ścianki powłoki walcowej „go” go=(Dw-Pow)/[(2,3/a)*k*z]-Pow]} 4.1.Obliczanie naprężeń dopuszczalnych ,Re przyjmuję wg normy PN-61/H-84020 t-przyjmuję wg normy PN-62/C-60012 Re=Re*1,019-(0,09t/100)-0,012(t/100)^2 R=24,46*10^7N/m^2 Xe przyjmuję wg normy DT/0-201/63 k=0,9 4.2.Oblicznie współczynnika wytrzymałości „Z” Przyjmuję jednostronne złącze doczołowe bez podpawania Z=0,8*Zdop Z=0,8*1,0=0,8 4.3Wyznaczanie współczynnika „a” Ponieważ B=Dz/Dw= =1,01 to a=1,0 4.4.Obliczanie „go” k= go= 11,02 4.5.Rzeczywista grubość scianki g=go+c c=c1+c2+c3 c2=s * t=0,001(m/rok) c=1,8 * 10^-3m g=1,8*10^-3+0,01102=0,01283m 5.Obliczanie den wyoblonych. 5.1Obliczam grubość ścianki dna wyoblonego. g =Dz*Pow*yw / 4*k*z+c Hz/Dz=hd+g/Dz=0,55+0,01283/2,02=0,5563 Dla den pełnych bez otworów w=0 yw=1,7 g=(2,02*1,21*10^6*1,7)/(4*1,2*10^8*0,8)+1,8*10^-3=0,01262 5.2Wymiary dna. a) Rw<=Dz b) Hz>0,18*Dz c) rw>=0,01*Dz ad.a) Rw=(Dz-2g)^2/4(Hz-g)=1,47 Rw<=Dz 1,47<=2,02 ad.b) Hz>0,18*Dz 0,648>0,3636 ad.c) rw=2*(Hz-g)^2/(Dz-2g)=2*(0,648-0 ,01262)^2/(2,42-(2*0,01262))= =0,337 0,337>=0,1*Dz 0,337>=0,202 6.dobór włazu Dobieram właz ,Dnom=400m,Dnom=433mm wg normy BN-83/2211-24016 7.Dobór króćców. 7.1.Króciec odpływowy. Ao=**H^2+Lc*2H H=0,5Dw=0,5*2,02=1,01 Ao=3,14*(1,01)^2+4,5*2*1,01=12,29m^2 A= =0,00124 Dobieram króciec odpływowy Dnom=80mm wg normy BN-75/2211-35 7.2.Dobieram króciec dopływowy taki sam jak odpływowy. Dnom=80mm 7.3Króciec odpowietrzający Dobieram króciec odpowietrzający Dnom=20mm wg normy BN-75/2211-35 8.Obliczanie wzmocnień dla otworów w zbiorniku. Największa średnica otworu w powłoce walcowej nie wymagająca wzmocnienia równa jest najmniejszej z trzech podanych wartości a) d=0,81 b) d=0,35*Dz c) d=0,2m Zr=*Pow*(Dz+g-c2)*/*(2,3/a)*k(g-c2)*= =*1,21*10^6*(2,02+0,01262-0,001)*/*(2,3)*13,59*10^7(0,01262-0,001*= =0,6768 ad.a) d=0,81 =0,2265 ad.b) d=0,35*Dz=0,707m ad.c) d=0,2m Średnica największego nie wzmocnionego otworu w części walcowej może wynosić d=0,2m 8.1.Obliczanie wzmocnienia otworu włazu. Średnica otworu wyciętego w płaszczu wynosi d=400mm i jest ona większa od d=0,2m,zatem wymaga ona wzmocnienia. gw=*(d+2c2)/2*d*g gw=*(0,4+0,002)/(2*3,14*0,4)**0,01262=0,002 Fwzm=(Dotw+2c2)g/2 Fwzm=(0,433+2*0,001)*0,002/2=4,35*10^-^4m^2 Dwzm=(Dotw+Fwzm)/(h-c2) Dwzm=*0,433+(4,35*10^--4)*/(0,002-0,001262)=0,868m 9.Obliczanie masy aparatu. Mc=mmed+mpust 9.1.Masa pustego zbiornika. mpust+mcz.walcowej+2mdennic+mwłazu+mkróćców-(motw.króćców+motw.włazu) 9.1.1.Masa części walcowej bez otworów. m=(0,25*Dz^2-0,25*Dw^2)*ę*Lc=2243,70kg 9.1.2 Masa dennic. Masę dennic przyjmuję m=521kg wg normy PN-75/M-3512 9.1.3.Masa włazu z pokrywą. Masa włazu m =108,9kg wg normy BN-83/2211-2401 9.1.4.Masa króćców. Masę króćców przyjmuję m=10,97kg wg normy BN-83/12211-2401 9.1.5. Masa otworu włazu. m=g*(*Dotw^2)/4**ęstali m=0,01262*0,25*3,14(0,433)^2*7900=14,67kg 9.1.6. Masa otworów króćców. a) masa otworów króćców dopływowego i odpływowego m=g(*d^2)/4*ęstali m=0,01262*0,25**3,14*(0,8) ^2**7900=0,397kg b) masa otworu króćca odpowietrzającego m=g(*d^2)/4*ęstali m=0,01262*0,25*3,14*(0,02)^2*7900=0,026kg mpust=2243,70+(2*521)+108,9+10,97-*8,89+0,025+(2*0,397)*= =3395,86kg 9.2.Masa medium. Mmed=V*ę=13*790=10270kg 9.3. Całkowita masa aparatu. Mc=Mpust.+mmed=10270+3395,86=13665,86kg 10. Dobór podpór. Zgodnie z normą BN-64/2212-04 zbiornik będzie ustawiony na dwóch podporach odmiany C.Dla aparatów ustawionych na dwóch podporach reakcje wynoszą: RA=RB=0,5G RA=RB=0,5*Mc*9,81=67031,04N G=Mc*g=134062,08N stąd obliczeniowy moment gnący wynosi M=0,0215*G*Lw M=0,0215*134062,08*5,58=16083,42N/m Rozmnieszczenie podpór w zbiorniku określono z zależności: L1=0,207*G*Lw L1-odległość podpory od końca zbornika (m),stąd L1=0,207*5,58=1,15m 11. Naprężenie zginające aparatu. *=M/W<=kg *=16083,42/0,0353=4,55*10^5 W=0,8Dw^2(g-c)=0,8(2,02)^2*(0,01262-0,0018)=0,0353m^3 4,55*10^5N/m^2<=2,68*10^8N/m^2 -warunek spełniono 11.1 Naprężenie zginające pochodzące od podpór dla aparatu o dwóch łapach. Moment wytrzymałości elementu W=**b+8*(g-c)**(g-c)*/6 W=**0,35+8*(0,01262-0,0018)***0,01262-0,0018*^2*/6=7,86*10^-6m P=0,5*G P=0,5*134062,08=67031,04 Naprężenie zginające pochodzące od podpór powinno być mniejsze od dopuszczalnego *g=(0,02*P*Dz)/W<=kg *g=2,28*10^9<=3,44*10^8 -warunek nie został spełniony,stosujemy więc nakładki o grubości gn=g=0,01m W=*Ic+In+Fc*gn+0,5(g-c)-y*^2+Fn(y-0,5gn)*/y Fc=[b+8(g-c)]*(g-c) Fc=*0,35+8(0,01262-0,0018)**(0,01262-0,0018)=0,04723m^2 Fn=(b+4gn)gn Fn=0,0039m^2 Ic=Fc(g-c)/12=1,13*10^-6m^4 In=Fn(g-c)/12=3,5*10^-6 y=*Fc*gn+0,5(g-c)+0,5*Fn*gn**/(Fc+Fn) y=*0,04723*0,01+0,5(0,01262)+(0,5*0,0039*0,01)**/(0,04723+0,0039) y=0,015m W=*Ic+In+Fc*gw+0,5(g-c)-y*^2+Fn(y-0,5gn)^2*/y W=1,13*10 ^-6+3,5*10^-6+0,04723[0,01+0,5(0,01262-0,0018)-0,015]^2+0,0039(0,015-0,5*0,01)^2/0,01=0,0143 W>=(0,2*P*Dz)/kg (0,2*P*Dz)/Kg=(0,2*67031,04*2,02)/(2,68*10^8)=0,000101046 1,43*10^-2>1,0104*10^-4 -warunek został spełniony Literatura: 1.J.Pikoń;”Podstawy konstrukcji aparaturychemicznej”,cz.1. i 2.;PWN Warszawa 2.BN-64/2221-08;”Zbiorniki cylindryczne poziome i pionowe z dnami elipsoidalnymi.Główne wymiary.” 3.PN-66/M-35412;”Dna elipsoidalne stalowe o średnicy wewnętrznej od 600 do 4000 mm.Wymiary”. 4.R.Koch, A.Noworyta;”Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej ” WNT Warszawa 1992. 5.BN-83/2211-2501;”Włazy z pokrywą płaską na ciśnienie nominalne”. 6.BN-64/2211-04;”Podpory aparatów poziomych”.

Wyniki Pow=1,21*10^6Pa Z=0,8 a=1,0 go=11,02mm g=0,01283m g=0,01262 Rw=1,47 A=0,00124 Dnom=20mm Zr=0,6768 gw=0,002 m=2243,70kg mpust =3395,86kg Mmed=10270kg Mc=13665,86kg P=67031,04 Fc=0,04723m^2 Fn=0,0039m^2 Ic=1,13*10^-6m^4 In=3,5*10^-6 y=0,015m W=0,0143

10

---