Реактор изомеризации

L_δ=11,09∙10^{-6 1}/^оС -  для стали 35 при температуре 280⁰С;

Болтовая нагрузка

а) в условиях монтажа определяем по формуле:

Р_δ1=ξ(L∙Q_q+R_n)+4M/Д_сп; (21)

Р_δ1= 1,057(1,3∙37000+3840)+4∙0/125,3=54932,3кг;

Р_δ1=π∙в₀∙_n∙Д_сп∙q;  (22)

Р_δ1π∙0,65∙125,3∙203=52000кг;

где ξ=G_доп²⁰/ G_доп²⁸⁰=1400/1010=1,306;

или ξ=G_доп²⁰/ G_доп²⁸⁰=1470/1090=1,340

    Принимаем меньшее значение ξ=1,306, где [σ]²⁰=1400кг/см² для материала болтов сталь 35; [σ]²⁸⁰=1010кг/см² при температуре 280⁰С;

   σ_доп²⁰=1470кг/см²; σ_доп  ²⁸⁰=1090кг/см² для материала фланца Вст3сп5 при температуре 20⁰С и 280⁰С.

L=1,3    табл.5;   q=100+35=135 табл.3 из условия :

Р_δ1≥0,4[ σ]₂∙n∙f_δ=0,4∙1323∙56∙2,35=69642,7 кг.

Принимаем Р_δ1=69700 кг.

б)В рабочих условиях определяем по формуле:

Р_δ2=Q_q+R_n+R _n +4M/Д_сп;(22)

Р_δ2= 37000+3840+2096,7+4/125∙ 3=42936 кг.

    Условия прочности болтов определяем по формуле:

 σ_Р1=Р_δ1/n∙f_δ=[σ]₂₀;   σ_Р2=Р_δ2/n∙f_δ<[σ∙]_t; 

σ_Р1=54932,3/56∙2,35=417,4<14701390 кг/см²; 

σ_Р2=42936/56∙2,35=326,2<1390 кг/см²

    Крутящий  момент при затяжке болтов определяем по формуле:

M_кр=Е∙Р_δ1/n∙d_δ;(23)

M_кр= 0,07∙54932,3/56∙2=137,3кг∙см.

Е=(0,06+0,08) -коэффициент для болтов с основной метрической резьбой при чисто обработанных поверхностях и при наличии смазки.

    Проверка  прочности прокладок определяем по формуле:

q=P_δ1/π∙Д_сп∙в≤[q] (24)

q=54932,3/3,15∙125,3∙1,3=107,4≤1390 кгс/см²

Приведенный изгибающий момент.

    Принимаем большее значение из 2-х значений:

М_о1=Р_δ1(Д_δ-Д_сп)/2;  (25)

М_о1= 54932,2(131-125,3)/2=156556,2кг∙см;

М_о2=1/2 [P_δ2(Д_δ-Д_сп)+Q_q(Д_cg-Д-S_э)]∙σ_доп20/ σ_допt;

М_о2=1/2 [42936(131-125,3)37000 (125,3-120-1,2)]∙1400/1310=211835,6 кг∙см;

S_э=S_o=1,2см.

Принимаем М_о=211835кг∙см.

    Максимальное  напряжение во втулке фланца определяем по формуле:

а) в сечении S₁;     σ₁=T∙M₀∙ω /Д^*(S₁-c)²= 1,865∙211835/120(1,2-0,2)²=3292,23

где Т=1,865, черт.8а, при К=1,127; Д^*=Д=40см

б) в сечении  S_о∙σ_о=f∙σ₁=1∙3900=3900кг/cм²

Где ω=1/1+0,9λ(1+ψ₁∙j²)= 1/1+0,90,375(1+0,0654∙3,75²)=0,608

λ=h/√Д∙S_э= 2,3/40∙1,2=0,192;  (26)

j=h/S_э= 2,3/1,2=1,92 ;

Ψ=0,065,(черт.7)    (К=Д_н/Д= 215/40=21,5);  f=1черт.8.

    Окружное  напряжение в кольце фланца определяем по формуле [3,с.13]:

σ_к=М_о[1-ω(1+0,9λ)]ψ_э/Д∙h²;  (27)

σ_к= 311835[1-0,608(1+0,9∙0,375)]17/10∙4,5²=276,8 кгс/см²

 где ψ₂=17; черт.9     (К=1,127).

    Условия прочности в сечении определяем по формуле:

S_o=√(σ_o+σ_м)²+σ_t²+(σ_о+σ_м)σ_t≤[σ]_o   (28)

S_o=√(3900+128,6)²+257,1²+(3900+128.6)257,1;

σ_t=Р∙Д/2(S_o-c);  (29)

σ_t= 16∙40/2(2,6-2)=257,7кг/см²;

σ_м=Р∙Д/4(S_o-c);  (30)

σ_м= 16∙40/4(2,6-2)=128,76кг/см²;

[σ]_о=0,003∙Е₂₀∙η;  (31)

[σ]_о=0,003∙1,99∙0,9∙10⁶=5373.

    Условие герметичности определяем по формуле:

φ =σ_к/Е₂∙Д/h≤[φ];  (32)

где [φ]=0,013;   Е₂₀ =1,99∙10⁶ кг/см;

      φ =276,8/1,99∙10⁶<0,013

Вывод: условие выполнено. 
 
 
 
 
 
 
 

8. Заключение.

      Рассчитанный  нами реактор представляет собой  вертикальный цилиндрический аппарат диаметр 200мм, оснащен внутренним устройством. Внутренний объем реактора заполнен катализатором, что обеспечивает выходу высооктанового бензина.

9.Список используемой литературы

 

1. ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

2. ГОСТ 24755-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепления отверстий.

3. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Конструирование сварных аппаратов химических аппаратов. Справочник–  Машиностроение, Ленинград 1981г.

4. Вихман Г. Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. – Москва: Машиностроение, 1978.