tema de casa echipamente de proces
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
1/17
Sa se proiecteze un recipient cilindric vertical in constructie sudata prevazut cu manta de
incalzire si dispozitiv de amestecare.
Caracteristici recipient:
Diametrul nominal: Dn= 1800 mm
Inaltimea relative a partii cilindrice:HDn
= 1.2
Presiunea nominala: pn= 30 bar = 0.3 Pa !emperatura de lucru: !n= "#$C !emperatura a%entului termic: !a%= 110$C Coe&icientul de umplere: ' = (#) *ascozitatea dinamica: + = 20 Pa,s Densitatea amestecului: -am= 1(80 %/m3
radul de rezistenta la coroziune: rc = 1
Supra&ata de trans&er termic este aria laterala timpul de &unctionare al recipientului estede 10 ani. a ale%erea solutiei constructive se va tine seama de urmatoarele: amestecul este
netoic neletal neeploziv. Incalzirea recipientului se va &ace cu abur. 4ecipientul va &i dotat cu
urmatoarele racorduri:
4ecord de alimentare amestec
4acord evacuare ameste
4ecord aerisire
4ecord alimentare/evacuare a%ent termic
ura de vizitare.
Capacul recipientului va &i semielipsoidal demontabil asamblat de corpul recipientului
prin &lanse stranse prin suruburi. 5undul recipientului va &i semielipsoidal sudat de corpul
recipientului.
Cap 1. Stabilirea %eometriei recipientului. Stabilirea inaltimii
lic6idului in recipient
H
Dn = 1.2 =7 = 1.2 , Dn= 1.2 , 1800 =7 H = 2160 mm
c9 inaltime capac semielipsoidal
&9 inaltime &und semielipsoidal
c = &= 0.2# , Dn= 0.2# , 1800 =7 Hc= Hf= 450 mm
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
2/17
6c= 0 : 100 mm
;le% hc= 40 mm
*olumul total:
*t= *1 < *2 = #." < 2 , 6c? =
18002
4, >21(0 < 2 , 0 ? = #." m3
*2=4
3 , @ , a2, b =
4
3 , @ , 002, 10 = 1.31 m3
a = 0.# , Dn= 0.# , 1800 = 00 mm
b = 0.2# , Dn9 6c = 0.2# , 1800 A 0 = 10 mm
*olumul util:
*u = ' , *t= 0.(# , ".01 =7 *u= .(0 m3
Inaltimea lic6idului:
*u=Dn
2
4, lc< 0.# , *2=7 lc = > *u A0.# , *2? ,
4
Dn2 = > .(0A0.# , 1.31 ? ,
4
18002
=7 Vu= 1538 mm
lic6id= lc < b =7 Hlichid= 1948 mm
Cap 2. Proiectarea corpului recipientului
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
3/17
3.1. ;le%erea materialului si determinarea tensiunii admisibile pentru materialele adoptate
radul de rezistenta la
coroziune
4C
*iteza de coroziune
*CBmm/an
0 0.0011 0..001A0.00#
2 0.00#A0.01
3 0.01A0.00#
0.0#A0.1
# 0.1A0.#
( 0.#A1
" 1A#
8 #A10
7=10
arca otel
4ezist. la
rupere 4m
imita de cur%ere >4p 0.2? BE/mm
A in &unctie de temperature !ip material
E/mm2 #0 100 1#0 200 2#0
P23# 3(0A(0 20( 10 180 1"0 1#0 Ftel slab aliat
P2(# 10A#30 23 21# 20# 1# 1"# Ftel slab aliat
P2# (0A#80 2"2 2#0 23# 22# 20# Ftel slab aliat
G(CrEi18A
10220A2#0 18( 1"( 1(" 1#" 1" Ftel austenitic Inoidabi
G2CrEi18A 220A2#0 1(# 1# 130 118 108 Ftel austenitic Inoidabi
Pentru 4C= 1 =7 *C= 0.001A0.00# mm / an
;le% VC= 0.005 mm /an
aterial: Otel sla aliat
arca otel : ! 265 "H
4ezistenta la rupere: #m= 410 $/mm2
imita de cur%ere: #% 0.2= 225 $/mm2
!ensiunea admisibila:
& = min HRm
crRp0.2Tn
csJ = min H
410
2.4 225
1.5 J =7 f = 150 $/mm2
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
4/17
3.2. Calculul de dimensi&na'e a (i'&lei cilind'ice a ca%acului si a fundului 'eci%ientului
s&licitate la %'esiune inte'i&a'a.
e&inal = e < cc < ct
e = %rosimea virolei cilindrice
cc = adaos de coroziune
ct = adaos te6nolo%ic
e =pc Di
2fzpc =31800
21500.93 =7 e = 20.225 mm
pc= presiunea de calcul
Di = Dn
z = coe&icient de calitate al cordonului de sudura =7 z = 0.
Presiunea de calcul:
p6= -am, lic6id, % = 1(80 , 1.8 , .81 = 3210.( Pa =7 %h= 0.0321 )!a
pn= 30 bar = 3 Pa
Daca p6K 0.0# , pn atunci pc = pn< p6 daca p6 0.0# , pnatunci pc= pn
%c= 3 )!a
;daosul de coroziune:
cc= vc, t = 0.00# , 10 = 0.0# mm
e&inal = e < cc < ct
ct = e &inal S!;S9 e 9 cc = 22 9 20.22# 9 0.0# = 1.""# mm
e final *+,* = 22 mm
3.3. -imensi&na'ea '&simii in(elisului semieli%s&idal ca%c si fund 'eci%ient s&licitat la
%'esiune inte'i&a'a
S4 LE 13# 9 normativ de calcul pentru recipient sub presiune nesupuse la &lacara
Prevederile se aplica petru &unduri sic apace ce indeplinesc conditia 1." M 2.2 unde:
=Di
2hi =1800
2410 =7 = 2.1#
6i= c A 6c = #0 A0 = 10 mm
Llemente de calcul necesare pentru aplicarea procedurii:
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
5/17
r = Di , B >0.5
K ? 9 0.08 = 1800 , >0.5
2.195 9 0.08 ? =7 ' = 266.02 mm
4 = Di, > 0. , M < 0.02? = 1800 , > 0. , 2.1# < 0.02 ? =7 # = 1744.44 mm
4 A7 raza s&erii centrale a &undului toris&ericr A7 raza partii de racordare a zonei s&erice cu zona cilindrica
Conditii de aplicare a procedurii de calcul:
cuatii &'mula Val&a'e *tatut
' 0.2 -i 2((.02 N 0.2 , 1800 2((.02 N 3(0 ;devarat
' 0.06 -i 2((.02 K 0.0( , 1800 2((.02 K 108 ;devarat
' 2 efinal 2((.02 K 2 , 22 2((.02 K ;devarat
# -e 1". N 1800 < 2 ,
22
1". N 18 ;devarat
Se calculeaza:
esA7 %rosimea ceruta a &undului pentru limitarea e&ortului unitarO de membrane in partea centrala
eOA7 %rosimea ceruta a partii toroidale de racordare
ebA7 %rosimea ceruta a partii toroidale de racordare petnru evitarea &lambarii
es=pcR
2fz0.5pc =31744.44
21500.90.53 =7 es= 19.83 mm
eO=
pc(0.75R+0.2Di)
f =
0.673(0.751744.44+0.21800)
150 =7 e= 22.66 mm
eb= > 0."# , 4 < 0.2 , Di? , [ pc111fb(D i
r)0.825
] 1
1.5
= > 0."# , 1". < 0.2 , 1800 ? , [ 3111150( 1800266.02 )0.825
] 1
1.5
= e= 15.08 mm
&b =Rp0.2Tn
1.5=
225
1.5 = 1#0 E/mm2
Pentru coe&icientul calculam:
> 0."# < 0.2 ,Di
R ? ,pc
f = > 0."# < 0.2 ,1800
1744.44 ? ,3
150 = 0.010#
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
6/17
r
Di=
266.02
1800 = 0.1""
Con&orm %ra&icului de mai Qos =7 = 0.("
rosimea ceruta a &undului/capacuui este ma >es eO eb?
e & = ma >es eO eb? = 22.(( mm
ct= 2.2 mm
cc = 0.0# mm
=7 ef *+,*= 25 mm
3.. Stabilirea presiunii a%entului termic > abur ?
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
7/17
Presiunea a%entului termic:
Temperatur
a ag termic
[C]
Presiun
e [MPa]
100 0.101
110 0.143
120 0.209
130 0.269
140 0.362
150 0.475
160 0.6178
170 0.7924
180 1.003
!emperatura a%entului termic este de 110$C =7 %a= 0.143 )!a
Diametrul interior al mantalei:
Dim= Di< 100 mm = 1800 < 100 =7 -im = 1900 mm
Stabilirea materialului mantalei:
aterial: Otel sla aliat
arca otel : ! 265 "H
4ezistenta la rupere: #m= 410 $/mm2
imita de cur%ere: #% 0.2= 213 $/mm2
!ensiunea admisibila:
& = min HRm
crRp0.2Tag
csJ = min H
410
2.4 213
1.5 J =7 f = 142 $/mm2
Calculul %rosimii invelisului mantalei:
e =p
ag
Di ,m
2fzpag=
0.143
1900
21430.90.143 =7 e = 1.06 mm
rosimea &inala invelis cilindric manta:
e&inal= e < cc < ct= 1.0( < 0 < 2. =7 ef stas= 4 mm
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
8/17
ct = 2. mm
Stabilirea %rosimii &undului semielipsoidal
Conditii de aplicare:
Pentru ampli&icare: 6i=Di , m
4=
1900
4 = "# mm
M =
D i ,m
2hi =1900
2475 = 2
4 = Dim, > 0. , M < 0.02 ? = 100 , > 0. , 2 < 0.02 ? = 1"10 mm
r = Dim , >
0.5
K 9 0.08 ? = 100 , >
0.5
2 9 0.08 ? = 323 mm
es=
pagR
2fz0.5pag=
0.143171021420.90.50.143 = 0.( mm
eO=pag(0.75R+0.2Di , m)
f =0.760.143(0.751710+0.21900)
142 = 1.2" mm
eb= > 0."# , 4 < 0.2 , Dim? ,
[
pag
111
fb
(
Di , m
r
)
0.825
]
1
1.5
= > 0."# , 1"10 < 0.2 , 100 ? , [ 0.143111142(1900323)0.825
] 1
1.5
= 1.2 mm
&b =Rp0.2Tag
1.5=
213
1.5 = 12 E/mm2
Pentru coe&icientul calculam:
> 0."# < 0.2 ,Di , m
R ? ,pag
f = > 0."# < 0.2 ,119001710 ? ,
0.143
142 = 0.0011
r
Di , m=
323
1900 = 0.1"
Con&orm %ra&icului de mai sus =7 = 0."(
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
9/17
rosimea rezultata din calculul de rezistenta este ma >es eO eb?
e & = ma >es eO eb? = 1.2 mm
e&= 1.2 < cc< ct= 1.2 < 0.0# < 2.03 = mmct= 2.03 mm
cc = 0.0# mm
Cap 3. Invelisuri supuse la presiune eterioara
Pm= presiunea de instabilitate elastica teoretica ce provoaca pierderea stabilitatii
Pr= limita in&erioara calculate a presiunii care provoaca pierderea stabilitatii
PO= presiunea la care tensiunea circum&erentiala medie atin%e limita de cur%ere
.1. rosimea cilindrului solicitat la presiune eterioara
Se ale%e o %rosime Rutila ea>se ale%e de catre proiectant?.
ea = eSTAS, recipient cilindric= 22 mm
Py=eeaR =
18022922 => Py= 43 ! " mm
2
Pentru tel !u"tenitic# e = Rp0.2Tn
Pentru tel ne!u"tenitic# e =Rp0.2Tn
1.25
$n c!%ul de &!%!# e =Rp0.2
Tn
1.25=
225
1.25 =>e = 180 ! " mm2
Pm=
Eea
R =2.1105220.0019
922 => Pm= #52 MPa
' = 2.1 ( 105)P!
* "e !le+e din di!+r!m! in &unctie de#
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
10/17
L
2R =2240
2922 = 1.21
2R
ea=
292222
= 83.82
* = 0.0019
Se c!lcule!%!Pm
Py.
Pm
Py=
9.52
4.3 = 221
Pe !%! !ce"tui r!prt "e !le+e din di!+r!mPm
Py=$
Pr
Py= 076
=> Pr= 076 % Py= 327 ! " mm2
S = 1.5 -ce& de "i+ur!nt!
/!lcul!mPr
S =3.27
1.5 = 2.18 mm2
Pet Pr
S
Pe&t= Pag= 0143 MPa
0.143 2.18
ecipientul re%i"t! l! !ctiune! pre"iunii eteri!re
Cap . ;le%erea &lansei dintre capac si corpul recipientuluiSe !le+e !n"! pl!t! pentru "ud!re cn&rm STAS 980191.
di = 1800 mm d1= 1960 mm d2= 1910 mm d4= 1830 mm Pn =
2.8 )P! "1= 10 mm
n(d3= 72(26 &= 65 ilet = )27 c = 1891 mm2
c1= 1886mm2 c2= 1887 mm2
c3= 1854 mm2 c4= 1853 mm2 ) = 252 +
Cap #. ;le%erea racordurilor
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
11/17
Pentru recipient#
5!liment!re !me"tec 6e!cu!re !me"tec
Pentru m!nt!#
1 !liment!re !+ent termic:!ur 2 e!cu!re !+ent termic 3 e!cu!re cnden" 4 dp de !eri"ire
1 'ecipient(
Pentru ump)ere * R5 +(
t = 20;
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
12/17
$=20))30m /s'$=25m /s
m=
4# (Dm
2Di2 ) #Hm
HmH*ichi&=1948 mm
m=
4(Dm
2Di2 ) #Hm=
4(1.921.82 ) #1.948= Bm= 0.566 m3
Qv=m
" =
0.566
30=0.01887m
3
/s
/acuare agent termic * R2
"=1)5min'"=2min=2 #60=120 s
$=0.8)1.5 ms
' $=1m/s
Qv=m
" =
0.566
180=0.00472m
3
/s
Q v #4
$ # = 0.00472#41 # =
& i=di= 77.5 mm
B!lri "t!nd!rdi%!te pentru di!metrul r!crdului.
STAS# 38 48 60 89 108 140 168 CmmD
!crd umplere - R5 R5=40.38mm'R5ST%S=38mm
!crd +lire - R6 R6=31.00m m ' R6ST%S=38mm
!crd !liment!re cu !+ent termic - R1 R1=31.00mm'R1ST%S=38mm
!crd e!cu!re !+ent termic - R2 R2=77.50mm'R2ST%S=89mm
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
13/17
Cap (. Proiectarea dispozitivului de amestecare. ;le%erea
amestecatorului6.1. /!lculul puterii nece"!re !me"tec!rii
Putere! nece"!r! !me"tec!rii#
!= e( E!m( n3( d!5( =
e= &-e
n = tur!ti!
d!= !ner+ur! !me"tec!trului
e=+amn&a
2
Ame"tec!tr de tip $mpeller Ame"tec!tr turin! di"cF! 1800 ( -0.53#0.66 = 1800 ( 0.6 =
1080 mm
= 1800 ( -0.28#0.35 = 1400 ( 0.3 =
540 mmB 3 G 10 = 10 m" 3 G 8.4 = 5 m"H 2(10 ( 1.08 = 18.52 "1 2 ( 5 ( 0.54 = 18.52 "1
n 30 ( 18.52 I = 176.84 rt min 30 ( 18.52 I = 176.84 rt minn 2.95 rt "ec 2.95 rt "ec
e 1800 ( 2.95 ( 1.082 20 = 289.03 1800 ( 2.95 ( 0.542 20 = 72.26e 1.2 4! 1.2 ( 1680 ( 2.953 ( 1.085( 1.1 =
83.65 J
4 ( 1680 ( 2.95 3( 0.545( 1.1 = 8.71
Je& -83.65 K 16.73 0.72 = 139.42 J -8.71 K 1.74 0.765 = 13.67 JL L1= 0.8 , L2= 0.9 => L = 0.72 L1= 0.85 , L2= 0.9 => L = 0.765F
'
1020 M ( 83.65 = 16.73 J 1020 M ( 8.71 = 1.74 J
Se !le+e !me"tec!trul turin! di"c cu un cn"um e&ecti# e&= 13.67 J
Putere! in"t!l!t!# i> e&
)tr red!ctr cu !n+ren!N cilindric tip 2P-
!i = 15
Tur!ti! mtrului n = 1500 r,t"min
Tur!ti! l! ie"ire niesire= 120
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
14/17
!prtul de tr!n"mitere i = 125
6.2. Ale+ere! m!teri!lului !rrelui#
Si+m! r Si+m! c ' Si+m! 1O/ 35 540 320 2.06(105 240O/ 45 620 360 2.06(105 27010Tii/r180 500750 205 2(105 25010Tii)/r17
5
500750 225 2(105 250
& = min Q"i+m! rcrR "i+m! ccc
o cc= 2.3
o cr= 4
Ale+em 35#
r= 540 !"mm2
c= 320 !"mm2
/ = 206 % 105!"mm2
-1= 240 !"mm2
& = min Qr
cr-
c
cc = min Q
540
4- 3202.3 => = 135 !"mm
2
6.3. Predimen"in!re! !rrelui l! tr"iune#
!,t= 15 G 40 )P! => !,t= 40)P!
)t= 9.55 ( 106( in = 9.55 (106(15
1500 = 95500 C(mmD
Jp =
&3
16
Jp=."
/a ,"
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
15/17
=> d =3
16."/a ,"
=> dSTAS= 25 mm
(.. !rasarea dia%ramei de putere si a dia%ramei momentelor de torsiune
z= numarul de amestecatoare
0z=H*ichi&
Di=
1948
1800=1.082
Puterea :
1%=1i=1502
13
=1% = 1# T
14=5213=0.9915=14.85 T
1D=5314=0.99 1.8# = 1."0 T
1E=1D1DE=14.701.74=12.96 T
."%=9.55 #106
# 15
1500=955001 # mm
."3=9.55#106# 15
1500=955001 #mm
."4=9.55#106
#14.85
1500=945451 #mm
."D=9.55 #106
#14.70
1500=93599.551 # mm
."E=9.55#106 # 12.961500 =82504.251 #mm
8. ;le%erea sistemului de rezemare
8.1. Calculul %reutatii recipientului
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
16/17
recip = mrecip< 2 , m&lansa=7 recip=
el au= 30) , recip=7el au=
lic6id=
.*ichi& ' ."6"a*a=.recip+.e*7a!8+.*ichi&
9"6"=."6"a*a # g
masarecipien"!*!i=me"a* , recip # +:L
+:L=78500g/m3
DeDi 2
2# eman"a2
#
ef!n&3+
#
me"a*=
2 #252
2 #42
#
me"a*=
me"a*=4630514.88mm3
me"a*=0.00463m3
masarecipien"!*!i=4.630#10
3#7850
=36.346 0g
.recip=masarecipien"!*!i+2#mf*ansa
.recip=36.346+2#124.422
.recip=285.19Kg
-
7/26/2019 Tema de Casa Echipamente de Proces
17/17
.e*7a!8=30# .recip
.e*7a!8=30#285.19
100
.e*7a!8=85.557Kg
.*ichi&=! # +am
.*ichi&=2.951 #1680
.*ichi&=4957.68Kg
."6"a*a=.recip+.e*7 a!8+.*ichi&
."6"a*a=285.19+85.557+4957.68
."6"a*a=5328.427Kg
9"6"a*=."6"a*# g
9"6"a*=5328.427 #9.81=52271.86
9"6"a*=52.271K1