5.3 Требования к опорам колонных аппаратов
5.3.1 Опорные обечайки колонных аппаратов делятся на цилиндрические и конические.
5.3.2 Цилиндрическую опору следует присоединять к днищу аппарата таким образом, чтобы средние диаметры цилиндрических обечаек корпуса и опоры совпадали или расстояния между этими осями были минимальными. В случае смещения осей обечайки корпуса и опоры необходимо проверить прочность опорной обечайки с учетом дополнительных напряжений из-за смещения этих осей.
5.4 Допускается установка колонных аппаратов на иные типы опор (стойки, лапы и др.) по указанию проектной организации.
Вопрос №22. Условие применения безмоментной (мембранной) теории. Основные геометрические понятия. Основные уравнения безмоментной теории.
Оболочки в виде цилиндров, шаров, конусов или их комбинации широко применяются в современной технике. Таковы паровые котлы, сухие газгольдеры высокого давления, куполы зданий и т.д. Особенно часто оболочки встречаются в аппаратах химической промышленности, например, в нитраторах, эфиризаторах, колонах разного назначения и пр.
Столь значительное применение оболочек уже издавна заставила ученых и техников обратить внимание на вопросы теории оболочек, и формулы для их расчета были предложены еще в ХVII столетии. В этих исследовании принимались во внимание лишь растягивающие и сжимающие напряжения, возникающие в оболочках под действием приложенных сил, и не учитывались изгибающие моменты и напряжение среза. Между тем, простые соображения показывают, что в тонкостенных оболочках должны возникнуть, кроме продольных сил (растягивающих или сжимающих), также и изгибающие моменты и поперечные силы.
Рассмотрим цилиндр радиуса R, подверженный действию газового давления р.В стенках, как известно возникнут напряжения
(где
δ-толщина стенки), которые вызовут
удлинение
Первоначальный радиус R цилиндра превратиться в
Возникающий при этом момент будет
А подставляя значение ∆R, получим
Относя момент к единице длины стенки, т.е. к прямоугольнику длиной 1 и высотой δ,получим
Следовательно,
Т.е. в стенках цилиндра, подверженному постоянному давлению, возникает напряжения изгиба, равное 0,5 р, независимо от радиуса цилиндра и толщены его стенок.
Результаты точной теории показали, что вдали от закрепленных краев оболочек значение напряжений, получаемых по безмоментной теории, весьма мало отличается от напряжений, получаемых по более точной моментной теории. Так как расчеты по моментной теории обычно громоздки, то оказалось, что в ряде случаев применение несравненно более простых и менее трудоемких формул безмоментной теории является вполне целесообразным и дающим практически достаточное приближение искомых величин.
Вопрос №23. Что называется критическим давлением. При каких расчетах оно используется.
Критическое давление - максимальное допустимое внутреннее избыточное или наружное давление,которое может испытывать аппарат, без нарушения своей целостности. Рабочее давление не должно превышать критическое.
Под рабочим давлением для сосуда или аппарата следует понимать максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и без учета кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.
Расчетное
давление в рабочих условиях – это
давление, на которое проводится расчет
на прочность элементов сосудов и
аппаратов. Расчетное давление, как
правило, принимают равным рабочему
давлению или выше. При повышении давления
в сосуде или аппарате во время действия
предохранительных устройств более чем
на 10%, по сравнению с рабочим, элементы
аппарата должны рассчитываться на
давление, равное 90% давления при полном
открытии клапана или предохранительного
устройства. Для элементов, разделяющих
пространства с разными давлениями
(например, в аппаратах с рубашками), за
расчетное давление следует принимать
либо каждое давление в отдельности,
либо давление, которое требует большей
толщины стенки рассчитываемого элемента.
Если обеспечивается одновременное
действие давлений, то допускается
производить расчет на разность
давлений. Если на элемент сосуда
или аппарата действует гидростатическое
давление, составляющее 5% и более
рабочего, то оно должно учитываться
при определении расчетного давления
Все сосуды и аппараты после их изготовления подлежат гидравлическому (или пневматическому) испытанию. Под пробным давлением рпр понимают давление, при котором проводится испытание сосуда или аппарата, а под расчетным давлением в условиях испытаний – давление, которому они подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления. Величина пробного давления, при котором должно проводиться гидравлическое испытание сосудов и аппаратов, регламентирована Ростехнадзором.
Под условным давлением понимают избыточное давление среды в аппарате при температуре 20 ºС (без учета гидростатического давления).
Вопрос №24. Влияние разности температур на напряжение в стенках толстостенных аппаратов.
