Tema de Casa Echipamente de Proces

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


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


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


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:


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#


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 ?


7/17

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


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."(


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#


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


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;


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


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


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 ,"


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


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


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

Tema de Casa Echipamente de Proces

Documents