Об’єктом дослідження є процеси впливу внутрішнього тиску на стінки корпусу промислового сітчастого фільтру ФСЦ-800. Дослідження виконується з метою визначення конструктивних параметрів корпусу технічної води ФСЦ-800.
Фільтр сітчастий автоматизований серії ФСЦ призначений для очищення технічної води від твердих механічних включень (пісок, окалина, каміння тощо), встановлюється в напірному водоводі. Фільтри даної серії забезпечують в автоматизованому режимі очищення фільтроелементу за допомогою зворотного потоку води та відведення домішок у злив [1].
Корпуси фільтрів ФСЦ (рисунок 1) становлять дві зварні конструкції – суто корпус 1 та кришку 2. Корпус зварюється з циліндричної обичайки 3, еліптичного днища 4, вхідного та вихідного циліндричних патрубків 5 та верхнього фланцю 6. Кришка складається з відповідного фланця 7, еліптичного днища 8 та фланця для встановлення приводу 9.
Робочий тиск складає 0,6 МПа, умовний, за рахунок забрудненого фільтроелементу складає 0,63 МПа, випробний тиск розраховано у 0,9 МПа [2].
Всі складові корпусу виконуються зі сталі 10. Наступним є розрахунок обічайки. Попередньо прийнято, що внутрішній діаметр складає 1200 мм, а висота – 780 мм, згідно розмірів фільтроелементу
Рисунок 1 - Основні складові корпусу та кришки
Всі складові корпусу виконуються зі сталі 10, ДСТУ 7809-2015 , яка має прийнятні міцністні характеристики та відмінні технологічні якості. Прийнято, що внутрішній діаметр складає 1200 мм, а висота – 780 мм, згідно розмірів фільтроелементу.
Визначено розрахункову товщину стінки [2]:
де Dв – внутрішній діаметр обичайки, мм;
p – робочий тиск, МПа;
σд – номінальне допустиме навантаження, σд=127,5 МПа;
φш – коефіцієнт зварного шва, φш=1.
Виходячи з цього, розраховано товщину стінки враховуючи прибавки [2]:
де C – прибавки до товщини, зумовлені корозією, ерозією внутрішньої поверхні корпусу, мм.
Перевіряємо товщину розрахунком допустимого надлишкового тиску [2]:
де Cк – прибавка на корозію, мм.
Надлишковий тиск порівняно з робочим: 1,27 МПа>0,63 МПа
Обрано еліптичне днище з наступними параметрами: внутрішній діаметр – 1200 мм; висота еліптичної частини – 300 мм; висота борта – 25 мм [2].
Кришка має днище та фланець з наступними параметрами: внутрішній діаметр – 1200 мм; зовнішній діаметр – 1335 мм; висота – 54 мм. Фланці кришки та обичайки у своїй конструкції мають центрувальні бурт та проточку. Кришка та обічайка з’єднуються болтами М20 у кількості 44 штук, діаметр болтового кола складає 1295 мм. Ущільнення здійснюється гумовими пласкими прокладками [3].
Всі патрубки розраховано за формулами 1,2 та 3. Патрубки трубопроводу у результаті мають наступні результати: внутрішній діаметр – 800 мм; довжина вхідного патрубку – 600 мм, вихідного – 250 мм; товщина стінки – 10 мм; допустимий надлишковий тиск – 1,9 МПа. Фланець має внутрішній діаметр 800 мм, зовнішній діаметр – 930 мм, висоту – 41 мм. З’єднані болтами М20, 32 шт.
Зливні патрубки мають наступні параметри: внутрішній діаметр – 125 мм; довжина патрубку – 150 мм; товщина стінки – 10 мм; допустимий надлишковий тиск – 15,3 МПа. Фланець має внутрішній діаметр 125 мм, зовнішній діаметр – 235 мм, висоту – 17 мм. З’єднані болтами М16, 8 шт.
Додаткові патрубки мають параметри: внутрішній діаметр – 200 мм; довжина – 85 мм; товщина стінки – 8 мм; допустимий надлишковий тиск – 1,9 МПа. Фланець має внутрішній діаметр 200 мм, зовнішній діаметр – 315 мм, висоту – 19 мм. З’єднані болтами М16, 8 шт.
За результатами розрахунків побудовано 3D-модель корпусу у зборі та виконано розрахунок напружень та деформацій за допомогою програми SolidWorks Simulation. У результаті розрахунків (рисунок 2), максимальні напруження у фільтрі склали 125 МПа, які виникають у з’єднані вихідного патрубку до циліндричної обічайки. Такий результат є позитивним, що не потребує зміни конструкції корпусу.
Рисунок 2 – Результати дослідження у Simulation на напруження
Аналітичні розрахунки та дослідження міцності конструкції за допомогою Simulation дозволили визначити основні конструктивні параметри корпусної системи фільтру. За визначених конструктивних параметрах при заданому тиску забезпечено мінімальний коефіцієнт запасу міцності в 1,3 рази
Список використаних джерел:
1.Кухар В. Ю. Проблеми фільтрації технічної води на вітчизняних підприємствах і шляхи їх вирішення / В. Ю. Кухар, В. П. Кузьминський, Д. В. Кудрявцев. – 2008. – с. 4–6.
2.Дубинін А. І. Процеси та апарати хімічної технології: навчальний посібник з курсового проектування / А. І. Дубинін, Р. І. Гаврилів, І. О. Гузьова., 2012. – 360 с.
3.Мікульонок І. О. Механічні, гідромеханічні й масообмінні процеси та обладнання хімічної технології / І. О. Мікульонок., 2002. – 304 с.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter