Моделирование конструкции вертикального аппарат с механическим перемешивающим устройством

Введение 5
1 Состояние вопроса 6
1.1 Общие сведения об аппаратах и сосудах работающих под давлением 6
1.2 Деградация оболочки аппаратов 8
1.3 Расчеты на прочность и устойчивость сосудов и аппаратов 13
1.4 Описание возможностей в ПК APN WinMachine 17
2 Расчетная часть 20
2.1 Обьект исследования 20
2.2 Расчет на прочность исследуемого аппарата по стандартам 23
2.3 Моделирование и расчет вертикального аппарата с механическим перемешивающим устройством 41
3 Оценка прочности и устойчивости вертикального аппарата с перемешивающим устройством 47
3.1 Сравнение НДС оболочки без дефекта с расчетом по стандарту 47
3.2 Расчет на устойчивость аппарата 49
3.3 Результаты расчета оболочки аппарата с дефектом 49
4 Оценка остаточного ресурса 55
Заключение 61
Список использованных источников 62

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Сосуды и аппараты это неотъемлемая часть различных отраслей промышленности, торговли, медицины, общественного питания и даже бытового использования. Они находят применение в самых разнообразных сферах, начиная от паровых котлов для отопления и заканчивая ядерными реакторами. Сосуды под давлением представляют собой герметичные емкости, предназначенные для осуществления химических, термических и других технических процессов, а также для хранения и транспортировки газов, жидкостей и других веществ. В зависимости от своего назначения, они могут быть передвижными или стационарными. Важно отметить, что сосуды под давлением относятся к опасному производственному оборудованию.
При длительной эксплуатации сосудов под давлением неминуемо возникает износ, вызванный коррозией и эрозией. В связи с этим, расчет напряженно-деформационного состояния и оценка остаточного ресурса являются особо актуальными задачами.
Объект исследования: аппарат с перемешивающим механизмом с утонениями стенки.
Предмет исследования: моделирование и расчет конструкции вертикального аппарата с механическим перемешивающим устройством.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Состояние вопроса

1.1 Общие сведения об аппаратах и сосудах работающих под давлением
Производственные организации, занимающиеся эксплуатацией емкостей и оборудования под избыточным давлением, являются опасными объектами в связи с возросшим риском аварийных ситуаций, таких как взрывы и выбросы вредных веществ, которые могут привести к производственным несчастным случаям и инцидентам. Чаще всего аварии, разрушения и взрывы емкостей и оборудования вызваны нарушением правил эксплуатации и технического обслуживания, таких как превышение максимально допустимого давления и несоблюдение температурного режима. Поэтому владельцы или арендаторы опасных производственных объектов (ОПО) обязаны строго соблюдать нормы и правила в области промышленной безопасности. Кроме того, персонал, занятый на опасных производственных объектах, отвечающий за административный надзор и бесперебойную работу оборудования (емкостей), должен обладать соответствующей квалификацией и регулярно, периодически, ее подтверждать.
В Федеральном законе «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1] к категории опасных производственных объектов относят те объекты, на которых используют оборудование (аппараты и сосуды), работающее под избыточным давлением более 0,07 МПа:
а) пара, газа (в газообразном, сжиженном состоянии);
б) воды при температуре нагрева более 115 градусов Цельсия;
в) иных жидкостей при температуре, превышающей температуру их кипения при избыточном давлении 0,07 МПа.
III класс опасности – для опасных производственных объектов, которые осуществляют теплоснабжение населенных пунктов и социально значимых категорий потребителей, которые имеют определение в соответствии с законодательством Российской Федерации в сфере теплоснабжения, а также иных опасных производственных объектов, на которых применяется оборудование, работающее под избыточным давлением 1,6 мегапаскаля и более (за исключением оборудования автозаправочных станций, предназначенных для заправки транспортных средств природным газом) или при температуре рабочей среды 250 градусов Цельсия и более, для других IV класс опасности [1]. Так же классы опасности сосудов могут определяться исходя из количества опасного вещества или опасных веществ, которые единовременно находятся или могут находиться на опасном производственном объекте.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 г. No 116-ФЗ. (с изменениями на 11 июня 2021 года)(редакция, действующая с 1 июля 2021 года) Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года: О промышленной безопасности опасных производственных объектов от 21 июля 1997 - docs.cntd.ru
2 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением», утв. приказом No 536 Ростехнадзора от 15 декабря 2020 г. -248с.
3 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утв. приказом Ростехнадзора от 20 октября 2020 г. No 420, зарегистрировано в Минюсте России 11 декабря 2020 г. No 61391. -10 с.
4 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств». Утверждены приказом Ростехнадзора от 15.12.2020г. No 533.
5 ГОСТ 34347-2017 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия».– Введен 2018-08-01. – Москва: Изд-во Стандартинформ, 2018. – 103 с.
6 ГОСТ 34233.1-2017 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования». -Москва: Изд-во Стандартинформ 2019. – 29 с.
7 ГОСТ 34233.2—2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек. – Введен 2018-08-01. – Москва: Изд-во Стандартинформ, 2018.
8 ГОСТ 34233.3-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и наружном давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер. – Введен 2018-08-01. – Москва: Изд-во Стандартинформ, 2018. – 41 с.
9 ГОСТ 34233.5-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок. – Введен 2018-08-01. – Москва: Стандартинформ, 2018. – 28 с.
10 ГОСТ 34233.8-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками. – Введен 2018-08-01. – Москва: Стандартинформ, 2018. – 31 с.
11 ГОСТ 34233.10-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами. Введен 2018-08-01. – Москва: Стандартинформ, 2018. – 6 с.

Весь текст будет доступен после покупки