- •1 Цели и задачи курсового проектирования колонного аппарата
- •2 Безопасность и экологичность проекта
- •3.2.2 Устройство и принцип действия массообменных устройств.
- •4.3.2 Расчет в условиях испытаний.
- •4.4 Определение коэффициента прочности сварного шва
- •4.5.3 Определение исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки и днищ.
- •4.9 Результаты, полученные при выполнении раздела 4
- •5.2 Порядок расчета колонных аппаратов от ветровых нагрузок
- •5.3.2 Расчетные сечения.
- •5.4 Расчетные условия
- •5.5 Определение веса колонного аппарата и осевой сжимающей силы
- •5.5.2 Результаты определения осевой сжимающей силы.
- •5.6 Определение ветровых нагрузок
- •5.6.1 Определение периода основного тона собственных колебаний аппарата.
- •5.6.2 Определение ветровой нагрузки на каждом участке.
- •5.6.2.1 Методика расчета ветровой нагрузки.
- •5.6.2.2 Результаты расчета ветровой нагрузки.
- •5.7 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой нагрузки и сейсмического воздействия
- •5.7.1 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой нагрузки.
- •5.7.2 Результаты определения расчетного изгибающего момента от ветровых нагрузок.
- •5.8 Сочетание нагрузок (p, f, m) для каждого расчетного условия
- •5.9 Проверка на прочность и устойчивость стенки корпуса аппарата
- •5.9.1 Проверка прочности стенки корпуса аппарата.
- •5.9.2 Результаты проверки прочности стенки корпуса.
- •5.10.2 Проверка прочности сварного шва.
- •5.11 Расчет анкерных болтов
5.6.2 Определение ветровой нагрузки на каждом участке.
Ветровая нагрузка состоит из двух составляющих:
– статической (по ГОСТ Р 51273 – 99 (2006) [7] - это средняя составляющая ветровой нагрузки);
- динамической (по ГОСТ Р 51273 – 99 (2006) [7] – это пульсационная составляющая ветровой нагрузки).
Таким образом, ветровая нагрузка Рi на i-м участке находится как сумма двух слагаемых:
-- средняя составляющая ветровой нагрузки на i-м участке, Н;
- - пульсационная составляющая ветровой нагрузки на i-м участке, Н.
Ветровые нагрузки определены компьютерным расчетом, методика которого и пример расчета приведены в приложении Е.
Таблица 5.10 – Исходные данные для расчета ветровой нагрузки
Параметр |
Значение |
Ветровой район установки аппарата |
II |
Нормативный скоростной напор ветра на высоте 10 м q 0 , Н/м2 |
300 |
Аэродинамический коэффициент К |
0,85 |
Количество жесткостей аппарата (рисунок 5.16) |
2 |
Рисунок 5.3 – Аппарат с тремя жесткостями I1, I2, I3 (с тремя разными диаметрами)
5.6.2.1 Методика расчета ветровой нагрузки.
Ветровая нагрузка Рi на i-м участке для трех расчетных условий () находится как сумма двух слагаемых по формуле:
. (5.8)
Средняя составляющая ветровой нагрузки рассчитывается по формуле
, (5.9)
где qist – нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на середине i-го участка, Н/м2, которое определяется по формуле
, (5.10)
где q0 – нормативное значение ветрового давления на высоте 10 м над поверхностью земли, Н/м2, определяется в зависимости от ветрового района, в котором установлен аппарат, г. Омск относится ко второму ветровому району;
- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте аппарата, определяется по отношению
, , (5.11)
где хi - расстояние от поверхности земли до центра тяжести i-го участка, м;
К – аэродинамический коэффициент, учитывающий решетчатую пространственную конструкцию площадок и зависящий от формы площадки.
В курсовом проекте для колонного аппарата принимаем К = 0,85, поскольку отсутствуют точные данные о форме площадки и нет возможности рассчитать значение .
Пульсационная составляющая ветровой нагрузки определяется по формуле
(5.12)
где - коэффициент, учитывающий пространственную корреляцию пульсации давления ветра;
– коэффициент динамичности при ветровой нагрузке;
- приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка.
5.6.2.2 Результаты расчета ветровой нагрузки.
Результаты расчета представлены в таблице 5.11.
Таблица 5.11 – Определение ветровой нагрузки для трех расчетных условий
Показатель |
Участки аппарата |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
q0 , н/м2 |
300 |
|||||
k |
0,85 |
|||||
1,404 |
1,271 |
1,097 |
0,767 |
|||
qist, Н/м2 |
358,095 |
324,222 |
279,862 |
195,587 |
||
0,752 |
0,438 |
0,186 |
0,020 |
|||
, 1/(Н*м) |
|
1(Et) |
2,46147 E-09 |
1,74853 E-09 |
1,05733 E-09 |
3,19438 E-10 |
2,3(E20) |
2,43759 E-09 |
1,73462 E-09 |
1,05143 E-09 |
3,18796 E-10 |
||
mk=mi |
0,645 |
0,677 |
0,727 |
0,864 |
||
Gk(Gi), н |
1 |
138688 |
135267 |
315786 |
211168 |
|
2 |
469485 |
641429 |
803613 |
287264 |
||
3 |
105566 |
96673 |
144732 |
138001 |
||
1 |
0,043 |
0,031 |
0,019 |
0,006 |
||
2 |
0,012 |
0,009 |
0,005 |
0,002 |
||
3 |
0,064 |
0,045 |
0,028 |
0,008 |
||
1 |
0,065 |
|||||
2 |
0,080 |
|||||
3 |
0,055 |
|||||
1 |
2,105 |
|||||
2 |
2,211 |
|||||
3 |
2,026 |
|||||
1 |
0,818 |
|||||
2 |
0,818 |
|||||
3 |
0,818 |
|||||
Pkst(Pist), Н |
1 |
7928 |
6557 |
8844 |
5253 |
|
2 |
7928 |
6557 |
8844 |
5253 |
||
3 |
7219 |
5893 |
7948 |
4721 |
||
, Н |
1 |
10321 |
7150 |
10094 |
2039 |
|
2 |
10496 |
10205 |
7750 |
840 |
||
3 |
11167 |
7277 |
6604 |
1909 |
||
, Н |
1 |
18249 |
13708 |
18938 |
7293 |
|
2 |
18425 |
16762 |
16593 |
6093 |
||
3 |
18386 |
13170 |
14552 |
6631 |