UNIVERZA V MARIBORU
Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
PROCESNE NAPRAVE
(Zbrano gradivo pri predmetu Procesne naprave)
Darko Gori
č
anec
Jurij Krope
Maribor, 2006
KAZALO
1. Posode
2. Lo
č
evalniki
3. Cevovodi
4.
Č
rpalke
5. Prenosniki toplote
6. Kompresorji
7. Vakuum
8. Toplotne
č
rpalke
9. Prezra
č
evanje
PROCESNE NAPRAVE
2
R
=0.8
·
D
N
(1.3)
r
~
D
N
/6.5 (1.4)
Prostornina posode
V
p
je enaka vsoti prostornin cilindri
č
nega dela
V
c
in elipti
č
nega dela
V
d
.
d
c
p
V
V
V
+
=
(1.5)
Teoreti
č
no debelino plaš
č
a posode
S
1
doli
č
imo z ena
č
bo, kateri prištejemo empiri
č
ni
vrednosti
c
1
in
c
2
.
p
K
p
D
S
N
−
γ
⋅
⋅
=
3
.
2
0
(1.6)
2
1
0
1
c
c
S
S
+
+
=
(1.7)
1
2
S
S
≥
(1.8)
Kjer je_
S
0
-
teoreti
č
na debelina plaš
č
a tla
č
ne posode brez empiri
č
nih dodatkov,
S
1
-
teoreti
č
na debelina plaš
č
a tla
č
ne posode z empiri
č
nimi dodatki c
1
in c
2,
S
2
- osvojena debelina plaš
č
a tla
č
ne posode,
c
1
- dodatek za korozijo 1mm,
c
2
- dodatek zaradi toleranc debeline plo
č
evine.
Dodatek
c
1
odpade pri debelini
S
0
≥
30 mm ali kadar so jekla zaš
č
itena s platiniranjem,
gumiranjem, ne pa z galvanskimi prevlekami.
Dodatek
c
2
se dodaja, da se kompenzira toleranca debeline površine po standardu TGC
8446 (neenakomerna debelina površine). Vrednosti dodatka so podane v tabeli 1.1.
Tabela 1.1: Dodatek
c
2
c
2
[mm]
S
0
plo
č
evine [mm]
0.6
≤
8
0.8 8
≥
20
Obstaja tudi konstrukcijski dodatek
c
3
, ki pa je odvisen od oblike dna posode. V primeru,
da je plaš
č
posode z notranjim nadtlakom zavarjen z vzdolžnim zvarom, moramo
imenovalec ena
č
be pomnožiti s faktorjem odpornosti vzdolžnega zvara
φ
, ki je odvisen od
vrste zvara. Prav tako moramo imenovalec ena
č
be množiti s faktorjem
z
,
č
e so na plaš
č
u
odprtine. Velja:
p
K
z
p
D
S
N
−
ϕ
⋅
γ
⋅
⋅
⋅
=
3
.
2
0
(1.9)
PROCESNE NAPRAVE
3
1.2 CILINDRI
Č
NE STENE POD VPLIVOM ZUNANJEGA TLAKA
V primeru cilindri
č
nih sten pod vplivom zunanjega tlaka – slika 1.3 imamo opravka s
stabilnostim problemom, ki ima v cilindri
č
ni steni podobne razmere kot nosilec pod tla
č
no
obremenitvijo. Izra
č
un se nanaša na elasti
č
no vbo
č
itev in plasti
č
no deformacijo za:
•
2
.
1
≤
N
z
D
D
,
•
gladko cilindri
č
no steno,
•
posodo s popolnoma simetri
č
nim zunanjim tlakom.
L
D
Z
D
N
p
1
p
2
Slika 1.3: Cilindri
č
na stena posode
Oznake na sliki pomenijo:
p
1
-
notranji nadtlak,
p
2
- notranji nadtlak v medplaš
č
nem prostoru,
p
z
- zunanji tlak (za primere vakuumskih posod).
Debelino stene plaš
č
a dolo
č
imo na osnovi plasti
č
ne deformacije z ena
č
bo:
)
1
.
0
1
(
4
5
1
1
.
0
1
24
.
0
1
1
2
2
0
L
D
p
K
D
L
D
L
D
p
K
u
S
sr
sr
sr
sr
⋅
+
⋅
⋅
γ
⋅
⋅
+
⋅
+
⋅
⋅
γ
⋅
⋅
+
+
=
(1.10)
2
n
z
sr
D
D
D
+
=
(1.11)
Kjer so:
D
sr
- srednji premer,
u
- krožni dodatek (
u
= 1.5 za nove cilindri
č
ne stene),
L
- dolžina plaš
č
a,
γ
- varnost proti plasti
č
ni deformaciji.
PROCESNE NAPRAVE
5
D
z
D
N
D
K
h
a
r
d
Slika 1.4: Posoda s koni
č
nim dnom
Y
z
p
D
S
dop
z
⋅
ϕ
⋅
σ
⋅
⋅
=
0
(1.14)
α
⋅
ϕ
⋅
γ
⋅
⋅
=
cos
0
K
z
p
D
S
K
(1.15)
Kjer je :
D
z
- zunanji premer cilindri
č
nega dela dna,
D
K
- premer na oddaljenosti od konca krivine (
a
≤
10
S
α
),
p
- delavni tlak,
α
- polovica kota konusa,
σ
dop
- dopustna napetost zvoja,
φ
- koeficient odpornosti zvara.
Ravna dna so enostavna, vendar so pri velikih premerih in visokih tlakih zelo debela in
težka. Zato jih uporabljamo samo pri posodah majhnih premerov. Debelino dolo
č
imo z
ena
č
bo:
K
p
D
C
S
N
ν
⋅
⋅
⋅
=
0
(1.16)
Vrednosti koeficienta
C
za primer na sliki 1.5 a,b so navedene v tabeli 1.3.
d
1
K
p
a b (
C
= 0.41)
Slika 1.5 a, b: Razli
č
ne izvedbe posod z ravnim dnom
