Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
Расчетная часть-Расчет горизонтального сепаратора НГС-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газаID: 175637Дата закачки: 08 Декабря 2016 Продавец: lenya.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: Microsoft Word Описание: Расчетная часть-Расчет горизонтального сепаратора НГС-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа Комментарии: 6 Расчет сепаратора 6.1 Гидравлические расчеты Рассчитаем скорость жидкости в патрубках V=(4·Q)/(π·d^2 ) , (1) где V – скорость жидкости, м/с; Q - производительность, т/сут; d - внутренний диаметр, мм. Для входного патрубка скорость жидкости будет равна V=(4·1000)/(24·60·60·3,14·〖0,2〗^2 )=0,37 м/с. Для выходного патрубка скорость жидкости будет равна V=(4·1000)/(24·60·60·3,14·〖0,15〗^2 )=0,66 м/с. Для коллектора системы гидроразмыва осадка скорость жидкости будет равна V=(4·0,05)/(24·60·60·3,14·〖0,1〗^2 )=1,47 м/с. Рассчитаем давление испытания сепаратора. Расчетным давлением сосудов служит пробное давление испытания рпр. Первые гидравлические испытания проводят на заводе-изготовителе на рпр. При рабочем давлении сепаратора 0,5 МПа и более 〖 р〗_пр=1,25·р_в·[σ]_20/[σ]_t , (2) где рпр - давление испытания сепаратора, МПа; рв – рабочее давление сепаратора, но не менее рв + 0,6, Па; [σ]_20 - допускаемое напряжение при 20° С, Па; [σ]_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, Па. р_пр=1,25·(0,7+0,6)·〖10〗^6·(350·〖10〗^6)/(300·〖10〗^6 )=1,9 МПа. Пробное давление для аппаратов, работающих при отрицательных температурах, принимают таким же, как и для аппаратов с температурой 20° С. При периодическом освидетельствовании сосудов испытания проводят при таком же давлении, но в рабочем состоянии. Напряжение в стенке при гидравлическом испытании не должно превышать 0,9 σ_t, а при пневматическом - 0,8 σ_t, где σ_t - предел текучести материала сосуда. Расчет мощности насосов для системы гидроразмыва осадка. N_н=(z·T·V_n)/(η_(гм.н.)·η_(гм.ц.) ) , где Nн - мощность насоса, Вт; z – число одновременно работающих гидроцилиндров; Т – усилие на штоке, Н; Vn - скорость перемещения поршня, м/с; η гм.н - гидромеханический КПД насоса; η гм.ц - гидромеханический КПД цилиндра. N_н=(2·24·〖10〗^4·0,07)/(0,9·0,96)=38,8 кВт. Расчет подачи насосов для системы гидроразмыва осадка. 〖 Q〗_н=N_н/Р_ном , (4) где QН - подача насоса, м3/с; Nн - мощность насоса, Вт; Pном - номинальное давление насоса, Па. Q_н=38888/(14·〖10〗^6 )=0,0027 м^3/с. 6.2 Прочностные расчеты Теории прочности, допускаемые напряжения и запасы прочности. При расчете сосудов на прочность применяют следующие теории прочности: 1. Первая теория прочности - наибольших нормальных напряжений, по которой за расчетное принимают наибольшее кольцевое напряжение, определяемое для тонкостенных сосудов по формуле 〖 σ〗_к=(р_в·d_с)/(2·s) , (5) где σ_к - кольцевое напряжение, Па; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dс - средний диаметр сепаратора, м; s - толщина стенки сепаратора, м. Примем допущения, что σ_к = [σ]_t , (6) dc = dв + s , (7) где σ_к - наибольшее кольцевое напряжение, Па; [σ]_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, Па; dс - средний диаметр сепаратора, м; dв - внутренний диаметр сепаратора, м; s - толщина стенки сепаратора, м. Тогда толщина стенки s=(p_в·d_в)/(2·[σ]_t-p_в ), (8) где s - толщина стенки сепаратора, м; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dв - средний диаметр сепаратора, м; [σ]_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, Па; s=(0,7·〖10〗^6·1,78)/(2·300·〖10〗^6-0,7·〖10〗^6 )=0,02 м. Определим средний диаметр сепаратора по формуле (7) dc = 1,78 + 0,02 = 1,8 м. Найдя все величины, можно определить σ_к по формуле (5) σ_к=(0,7·〖10〗^6·1,8)/(2·0,02)=315 МПа. 2. Вторая - теория наибольших касательных напряжений, по которой за эквивалентное берут разницу между наибольшим и наименьшим напряжениями, то есть σэкв = σ1 – σ3 , (9) Для тонкостенных сосудов имеем 〖 σ〗_1=σ_к=(р_в·d_с)/(2·s) , (10) 〖 σ〗_3=σ_r=p_(в ), (11) где σ_к - кольцевое напряжение, Па; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dс - средний диаметр сепаратора, м; s - толщина стенки сепаратора, м. 〖 σ〗_экв=(р_в·(d_в+3·s))/(2·s), (12) где σ_экв - эквивалентное напряжение, МПа; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dв - внутренний диаметр сепаратора, м; s - толщина стенки сепаратора, м. Расчетная формула толщины стенки при σ_экв=[σ]_t имеет вид s=(р_в·d_в)/(2·[σ]_t-3·р_в ), (13) где s - толщина стенки сепаратора, м; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dв - внутренний диаметр сепаратора, м; 〖 [σ]〗_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, Па. s=(0,7·〖10〗^6·1,78)/(2·300·〖10〗^6-3·0,7·〖10〗^6 )=0,02 м. Найдя все величины, можно определить σ_экв по формуле (12) 〖 σ〗_экв=(0,7·〖10〗^6·(1,78+3·0,02))/(2·0,02)=322 МПа. 3. Третья — энергетическая теория прочности, по которой 〖 σ〗_экв=√(0,5·[(〖 σ〗_к-〖 σ〗_м )^2+(〖 σ〗_к-〖 σ〗_r )^2+(〖 σ〗_м-〖 σ〗_r )^2 ] ), (14) где σ_экв - эквивалентное напряжение, МПа; 〖 σ〗_к - наибольшее кольцевое напряжение, Па; σ_м - меридиональное (продольное) напряжение, МПа. σ_м=("р" _"в" "·" "d" _"в" )/"4·s" , (15) где σ_м - меридиональное (продольное) напряжение, МПа; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dв - внутренний диаметр сепаратора, м; s - толщина стенки сепаратора, м; σ_м=(0,7·〖10〗^6·1,78)/(4·0,02)=155,8 МПа. Расчетная формула толщины стенки s=(р_в·d_в)/(2,3·[σ]_t-р_в ) , (16) где s - толщина стенки сепаратора, м; рв - внутреннее давление в сепараторе, Па; dв - внутренний диаметр сепаратора, м; 〖 [σ]〗_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, Па. s=(0,7·〖10〗^6·1,78)/(2,3·300·〖10〗^6-0,7·〖10〗^6 )=0,018 м. Подставив значение σ_к и σ_м и приравняв σ_r к нулю (в сосудах большого диаметра рв << σ_r), получим 〖 σ〗_экв=√(0,5·[(315-155,8)^2+(315-0)^2+(155,8-0)^2 ] )=272,8 МПа. Анализ данных расчетов показывает, что наименьшая толщина стенки получается по третьей теории прочности. Для расчета сосудов, работающих при внутреннем давлении, принимают формулы, полученные из первой теории прочности, и компенсируют погрешность расчетных формул введением запаса прочности nт = 1,2. Поэтому напряжение при испытании сосуда должно составлять σ≤σ_t/1,2 , (17) где σ - напряжение при испытании сосуда, МПа; [σ]_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, МПа. С другой стороны, давление испытания превышает рабочее, а следовательно, и напряжение при испытании превышает допускаемое рабочее 〖 [σ]〗_t в 1,25 раза, то есть σ≤1,25·[σ]_(t ), (18) σ≤1,25·300=375 МПа. Для стали σ_t ≈0,58·σ_в, (19) где σ_в - предел прочности, МПа. Следовательно [σ]_t≤(σ_в )/n≈(σ_в )/2,6 , (20) где [σ]_t - допускаемые напряжения при рабочей температуре, МПа; σ_в - предел прочности, МПа; n – коэффициент запаса. [σ]_t=(1087 )/2,6=418 МПа. Условие прочности сосуда при испытании [σ]_t≥σ, (21) 418≥375. то есть, условие соблюдается. Рассчитаем допустимое усилие в сварочном соединении корпуса и крышки сепаратора по формуле р=0,7·[τ_ср ]·К·L, (22) где [τ_ср ] - допускаемое напряжение для сварного шва на срез, Па; К - катет шва, м; L - длина шва, м. р=0,7·36·〖10〗^6·0,021·5,71=3,02·〖10〗^6 Па. что вполне допустимо для этого соединения. Рассчитаем шпильки во фланцевом соединении корпуса и крышки сепаратора на прочность. Определим площадь фланца. S=(π·D^2)/4, (23) где S – площадь фланца, м2; D – внутренний диаметр, м. S=(3,14·〖1,78〗^2)/4=2,49 м^2. Определим силу, действующую на площадь фланца. F=P· S, (24) где F - сила, действующая на площадь фланца, Н/м2; P - рабочее давление, Па; S – площадь фланца, Н/м2; F=0,7·〖10〗^6·2,49=1,74· 〖10〗^(6 ) Н/м^2 . Рассчитаем силу, действующую на каждую шпильку крепления во фланце. F_ш=F/(z·k), (25) где F_ш - сила, действующая на каждую шпильку крепления во фланце, Н/м2; F - сила, действующая на площадь фланца, Н/м2; z - количество шпилек; k – коэффициент неравномерности. F_ш=(1,47· 〖10〗^(6 ))/(12·0,7)=0,18 · 〖10〗^(6 ) Н/м^2. Материал шпильки 40Х, = 6500 Н/см 2 Запас прочности по нормальным напряжениям n_σ=σ_т/σ, (26) где n_σ - запас прочности по нормальным напряжениям; σ_т – предел текучести, Н/м2; σ - нормальные напряжения в теле шпильки, Н/м2. n_σ=6500/2800=2,3. Оценка вероятности безотказной работы. Вероятность безотказной работы Р(t) определяют по экспоненциальному закону Р(t)=e^(-λ·t), (27) где Р(t) - надежность сепаратора; λ - интенсивность отказов, 1/ч; t – время работы, дней. Задаваясь надежностью сепаратора Р(t) = 0,99, определим интенсивность отказов λ в течение года. λ=-lg〖P(t)〗/(t·lge ), (28) где Р(t) - надежность сепаратора; λ - интенсивность отказов, 1/ч.; t – время работы, дней. λ=-lg0,99/(365·lg2,72 )=2,7·〖10〗^(-5) 1/ч. Определим показатели и построим графики. Функция распределения F(t). F(t) = 1 - P(t), (29) где F(t) - функция распределения; P(t) - вероятность безотказности работы. Вероятность безотказности работы P(t) определим по формуле (27). Плотность распределения f(t) f(t)=〖λ·e〗^(-λ·t), (30) где f(t) - плотность распределения; λ - интенсивность отказов, 1/ч; t – время работы, дней. График 1 - Функция распределения F(t) и вероятность безотказности работы P(t) График 2 - Плотность распределения Оценка трудоемкости изделия. Определим трудоемкость, достигаемую при проектной массе нового сепаратора, по методу учета масс. Т=Т_а·k_м=m_a·q·∛((m/m_a )^2 ), где Т – трудоемкость нового изделия, нормо-час; Та - трудоемкость изделия-аналога, нормо-час; kм – коэффициент различия масс; mа – масса изделия-аналога, кг; m - масса нового изделия, кг; q - расчетный коэффициент. Т=15500·0,88·∛((15550/15500)^2 )=1,37·〖10〗^4 нормо-час. при трудоемкости изделия-аналога Т = 1,35 нормо-час. Определим удельную материалоемкость, отнесенную к суточной добыче и сроку службы, по формуле М_у=m/(Q·C) , где Му - удельная материалоемкость; Q – производительность, м3/сут; С – срок службы, лет. Удельная материалоемкость базового сепаратора М_у=15500/(6250·20)=0,124. Удельная материалоемкость модернизированного сепаратора М_у=15550/(6250·20)=0,125. Вывод: При изготовлении нового изделия увеличилась материалоемкость и трудоемкость.  Размер файла: 54,7 Кбайт Фаил: 
(.rar)
Скачано: 2 Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! |
||||
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Нефтяная промышленность / Расчетная часть-Расчет горизонтального сепаратора НГС-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Вход в аккаунт: