Автореферат (1095084)
Текст из файла
Работа выполнена на кафедре «Аппаратурное оформление и автоматизациятехнологических производств» федерального государственного бюджетногообразовательногоучреждениявысшегообразования«Московскийполитехнический университет».Научный руководительдоктор технических наукпрофессорОфициальные оппонентыдоктор технических наукдоцентдоктор технических наукдоцентВедущая организацияЛагуткин Михаил Георгиевичфедеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшегообразования «Московскийполитехнический университет»профессорЧерепанов Анатолий ПетровичФГБОУ ВО «Ангарский государственныйтехнический университет»профессорПеткова Ани ПетроваФГАОУ ВО «Санкт-Петербургскийполитехнический университет ПетраВеликого»главный научный сотрудникАО «Иркутский научно исследовательский и конструкторскийинститут химического и нефтяногомашиностроения» (АО«ИркутскНИИхиммаш»)Защита состоится 21 декабря 2017 г.
в 14.00 на заседаниидиссертационного совета Д 212.356.01 при федеральном государственномбюджетном образовательном учреждении высшего образования «Московскийполитехнический университет» по адресу: г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А,ауд. 1211.С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научнойбиблиотеке и на официальном сайте Московского Политеха http://mospolytech.ru,а также на официальном сайте Минобрнауки РФ http://vak.ed.gov.ru.Автореферат разослан «___» _________ 2017 годаУченый секретарьдиссертационного совета,кандидат технических наукНагорнова Ирина ВикторовнаОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работыДиссертационная работа направлена на решение вопросов, связанных сэкономичным использованием дорогостоящих металлов при создании сосудов иаппаратов сернокислотного производства.Степень разработанности темы исследованияНа разработку данной темы определенное влияние оказала разветвлённаясистема норм и правил, которая регламентирует контроль, изготовление,проектирование и расчет сосудов, работающих под давлением.
Из года в год в этусистему вносились некие изменения и уточнения, но действующие нормативныедокументы по-прежнему требуют корректировки. Это позволяет сформулироватьцель и задачи работы для исследования.Целью диссертационной работы является совершенствование методикпрочностных расчетов и определение рациональных конструкций сосудов иаппаратов сернокислотного производства, таких как контактные аппараты,горизонтальные резервуары с тонкостенными днищами и плоскими оребреннымиднищами, вертикальные резервуары для агрессивных сред, при которых условияпрочности и устойчивости будут выполнены, а капитальные затраты на ихпроизводство будут минимальны.Для достижения указанной цели в работе были поставлены следующиезадачи: определить размещение и величину максимального изгибающегомомента в радиальных балках контактных аппаратов, осевые нагрузки,действующие на центральную колонну и обечайку от опорных балок; установить рациональное расположение седловых опор горизонтальныхаппаратов с целью уточнения «ГОСТ Р 52857.5-2007»; определить рациональную конструкцию плоского оребренного днища сцелью уточнения «ГОСТ Р 52857.2-2007»; провести компьютерный анализ напряжений и деформаций тонкостенныхплоских днищ горизонтальных резервуаров; исследовать экспериментально деформацию и разрушение плоскогокруглого тонкостенного днища; провести анализ нормативной документации по расчету обечаеквертикальных резервуаров и аппаратов сернокислотного производства; определитьрациональныеконструктивныепараметрыднищвертикальных резервуаров и аппаратов для агрессивных сред.Научная новизна научно обоснованы методологические принципы расчета размещения ивеличины максимального изгибающего момента в радиальных балках контактныхаппаратов и нагрузки, действующей на обечайку и центральную колонну отопорных балок; на основании разработанной методики установлено рациональноерасположение опор горизонтального резервуара, при котором обеспечиваются3минимальные изгибающие моменты, что реализовано в патенте на изобретениеRU № 2530957 «Горизонтальный резервуар на седловых опорах».Практическая значимость на основе исследования напряженного состояния тонкостенных плоскихднищ с помощью компьютерного анализа и натурного эксперимента показано,что напряжения, возникающие в тонкостенных плоских днищах существенноменьше рассчитанных по стандартным зависимостям, что позволяет снизить ихматериалоемкость; предложена рациональная конструкция плоских днищ вертикальныхрезервуаров для хранения серной кислоты и других агрессивных сред,обеспечивающая их минимальную материалоемкость; обоснован выбор нормативной документации для расчета толщиныстенки обечаек вертикальных резервуаров для хранения серной кислоты и другихагрессивных сред; установлено на основе компьютерного анализа и экспериментально, чтотонкостенные днища могут быть использованы в горизонтальных резервуарах; определены рациональные параметры плоских круглых днищ срадиальными ребрами жесткости; результатыработыуспешновнедреныиприменяютсявпроизводственной деятельности ООО «Газпром добыча Астрахань», в проектнойработе ООО «Гипрохим».Методология и методы исследованияПри решении поставленных задач в работе использованы теоретические иэкспериментальные методы научного познания.
Общенаучные теоретическиеметоды исследования основаны на базовых положениях таких нормативныхдокументов, как «ГОСТ Р 52857.1-2007» - «ГОСТ Р 52857.12-2007», «ГОСТ17032-2010», «ТР ТС 032/2013», «ГОСТ 14249-89», «ОСТ Р 52857.10-2007», «ПБ03-605-03», «РД 24.200.17-90», «РД 26-01-169-89» и т.д. Помимо теоретическоголитературного обзора был проведен компьютерный анализ напряженногосостояния и деформаций днищ с использованием программного продуктаSolidWorks Simulation и систем Mathcad.
Для подтверждения достоверностиполученных результатов исследования теоретическими методами былипроведены натурные исследования, основанные на экспериментальных методах,на базе опытного полигона ЦНИПР ГПУ ООО «Газпром добыча Астрахань».Степень достоверности и апробация результатов исследованияДостоверность теоретических и практических результатов работыподтверждается корректностью постановки цели и задач, а также принятыхметодов, соответствующих современным подходам к исследованию вопросов,связанных с особенностями прочностного расчета и конструированияоборудования.
Достоверность данных в практической сфере отраслевыхпредприятий и апробация результатов подтверждается Актом о проведенииисследований и Актами о внедрении результатов в ООО «Газпром добычаАстрахань» и ООО «Гипрохим».4Результаты работы были представлены на ХV Международной научнопрактической конференции «Научная дискуссия: вопросы технических наук» в2013 г., XIII Международной научно-практической конференции «Теория ипрактика современной науки» 2-3 апреля 2014 г., XIV Международной научнопрактической конференции «Техника и технология: новые перспективы развития»25 августа 2014 г., IX Международной научно-практической конференции:«Современные концепции научных исследований» 27-30 декабря 2014 г.,IX Международной научно-практической конференции «Научные перспективыXXI века.
Достижения и перспективы нового столетия» 13-14 марта 2015 г.Личный вклад автораВ диссертации представлены результаты исследований, выполненныхсамим автором или под его непосредственным руководством. Личный вкладавтора состоит в постановке задач исследования, разработке экспериментальныхи теоретических методов их решения, в обработке, анализе, обобщенииполученных результатов и формулировке выводов.Положения, выносимые на защиту результаты анализа по определению размещения и величинымаксимального изгибающего момента в радиальных балках контактныхаппаратов, осевых нагрузок, действующих на центральную колонну и обечайку отопорных балок; зависимости для определения рационального месторасположенияседловых опор горизонтальных резервуаров; рекомендации по определению рациональной конструкции плоскогооребренного днища; результатыкомпьютерногоанализанапряженногосостояниятонкостенных плоских круглых днищ горизонтальных резервуаров и натурногоэксперимента по исследованию деформации и разрушению этих днищ; методика расчета рациональных конструктивных параметров днищвертикальных резервуаров и аппаратов для агрессивных сред.Публикации.
По теме диссертации опубликовано 5 работ в журналах,рекомендуемых ВАК РФ, тексты 5 докладов на международных научнопрактических конференциях и 1 работа в периодическом издании. ПолученПатент на изобретение № 2530957 от 20.08.2014.Структура и объем работы. Содержание диссертации изложено на140 страницах, содержит 54 рисунка, 7 таблиц, список литературы из115 наименований.
Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, спискаиспользуемой литературы и двух приложений.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована проблема ресурсосбережения, являющаясяосновной при проектировании, изготовлении и эксплуатации техническихустройств химической, нефтегазовой промышленностей, изложены актуальность,степень разработанности, цель и задачи диссертационной работы, научнаяновизна, практическая значимость, методология и методы исследования, степень5достоверности и апробация результатов исследования, а также личный вкладавтора.В первой главе рассматривается состояние вопроса расчета на прочностьтехнологического оборудования сернокислотного производства, проведен анализоснов конструирования сосудов и аппаратов химической, нефтехимической инефтегазоперерабатывающей отраслей промышленности.
Рассмотрены такжеэтапы создания норм и методов расчета на прочность сосудов и аппаратов,сборника национальных стандартов «ГОСТ Р 52857.1» - «ГОСТ Р 52857.12». Вчастности, детально описаны конструкции днищ сосудов и аппаратов. Ввидуспецифики диссертационной работы, в главе рассматривается промышленноеполучение серной кислоты, аппаратурное оснащение данного процесса,особенности конструирования и расчета на прочность и устойчивости некоторыхвидов технологического оборудования сернокислотного производства, вчастности, детально описаны конструкции днищ сосудов и аппаратов. Такжепредставлены программные решения для конструирования, расчета и анализасосудов и аппаратов.На основании изучения и анализа научно-технической литературы повопросу конструирования сосудов и аппаратов химической, нефтехимической инефтеперерабатывающей отраслей промышленности в первой главе сделаныследующие выводы: отсутствует методика, позволяющая произвести расчетизгибающего момента, действующего на опорные балки контактного аппарата, иопределения опорных нагрузок на обечайку и центральную колонну,необходимых для их расчета по «ГОСТ Р 52857.2-2007» на действие осевойсжимающей силы; расчет на прочность и устойчивость обечаек горизонтальныхрезервуаров, установленных на седловых опорах, по «ГОСТ Р 52857.5-2007»носит поверочный характер, отсутствуют рекомендации по выбору местарасположения седловых опор для обеспечения минимальных значенийнапряжений; расчет плоских круглых днищ с радиальными ребрами жесткостиносит поверочный характер, нет рекомендаций по выбору рациональнойконструкции днищ, обеспечивающей минимальную материалоемкость; всоответствии с действующими нормативными документами по расчету круглыхплоских не оребренных днищ на прочность, возникающие в эксплуатирующихсягоризонтальных резервуарах напряжения превышают допускаемые значения; несуществует стандартизованной методики расчета обечаек и плоских днищрезервуаров и аппаратов сернокислотного производства, установленных на каркасиз продольных и поперечных балок и ленточный фундамент.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
