8 812 123 45 67
Расчет прочности сатуратора установки для флотационной очистки сточных вод

Расчет прочности камеры насыщения азотом (сатуратора) системы флотационной очистки (флотатора) выполнен в Центре инженерно-физических расчетов и анализа по заказу международной компании KWI International. Цель расчёта – подтверждение правильности выбора сортамента и конструктивных решений для установки приготовления водо-газовой смеси, в части выполнения условий прочности обечайки и плоских днищ корпуса сатуратора при рабочих нагрузках.

Системы флотационной очистки 

Флотация – один из методов очистки сточной воды, в основе которого лежит связывание частиц химических примесей с пузырьками газа и выведение их из циркулирующей в системе воды.

Флотация сточных вод производится за счет непрерывного смешивания воды и газового потока в специальном флотационном насосе. При этом размер пузырьков подбирается в строгом соответствии с выводимыми частицами. Очистка сточных вод методом флотации считается эффективной, если в ходе очистки связь между загрязняющими частицами и пузырьками газа остается стабильной на всем протяжении процесса их выведения из системы. Наибольшее распространение на данный момент получили флотаторы, насыщающие газом весь поток воды в системе. После этого вода вместе с пузырьками воздуха и связанными с ними частицами попадает в специальную камеру, где воздух растворяется, отфильтровывая загрязняющие вещества, а вода выводится через отдельный трубопровод.

Составной частью системы флотационной очистки является сатуратор – устройство для создания газо-жидкостной смеси. Сатураторы в зависимости от поставленной задачи могут растворять различные газы; воздух, метан, азот, углекислый газ и т.д. Смесь обязательна для проведения флотационных процессов во флотаторах различных типов. Конструкция сатуратора представляет собой трубу со штуцерами входа воды и выхода газо-воздушной смеси. На входе - устройство закручивания водяного потока, на выходе - раскручивания. По длине трубы расположена специальная пластина для подачи в водяной поток мелкодисперсных пузырьков газа. Ввод газа и крепление пластины через резьбовые штуцера на обечайке.

Специальная конструкция сатураторов позволяет достигать эффективного растворения газов в воде. Осветленная вода после флотатора, подается на устройство растворения газов рециркуляционным насосом под давлением. Специально рассчитанная конструкция сатуратора позволяет достигать максимально возможного растворения газов в воде. После устройства растворения газов насыщенная воздухом (сатурированная) вода проходит через редукционный клапан, на котором происходит потеря давления и выделение из сатурированной воды огромного количества микропузырьков воздуха. После редукционного клапана сатурированная вода смешивается с очищаемой водой, поступающей на очистку во флотационную установку и насыщает ее большим количеством воздуха. Вода, насыщенная воздухом, захватывает скоагулированные загрязнения и поднимает их на поверхность.

Расчет прочности камеры сатуратора

Камера сатуратора работает под внутренним давлением и относится к четвёртой группе сосудов по ГОСТ Р 52630 – 2012. Сосуды и аппараты стальные.

Задачами расчёта прочности камеры сатуратора являются:

  • определение рабочих нагрузок;
  • построение модели камеры для последующих расчетов методом конечных элементов;
  • определение напряжённо-деформированного состояния камеры при рабочих нагрузках;
  • проверка условий прочности в элементах и деталях камеры под действием рабочих нагрузок.

Для выполнения расчётов прочности камеры насыщения использовался пакет программ ANSYS. Подготовка геометрической модели произведена при помощи продукта ANSYS SpaceClaim. Построение конечно-элементной сетки выполнено при помощи ANSYS Meshing. Постановка задачи, выполнение расчёта и обработка результатов производились при помощи продукта ANSYS Mechanical.

сатуратор

Расчёт проведён в предположении следующих нагрузок, действующих на камеру: внутреннее давление на стенки камеры и усилие затяжки болтов свободных фланцев. Для определения величины усилия затяжки болтовых соединений в фланцах, обеспечивающего герметичность соединения, была использована методика ГОСТ Р 52857.4–2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений. Механические свойства материалов болтов приняты по ГОСТ Р 52627-2006. Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний.

Оценка прочности деталей была произведена по четвертой теории прочности (теории максимальной энергии формоизменения Мизеса), а крепёжных элементов – по максимальному значению растягивающих напряжений и максимальному абсолютному значению суммы растягивающих и изгибных напряжений. В результате выполнения расчета определено напряжённо-деформированное состояние деталей и элементов камеры при рабочих нагрузках и проверено выполнение критериев прочности.

В работе также выполнена оценка усилий затяжки болтового соединения, обеспечивающего герметичность фланцевого соединения. Поскольку при сборке соединения возможно возникновение отличного от указанного значения усилия, а превышение усилий затяжки может привести к нарушению условий прочности тех или иных деталей камеры, то в расчёте были определены максимальные усилия затяжки болтового соединения, при которых нарушения условий прочности не происходит.

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
27 сентября 2024

VII Научно-техническая конференция «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений»

23-25 сентября делегация АО «ЦИФРА» приняла участие в работе VII Научно-технической конференции «Технологии обустройства нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений».
Новости
22 июля 2024

Математическое моделирование роботов манипуляторов для атомных станций малой мощности

Атомная станция малой мощности (АСММ) — это один из перспективных проектов Госкорпорации «Росатом». Такие станции предназначены для удалённых районов с неразвитой сетевой инфраструктурой, где нецелесообразно строить мощные АЭС. АСММ обладают рядом преимуществ, таких как энергонезависимость, экологически чистое производство энергии и стабильное снабжение электричеством и теплом труднодоступных территорий.
Новости
Связанные публикации в блоге
7 октября 2024

Применение аддитивных технологий в промышленности

Аддитивные технологии, более известные как 3D-печать, активно меняют облик современной промышленности, предоставляя предприятиям новые возможности для оптимизации и ускорения производственных процессов. Так, методы аддитивного производства, основанные на принципе послойного создания объектов, предлагают компаниям решения, которые зачастую сложно реализовать с использованием традиционных производственных методов.
Блог
10 июня 2024

Расчёт прочности и несущей способности металлических конструкций зданий и сооружений

Расчёт металлических конструкций на прочность и несущую способность является одной из ключевых задач в строительстве для обеспечения безопасности и долговечности объектов. 

Блог
Связанные вебинары
23 июля 2020

Применение компьютерного моделирования при ремонте и модернизации судов

В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.
Вебинары
3 июня 2020

Моделирование и расчёт композитных конструкций при динамическом нагружении

АО "ЦИФРА" объявляет о проведении серии лекций-вебинаров от ведущих приглашенных экспертов в области численного моделирования. В ходе первого вебинара данной серии будут рассмотрены вопросы прочностного анализа «легких» (lightweight) композитных конструкций при динамическом нагружении с использованием явных решателей (сеточного и бессеточного) ПО LS-DYNA.
Вебинары
Расскажите о вашей задаче
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!