Градирні порівняння міцнісних характеристик

Обслуговування вентиляторної градирні
16/05/2018
NTS – прогресивна водопідготовка
06/06/2018

Порівняння міцнісних характеристик конструкції градирні з застосуванням стальних та композитних матеріалів

Спеціалісти ТОВ «Фірма ГРАН» впевнені в відповідності обладнання власного виробництва заявленим характеристикам та несуть гарантійну відповідальність за його експлуатацію. Впевненість в експлуатаційних характеристиках підкріплена численими випробовуваннями математичного моделювання функціональності обладнання на етапі проектування та експериментальним моделюванням на етапі прототипування. Одним з обов'язкових параметрів, що піддаються випробуванням являється несуча здатність конструкцій. Оптимальний вибір матеріалів, форми та профілів констрції дозволяє отримати виріб, що відповідає заявленим показникам несучої здатності з мінімальною кількістю задіяних матеріалів і, відповідно, вагою та вартістю. Під час розрахунку на міцність каркасу експериментальної градирні виникла ідея порівняти результати застосування конструктивних елементів із сталі та склопластику. В якості експериментальних конструктивних елементів було обрано опорні балки зрошувачів градирні, оскільки вони знаходяться під впливом найбільшого навантаження градирні.


Корпус градирні складається з склопластикової обшивки, що кріпиться до каркасу градирні з стальних гарячекатаних профілів.Габарити каркасу – 2200х6600х2900 (ШхДхВ). Корпус монтується в водозбірний склопластиковий піддон, що служить для акумулювання крапель води після градирня та подачі її на технологічне обладнання. На корпус градирні встановлюється вентиляторна установка з осьовим вентилятором витяжного типу. Градирня спроектована таким чином, аби максимально знизити витрати на транспортування та монтаж. Градирня 2МВГ-33 складається з двох транспортабельних монтажних блоків, що легко збираються на місці монтажу. Розрахунок корпусу градирні проводиться для найбільш несприятливої комбінації навантажень, що включає в себе навантаження від технологічних елементів, навантаження природнього характеру – вітрові, від снігового покрову, сейсмічну активність; аварійні навантаження від дисбалансу вентилятору, від заростання зрошувачів карбонатними відложеннями та обмерзання градирні в зимовий період.


Проведено моделювання та розрахунок двох варіантів корпусу градирні:

1) З застосуванням опорних балок зрошувачів із сталі С235; 2) З застосуванням опорних балок зрошувачів із склопластику.

Фізико-механічні характеристики матеріалів градирні


Характеристика Сталь Склопластик
Модуль Юнга, МПа 200 000 25 000
Модуль зсуву, МПа 80 800 7 000
Розрахункова міцність, МПа 230 250
Коефіцієнт Пуассона 0,3 0,35
Густина, кг/м3 7 800 1 900

Підбір поперечного перерізу опорних балок зрошувачів здійснюється по граничним значенням наступних показників: максимально допустимий прогин балки – 2200 мм (довжина балки) / 200 = 11 мм (ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи») максимально допустиме напруження матеріалу – для сталі – 230 МПа, для склопластику – 250 МПа. Значення модуля пружності (Юнга) характеризує піддатливість матеріалу деформаціям, фактично він означає яке навантаження треба прикласти до матеріалу, щоб деформувати його на 100%. Значення модуля пружності склопластику в 8 разів нижчий за значення для сталі. Саме цим параметром і пояснюється висока піддатливість деформаціям склопластикових виробів в порівнянні з сталевими. Підбір поперечного перерізу склопластикової балки проводився у відповідності до допустимого значення прогину балки. В той час як підбір поперечного перерізу сталевої балки здійснювався в залежності від максимально допустимого значення напруження. Розрахункові значення цих параметрів можна спостерігати на картах напруження та деформації корпусу градирні. З конструктивних міркувань, для зручного кріплення балок шляхом болтового з’єднання висоту опорної балки зрошувачів було обрано 100 мм. Відповідно до результатів комплексного розрахунку міцнісних характеристик корпусу градирні, для опорних балок зрошувачів градирні було підбрано наступні перерізи: С235 – гнутий швеллер 100х40х2,5 мм; Склопластик – швеллер 100х50х6 мм.


 

 

 

Результати розрахунків двох типів градирень


Результати розрахунків двох типів градирень


Параметр Матеріал опорних балок зрошувачів Матеріал опорних балок зрошувачів
С235 Склопластик
Вага корпусу градирні 628 кг 531 кг
Площа фарбування 27 м2 16 м2
Максимальне напруження в перерізі опорної балки зрошувачу 71,35 МПа 26,74 МПа
Коефіцієнт Пуассона 0,3 0,35
Максимальний прогин опорної балки зрошувачів 3,7 мм 10,9 мм
Максимальне напруження обшивки градирні 2,34 МПа 2,27 МПа

В даному випадку, було обрано для реалізації варіант з застосуванням склопластикових балок. Шляхом впровадження даного технічного рішення вдалось зменшити вагу каркасу градирні на 97 кг, знизився об’єм робіт по цинкуванню та фарбуванню на 11 м2 поверхні конструкцій.
При проектуванні склопластикових конструкцій необхідно враховувати не лише високу деформаційність матеріалу але й те, що, не зважаючи на високе значення допустимого напруження, склопластик має низьке значення модулю зсуву, що потребує більш ретельного технічного опрацювання з’єднувальних вузлів.
Таким чином проведення аналізу несучої здатності каркасу градирні 2МВГ-33 показало, що конструкція володіє достатньою міцністю та стійкістю для сприймання зовнішніх навантажень від технологічних елементів, природних явищ та аварійних ситуацій.

Спеціалісти ТОВ «Фірма ГРАН» впевнені в відповідності обладнання власного виробництва заявленим характеристикам та несуть гарантійну відповідальність за його експлуатацію. Впевненість в експлуатаційних характеристиках підкріплена численими випробовуваннями математичного моделювання функціональності обладнання на етапі проектування та експериментальним моделюванням на етапі прототипування. Вентиляторної градирні від виробника ТОВ “ФІРМА ГРАН”. Ціни вентиляторних градирень. Каталог градирень.

Comments are closed.