Контрольна робота
Розрахунок і конструювання типового обладнання
Завдання
Розрахувати товщини стінок циліндричної обичайки, еліптичного і конічного (з кутом при вершині конуса 2?=90 °) днищ ємнісного апарату типу ВКЕ, навантаженого внутрішнім надлишковим тиском, за наступними даними:
Робочий тиск в апараті Р раб., МПа 0,8
Робоча температура t роб., С ° 200
Діаметр апарату (внутрішній) D, мм 1600
Висота циліндричної частини апарату h, мм 1910
Діаметр нижнього отвору в конічному днище d, мм 160
Матеріал обичайки і днищ Сталь 20К
Швидкість корозії П, мм/рік 0,1
Термін служби апарату Х, років 15
Характеристика середовища вибухопожежонебезпечних,
3 кл. опасн.по ГОСТ 12.1.007-76
Щільність середовища?, кг/м березня 1100
При визначенні гідростатичного тиску висоту еліптичного і конічного днищ з відбортовкою визначити за таблицями в МУ. Штуцер переливу середовища вивести на висоту відбортовки верхнього днища. Довжину вильоту штуцера в конічному днище прийняти рівним 1,5 діаметра штуцера. Дивіться так же малюнок 1.
Малюнок 1 - апарат емкастной типу ВКЕ.
1. Визначення розрахункових параметрів
1.1 Розрахункова температура
За розрахункову температуру стінки апарату приймають найбільше значення температури стінки, т.е температуру середовища.
t=200 o C
1.2 Допустимі напруги
Допустиме напруження для сталей, що працюють при статичних однократних навантаженнях, визначаємо за МУ [1]
Для стали 20К
Приймаємо [?]=136МПа
.3 Робоче, розрахункове і пробне тиску
Визначаємо гідростатичний тиск за формулою
[МПа] (1)
де ? з - щільність робочого середовища в апараті, кг/м3;
g - прискорення вільного падіння, м/с;
Н з - висота середовища в апараті, м. (Див. мал. 1)
Нс=h + 1,5 * d + Н=1910 + 1,5 * 160 + 882=3032 мм.
Р г =0,033 lt; 0,05 * Р раб. =0,05 * 0,80=0,040 МПа,
то розрахунковий тиск визначаємо за формулою
Р = Р раб . * 0,9 * 1.15 [МПа] (2)
де Р раб .- робочий тиск в апараті, МПа;
Р г - гідростатичний тиск, МПа
Р =0,80 * 1,15 * 0,9=0,828 МПа
Приймаємо Р =0,83 МПа.
Пробний тиск визначаємо за формулою
[МПа] (3)
де Р - розрахунковий тиск апарату, МПа;
[?] 20 - допустиме напруження для матеріалу апарату при температурі 20 ° С, МПа;
[?] 20=147 МПа
[?] - допустиме напруження для матеріалу апарату при розрахунковій температурі, МПа.
При цьому відношення приймається по тому із використаних матеріалів елементів посудини (обичайки, днища, фланців, кріпильних деталей, патрубків та ін.), для якого воно є найменшим.
Приймаємо Р ін =1,12МПа.
де Ні - висота води при випробуванні, мм (див. рис.1)
Ні=h + 1,5 * d + Н + 0,25 * D + hшт. =
=1910 + 1,5 * 160 + 882 + 0,25 * 1600 + 50=3482 мм.
МПа
становить менше 5% від пробного тиску, тому розрахунковий тиск в умовах випробувань визначаємо без гідростатичного тиску.
Перевіряємо необхідність розрахунку на міцність в умовах випробування
Так як розрахунковий тиск в умовах випробування менше розрахункового тиску в робочих умовах, помноженого на, то розрахунок на міцність для умов випробування проводити не потрібно.
.4 Коефіцієнт міцності зварних швів
Для визначення коефіцієнта міцності зварних з'єднань необхідно встановити групу посудин в залежності від розрахункового тиску, температури стінки і характеру робочого середовища по таблиці 1.1 [1].
У нашому випадку апарат належить до першого групі, з цього випливає що обсяг контролю зварних з'єднань посудин та їх елементів радіографічним методом або ультразвуковою дефектоскопією повинен відповідати 100% зазначеному в таблиці 1.2 [1].
Коефіцієнт міцності зварного шва приймається по таблиці 3.3 [1].
При 100% -му ульт...
