fy"> 2. Розрахунок і проектування
. 1 Визначення обсягу металу ВДП
Формула для визначення обсягу металу, необхідного для виготовлення посудини
, (1)
де D і Н - внутрішні діаметр і висота посудини, м;
?,? д - товщина бічної стінки і днища, м.
Внутрішній об'єм посудини
(2)
(3)
Підставляючи (2) в рівняння (1), отримаємо
(4)
Висоту ванни висловлюємо з рівняння
(5)
З рівняння (5) знаходимо обсяг зовнішньої стінки
, (6)
де D?- Зовнішній діаметр ванни, м
H?- Висота ванни, м.
.2 Визначення товщини стінки ванни
Тиск на стінки посудини
Р=ржgН, (1)
де Н - висота циліндричної посудини (точніше, рівня рідини в посудині), м;
рж - густина рідини, кг/м ';
g - прискорення вільного падіння, м/с2.
Таким чином, рівняння для визначення окружного напруги оболонок прийме вигляд
, (2)
Так як циліндричну посудину спирається нижньою частиною, то меридиональное напруга дорівнює нулю
(3)
Напруга в стінці судини в радіальному напрямку зазвичай приймають рівним нулю? r=0.
При отриманні розрахункових формул можна виходити з теорії найбільших дотичних напружень, згідно з якою еквівалентне напруження
, (4)
У даному випадку? 1 =? t і? 3? 0, отже,
, (5)
де [?] - допустиме напруження на розтяг.
У формулу (9) зазвичай вводять:
?- Коефіцієнт міцності зварного шва (?=0,7-1,0);
D - внутрішній діаметр судини;
С - надбавка на корозію;
Sp - розрахункова товщина стінки.
Так як циліндричну посудину спирається нижньою частиною, то меридиональное напруга дорівнює нулю
(6)
Напруга в стінці судини в радіальному напрямку зазвичай приймають рівним нулю? r=0.
При отриманні розрахункових формул можна виходити з теорії найбільших дотичних напружень, згідно з якою еквівалентне напруження
, (7)
У даному випадку? 1 =? t і? 3? 0, отже,
, (8)
де [?] - допустиме напруження на розтяг.
У формулу (9) зазвичай вводять:
?- Коефіцієнт міцності зварного шва (?=0,7-1,0);
D - внутрішній діаметр судини;
С - надбавка на корозію;
Sp - розрахункова товщина стінки.
Тоді товщина стінки циліндричного апарату, що знаходиться під внутрішнім тиском, визначається за формулою
, (9)
де Р- внутрішній тиск, МПа;
D - внутрішній діаметр циліндричного апарату, м;
?- Коефіцієнт міцності зварного шва (?=0,7 ... 1,0);
[? ] - Допустиме напруження на розтяг для матеріалу апарату, МПа;
С - надбавка на корозію (С=(1 ... 3) 10 - 3 м), м. Надбавка до товщини стінки на корозію для апаратів з вуглецевих сталей становить 1 ... 3 мм в залежно від агресивності оброблюваної середовища, терміну служби апарату і його розмірів.
С о - надбавка на округлення розміру до стандартного значення товщини листового прокату, м.
, (10)
де Vм - обсяг металу, необхідного для ванни, м3;
? ст- щільність сталі,? ст=7800 кг/м3.
Капітальні витрати
, (11)
М - маса обладнання, кг,
Сст - вартість 1 кг сталі.
Витрати на амортизацію
, (12)
де?- Коефіцієнт амортизації,?=0,142
Витрати на технічне обслуговування та ремонт
ТОР=0,06 * К, (13)
Амортизація на будівлю
Азд =? * S * Сполом, (15)
де?- Коефіцієнт амортизації на будівлю,?- 0,02,
S - виробничі площі, займані обладнанням,
Сст - вартість 1 м2 підлоги.
Собівартість обладнання
С=А + ТОР + Азд, (14)
Наведені витрати
П=С + 0,15 * К, (15)
Питомі приведені витрати
, руб/т (+16)
2.3 Дослідження цільової функції і вибір критерії оптимізації
Так як необхідно розрахувати ванну таким чином, щоб при потрібних розмірах наведені витрати були мінімальні, необхідно провести розрахунок при різних значеннях конструктивних параметрів ванни, тобто діаметрі. Значеннями цього параметра почергово варіюємо...
