а менше міцності основного матеріалу. p> Коефіцієнт зварного шва? залежить від конфігурації шва, а також режиму зварювання і, як правило, приймає значення:
.
Інші елементи корпусу апарату розраховуються виходячи з подібних міркувань. Товщина SEr еліптичного днища корпусу:
. (14. 1)
Множник 0,5 у творі з величиною тиску р показує, що еліптичне днище є найбільш раціональною формою з точки зору металоємності.
Виконавча товщина Sісп стінки обичайки враховує надбавку С1 для компенсації корозії та ерозії, надбавку С2, що забезпечує компенсацію мінусового допуску в умовах прокату і технологічну надбавку С3:
.
Розрахункова товщина Sr не залежить від довжини (висоти) обичайки, якщо в якості тиску, що діє на неї, розглядати тільки внутрішній тиск. Зовнішнє тиск рн не руйнує корпус апарату, але здатне привести до втрати стійкості обичайки (Мал. 14.6). br/>В
Рис. 14.6
Вид деформації в цьому випадку залежить від габаритів обичайки корпусу. Розрахунок корпусу на стійкість проводиться з використанням напівемпіричної формули:
,
де lр - розрахункова довжина обичайки корпусу апарату,
Е - модуль пружності матеріалу обичайки.
Днища і кришки апаратів часто являють собою штампувальні вироби. Еліптичні днища застосовуються в апаратах, що обробляють невязкую рідини та матеріали, у разі в'язкої середовища використовуються конічні днища. Конфігурація днища визначається випуском (зливом) продукту (з еліптичного днища важко злити в'язку суміш). p> Зварні шви.
Зварювання зазвичай проводиться для деталей рівної товщини і однакового матеріалу. При зварюванні циліндричної обичайки корпусу і днища апарату в зоні А виникають термічні (залишкові) напруги, в зоні вигину (зона Б) залишається район із залишковими механічними напруженнями (Мал. 14. 7). Накладення цих двох зон (А і Б) небезпечно, тому для того, щоб їх рознести використовують відбортовку (циліндричний ділянку біля штампувального днища), що дозволяє рознести небезпечні зони залишкових напруг. br/>В
Рис. 14.7
Найбільш часто використовуються зварні шви, виконані встик або (рідше) внахлест, шви таврові і кутові. Найбільш простим і надійним (міцним) з них є стикового шов (Мал. 14.8). br/>В
Рис. 14.8
Розраховується стикового зварний шов виходячи з того, що при навантаженні шов терпить зусилля (частіше розтягують, рідше - стискаючі), що веде до виникнення нормального напруги?:
,
де l - довжина зварного шва.
Кутовий шов являє собою зону розплаву, і при будь-якому навантаженні деталі в металі шва з'являються або дотичні, або нормальні напруги, викликані зусиллям зрізу Qср моментом працює на плечі сили F (Мал. 14.9).
В
Рис. 14.9
У кутових швах руйнування відбувається по діагоналі А1А2. Якщо k - катет зварного шва, то перетин зламу розглядається як певна частка від зварного габариту, то виникає при зрізі дотичне напруження? (Або нормальна напруга? При згині) визначається:
,
де l - довжина зварного шва; - коефіцієнт пропорційності (порядку 0,9).
Множник 0,6 у формулі (XIV. 2) вводиться для переходу до дотичному напруженню.
Допустиме напруження кутового зварного шва менше, ніж напруга, що допускається стикового шва, що пояснює прагнення використовувати стикового шов, особливо для працюючих при великих тисках апаратів.
Мішалки.
Конфігурацію мішалки визначає призначення апарату, в наслідок чого мішалки (активатори) ділять на:
мішалки ламінарного типу;
турбінні мішалки;
Мішалки ламінарного типу (Мал. 14.10) організують механічний процес перемішування в ламінарному (безвихорової) режимі. Наприклад, при конічному днище рамна мішалка гасить вихори, проте для в'язких середовищ мішалки з великою поверхнею працюють при малих обертах. <В
Рис. 14.10
Турбінні мішалки (Мал. 14.11) забезпечують турбулентний (вихровий) режим перемішування, що виникають при цьому вихори розподіляються по всьому об'єму нев'язкої рідини. Лопатева мішалка при своєму обертанні змушує середу обтікати лопать з утворенням вихорів, забезпечуючи при цьому механічне та гідромеханічне перемішування. Турбінні мішалки працюють при великих частотах (100-250 об/хв). br/>В
Рис. 14.11
За технологією виготовлення активатори виконуються або зварні, або збірні з використанням різних сполук.
Фланцеві з'єднання.
Надійність і міцність апарату багато в чому визначається конструкцією фланцевого з'єднання, призначеного для міцного і герметичного з'єднання деталей і вузлів реактора. Фланцеві з'єднання забезпечують зручності при монтажі, збірці і розбирання апарату. Вибір фланцевого з'єднання визначається тиском в апараті. При відносно малих тисках (? 0,2 МПа) використовуються плоскі фланці з гладког...
