0501 = 411020,7 + 1727 В· t x
t x = 199 В° С, що збігається з прийнятою температурою 200 В° С
7. Механічні розрахунки
В
7.1 Вибір конструкційного матеріалу і допустимі напруження
Розрахунковий тиск Р = 28 МПа. p> Розрахункова температура дорівнює температурі всередині апарату t = 200 В° С.
В якості основного конструкційного матеріалу вибираємо сталь 12ХГНМ [2 c.120], товщина листа 4 мм, для якої при 200 В° С:
Пѓ в = 666 МПа, Пѓ т = 468 МПа [2c.120]. p> Нормативне допустиме напруга:
Пѓ * = min (Пѓ в /n в ; Пѓ т /n т ) [2 c.120]
n в = 2,6; n т = 1,5 - коефіцієнт запасу міцності
Пѓ * = min (666/2, 6 = 256 МПа; 468/1, 5 = 312 МПа) = 256 МПа
Допустиме напруження:
[Пѓ] = О·Пѓ * = 1,0 В· 256 = 256 МПа
О· = 1,0 - поправочний коефіцієнт враховує умови експлуатації.
Поправка на корозію
С = ПТ а = 0,0001 В· 10 = 0,001 м
де П = 0,0001 м/рік - швидкість корозії
Т а = 10 - термін служби апарату
Тиск гідравлічних випробувань
Р ги = 1,25 Р [Пѓ] 20 /[Пѓ] 250 = 1,25 В· 28.283/256 = 39 МПа
Приймаються Р ги = 39 МПа
При 20 В° С: Пѓ в = 736 МПа, Пѓ т = 540 МПа [1c.120]. p> Пѓ * = min (736/2, 6 = 283 МПа; 540/1, 5 = 360 МПа) = 283 МПа
Допустиме напруження:
[Пѓ] = О·Пѓ * = 1,0 В· 283 = 283 МПа
7.2 Розрахунок товщини стінки корпусу апарату
В
Рісунок4 - розрахункова схема колони
Розрахунковий коефіцієнт товстостінну [3 с.3]:
lnОІ = p p /[Пѓ] П† = 28/(256.1) = 0,1 в†’ ОІ = 1,105
П† = 1 - коефіцієнт міцності зварного шва
Розрахункова товщина стінки [3 с.3]:
s р = 0,5 D (ОІ - 1) = 0,5 В· 2 (1,105 - 1) = 0,105 м
Виконавча товщина обичайки:
s> s p + C = 0,315 + 0,001 = 0,106
При гідравлічних випробуваннях
lnОІ = p p /[Пѓ] П† = 39/(256.1) = 0,15 в†’ ОІ = 1,162
s р = 0,5 D (ОІ - 1) = 0,5 В· 2 (1,162 - 1) = 0,162 м
s> s p + C = 0,461 + 0,001 = 0,163 м
Приймаємо по ГОСТ 19903-74 s = 180 мм. p> Тоді коефіцієнт товстостінну:
ОІ = (D +2 s)/(D +2 C) = (2,0 +2 В· 0,18)/(2,0 + 2.0, 001) = 1,179
Допустиме робоче тиск [3 с.3]:
[p] = [Пѓ] П†lnОІ = 256.1, 0 В· ln1, +179 = 42,24 МПа
Умова р <[p] виконується.
Приймаються товщину внутрішньої обичайки 20 мм. <В
7.3 Розрахунок товщини стінки еліптичного днища корпусу
Внутрішня висота еліптичної частини днища:
Н д = 0,25 D = 0,25 В· 2,0 = 0,5 м
Розрахункова товщина еліптичного днища [3 с.5]:
s д.р =
П† = 1,0 - коефіцієнт міцності зварних з'єднань
s д.р = 28.2 .0 В· 2,0/[(4.256.1, 0 - 70) 2.0, 5] = 0,113 м
Виконавча товщина днища
s д = s д.р + С = 0,113 + 0,001 = 0,114 м
Приймаються s д. = 0,12 м
Робоче допустиме тиск [3 с.6]:
[p] =
= 4.256.1, 0/[2,0 В· 2,0/2.0, 5 (0,12-0,001) + 1] = 30 МПа
Умова p <[p] виконується.
Фактичний коефіцієнт товстостінну
ОІ = (D +2 s)/(D +2 C) = (2,0 +2 В· 0,12)/(2,0 + 2.0, 001) = 1,12
Висота отбортовки днища [3 с.6]
h o > 0,5 D (ОІ - 1) = 0,5 В· 2,0 (1,12 - 1) = 0,12 м
Приймаються h o = 0,12 м
В
Рісунок5 - Днище еліптичне
7.4 Розрахунок товщини стінки плоскої кришки корпусу
Товщину плоскої кришки визначають за такою формулою [4 с.132]:
В
де D а - зовнішній діаметр кришки;
D б - діаметр окружності центрів шпильок;
d ош - діаметр отвори під кріпильну шпильку;
F - розрахункове зусилля;
(Розрахунок даних величин см. в наступному пункті).
Маємо D а = 3020 мм; D б = 2700 мм; d ош = 158 мм; D ср = 1100 мм;
В В
Рисунок 6 - Кришка плоска
7.5 Розрахунок затвора з'єднання фланця з кришкою
Вибираємо затвор з двоконусну обтюратором. Розміри обтюратора:
D cp = 2200 мм; h = 85 мм; h 2 = 42 мм; h cp = 64,0 мм; О± = 30 Вє [2 c.146],
В
Рисунок 7 - Конструкція двоконусного затвора
Рівнодіюча внутрішнього тиску на кришку [5 с.2]:
F p = ПЂD cp 2 p p
