Расчет аппарата воздушного охлаждения Последовательность расчета (стр. 5 из 6)

- вес диффузора, коллектора и предохранительной сетки:

М_узg = 2. 800·9,81 = 15696 Н; (81)

Реакционный момент в узле крепления балки:

q_p L₃² /12 = 7840,12·4,15² /12 = 11252,2 Н,м. (82)

Момент, вызываемый внецентренным приложением веса коллектора:

М_узg

/8 = 2.800^.9,81 /8=17682 Н·м. (83)

Напряжение сжатия:

. (84)

Для изготовления стоек предварительно выбираем трубный прокат с наружным диаметром трубы d_H^C = 127 мм, толщиной стенки 5 мм, d_BH^C = 117мм, площадь сечения S_сеч = 19,2 см², момент сопротивления:

, (85)

см³.

Тогда

МПа < [σ] = 140 МПа.

Условие прочности выполняется.

4.7 Расчет фланцевого соединения

В аппаратах для разъемного соединения труб и арматуры применяются фланцевые соединения, преимущественно круглой формы. Конструкцию фланцевого соединения применяют в зависимости от рабочих параметров аппарата. Для труб и арматуры при

и применяют фланцы плоские приварные с соединительным выступом по ГОСТ 12830-67 [5, с. 211]. Конструкция выбранного фланца приведена на рисунке 5.

Рисунок 5

Основные параметры фланцевого соединения [5, с.215]:

Внутренний диаметр фланца D_у = 100 мм;

Наружный диаметр фланца D_ф = 205 мм;

Диаметр болтовой окружности D_б = 170 мм.

Геометрические размеры уплотнительной поверхности [5, с.214]:

D₁ = 148 мм, D₂ =138 мм, D₃ = 137 мм.

Толщина фланца h = 11 мм.

Диаметр отверстий под болты d = 18 мм.

Число отверстий z = 4.

Диаметр болтов d_Б - М16;

Основные параметры прокладки [5, с.246]:

Наружный диаметр D_п = 151 мм;

Внутренний диаметр d_п = 106 мм;

Ширина прокладки b_п = 22,5 мм.

Толщина прокладки S_п = 2 мм.

Нагрузка, действующая на фланцевое соединение от избыточного внутреннего давления:

, (86)

где D _п.ср- средний диаметр прокладки;

; (87)

;

.

Эффективная ширина прокладки для плоских прокладок:

; (88)

;

Реакция прокладки в рабочих условиях:

; (89)

где m = 2,5 - коэффициент, принимаем по [5, с.265];

.

Шаг болтов[5, с.266]:

(90)

мм

Число болтов:

; (91)

;

Линейная податливость прокладки:

(92)

где К = 0,9 – коэффициент сжатия прокладки [6, с.34];

Е_п = 2000 МПа - модуль предельной упругости материала прокладки [5, с.265];

Линейная податливость болтов:

; (93)

где l_Б - расчетная длина болта:

; (94)

где l_Б0 - длина болта между опорными поверхностями головки болта и гайки;

; (95)

мм;

.

- расчетная площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы, [6, с.36];

- модуль продольной упругости материала болта;

;

Угловая податливость фланца:

; (96)

где w – безразмерный параметр:

; (97)

где

- безразмерный параметр;

, (98)

где k для приварных фланцев:

; (99)

- коэффициент;

; (100)

- безразмерный параметр;

- модуль продольной упругости материала фланца;

; (101)

- эквивалентная толщина втулки фланца для приварных фланцев;

, (102)

, (103)

, (104)

где β – отношение большей толщины втулки к меньшей, принимаем β = 2;

l = 17,5 мм – длина конической части втулки.

= 0,007 м – меньшая толщина патрубка штуцера;

,

,

мм,

- принимаем согласно [5, с.267], тогда ориентировочная толщина фланца:

; (105)

;

;

;

[6, с.39];

для стали 10Х17Н13М3Т при t = 144^оС;

Усилие, возникающее от температурных деформаций. Для приварных фланцев из одного материала:

; (106)

- безразмерный коэффициент. Для соединений с приварными фланцами:

; (107)

где

; (108)

- коэффициент температурного линейного расширения материала фланцев;

- коэффициент температурного линейного расширения материала болтов;

[5, с.259];

[5, с.14];

;

;

.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа при

:

; (109)

где

– параметр, принимаем согласно [5, с.265];

- коэффициент жесткости фланцевого соединения;