Расчет и конструирование типового оборудования (стр. 17 из 35)
0,5
0,5 S1
Dp D 0,41
0,38
9
max S;0,25S1
r min S1; 0,1D h1 
S Dp D 2r 
K max 0,41 
1 0,23S C
; 0,35 1
10
| S1  | C |
| S | C |
S0,5
0,5 S1
Dp D0,25S1
S230o
90o 0,41
0,38
Коэффициент Ko определяют для наиболее ослабленного диаметрального сечения.
Максимальную сумму для длин хорд отверстий в наиболее ослабленном диаметральном сечении определяют согласно рисунку 9.3 по формуле
. (9.36)Рисунок 9. 3 Рисунок 9. 4
Для днищ без отверстий коэффициент ослабления Ko принимают равным 1.
Допускаемое давление на плоское днище определяют по формуле
. (9.37)
Формулы для расчета плоских днищ справедливы при выполнении условия
Расчет допускается проводить и при 0,11 , но при этом допускаемое давление, рассчитанное по формуле (9.37) необходимо умножить на поправочный коэффициент
9.6. Расчет плоских круглых крышек с дополнительным краевым моментом
а б
Рис.9.5. Плоская крышка с дополнительным краевым моментом
а – без паза; б – с пазом (например, под продольную перегородку в распределительной камере теплообменника)
Расчетную толщину плоских круглых крышек с дополнительным краевым моментом, нагруженных внутренним избыточным давлением, определяют по формуле
S1p
, (9.38)где K6 – безразмерный коэффициент;
Dp – расчетный диаметр крышки, равный среднему диаметру прокладки Dсп.
Значение коэффициента ослабления Ko определяют по формуле (9.34) или по формуле (9.35), если
0,7 Dp . Отверстия для болтов в расчет не принимают.K6
, (9.39)где
– безразмерный коэффициент;D3 – диаметр болтовой окружности. Значение
определяют по формуле
, (9.40)где Fп реакция прокладки;
–
Fбм болтовая нагрузка в условиях монтажа;
–
FQ равнодействующая внутреннего давления.
–
Расчет равнодействующей внутреннего давления FQ ,реакции прокладки Fп и болтовой нагрузки Fб будет рассмотрен далее при изучении фланцевых соединений (лекция ).
Для крышки, имеющей паз для перегородки значение коэффициента K6 для определения толщины S1 в месте паза (рисунок 9.5б) рассчитывают с учетом усилия от сжатия прокладки в пазе по формуле
K6
, (9.41)где S4 – толщина перегородки (рисунок 9.5б).
Толщину плоской крышки в месте уплотнения S2 определяют по формуле
S2, (9.42)
где
. (9.43)В формуле (9.42) индекс р указывает на то, что величина относится к рабочему состоянию или испытаниям; а индекс м – к состоянию монтажа.
Значение коэффициента K7 определяют по формуле
K7 0 8, D3 Dсп 1 . (9.44)Толщину края плоской круглой крышки вне зоны уплотнения S3 (рисунок 9.5а) определяют по формуле
S3 max K7 Ф 0 6 Ф D; , 2 C , (9.45)где D2 наименьший диаметр наружной утоненной части – крышки, (рисунок 9.5а).
Исполнительную толщину крышек определяют с учетом прибавки.
Допускаемое давление для плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом определяют по формуле
P
. (9.46)Контрольные вопросы к лекции 9
1. Как определяется расчетная температура?
2. Понятие рабочего и расчетного давления.
3. Что такое пробное давление?
4. Как определяется гидростатическое давление среды в аппарате и когда оно учитывается при определении расчетного давления?
5. Сформулируйте условие необходимости расчета аппарата в условиях испытания.
6. Какие механические характеристики материала учитывают при определении допускаемых напряжений?
7. Как определяют коэффициент прочности сварных швов?
8. Как формируется прибавка к расчетной толщине стенки?
9. Что такое исполнительная толщина стенки?
10. В чем различие расчета эллиптических и полусферических днищ?
11.Что такое коэффициент ослабления?
12.Как определить наиболее ослабленное диаметральное сечение?
13.В каких местах определяется толщина плоской круглой крышки с дополнительным краевым моментом?
Лекция 10. Тема "Расчет элементов аппаратов, нагруженных наружным давлением"
Рассматриваемые вопросы: Наружное давление в аппаратах. Понятие об устойчивости формы. Длинные и короткие обечайки. Расчет длинных обечаек. Расчет коротких обечаек. Расчет однослойных цилиндрических обечаек. Обечайки, изготовленные из двухслойной стали. Эллиптические и полусферические днища, нагруженные наружным давлением. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные наружным давлением. Гладкие конические обечайки, нагруженные наружным давлением.
10.1. Наружное давление в аппаратах
Цилиндрические обечайки корпусов аппаратов, нагруженные наружным давлением или работающие под вакуумом, находятся в менее благоприятных условиях по сравнению с обечайками, нагруженными внутренним избыточным давлением, и требуют большей толщины стенки. В стенках аппарата, работающего под наружным давлением, возникают напряжения сжатия. Наружное давление вызывает нарушение цилиндрической формы обечайки, увеличивая имеющиеся первоначальные отклонения, являющиеся следствием неточности изготовления. При этом в обечайке кроме напряжений сжатия возникают напряжения изгиба.
10.2. Понятие об устойчивости формы. Длинные и короткие обечайки
Потеря работоспособности аппарата, нагруженного наружным давлением, может произойти в результате нарушения прочности или потери устойчивости формы.
Явление потери устойчивости формы происходит при напряжениях меньших предела текучести материала обечайки. Наружное давление, под действием которого начинает искажаться первоначальная форма оболочки, называется критическим. Величина критического давления зависит от геометрических размеров и механических свойств материала обечайки. Под действием критического давления поперечное сечение обечайки приобретает волнообразную форму, причем число волн зависит от отношений S D и l D и может равняться 2, 3, 4 и т.д.