Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Обичайки та днища (стр. 34 из 74)

1  max0,5;  max0,5; 0,88 0,88.

Розрахунковий коефіцієнт міцності зварних з’єднань при дії внутрішнього надлишкового тиску для з’єднання без тороїдального переходу визначаємо за формулою (3.84)

R  _т  0,9  0,949.

Розрахункову товщину стінки перехідної частини циліндричної обичайки визначаємо за формулою (3.98)

P D¹ _ 1,012000,88 _ 3,75.

S_{2p }

2 ₂ R  P 21490,9491,0

Виконавчу товщину стінки перехідної частини циліндричної обичайки визначаємо за формулою (3.102)

S₂  S₂ p  C  3,75  1,8  5, 55 мм.

Приймаємо товщину стінки перехідної частини циліндричної обичайки рівною товщині стінки циліндричної обичайки ^S₂  S  8 мм. Отримана в результаті розрахунку виконавча товщина стінки перехідної частини ^S₂ збігається з попередньо прийнятою. Розраховуємо товщину стінки конічної перехідної частини невідбортованого переходу за формулою (3.103)

S1  S1 C  S2p  C  8 1,8 3,751,8  5,55 мм.

S₂ C 8 1,8

Приймаємо товщину стінки конічної перехідної частини невідбортованого переходу рівною ^S₁  ^S_к  6 мм.

Умова застосування формул

S₁ C 6 1,8  4,2  S₂ C  8 1,8 6,2 мм

не виконується. Приймаємо товщину стінки конічної перехідної частини невідбортованого переходу ^S₁  ^S_к  8 мм, при якій умова застосування розрахункових формул виконується.

Допустимий внутрішній надлишковий тиск за умови міцності конічної перехідної частини визначаємо за формулою (3.104)

_P_ 2 2 R S2 C^ _ 21490,9498 1,8^ _{ 1,65 МПа.} D1  S₂ C 12000,88 8 1,8

Умова міцності

Р 1,0 Р1,65МПа

виконується.

Умова застосування розрахункових формул

0,001 S1 cos  8 cos22,5 o  0,006  0,05

D 1200

виконується.

Приклад 3.21

Розрахувати товщину стінки конічного відбортованого днища корпуса аппарата з сорочкою (рисунок 3.2,6). Тиск в апараті – атмосферний, розрахунковий тиск у сорочці P 0,63МПа. Матеріал корпуса

– сталь марки Ст3сп5. Внутрішній діаметр апарата D  1000мм, розрахункова температура t  165 °С. Діаметр нижнього отвору конічного днища ^D₁ =90 мм. Товщину стінки циліндричної обичайки прийняти рівною S  12 мм, добавку для компенсації корозії та ерозії:

– з боку робочого середовища С₁  2мм; – з боку теплоносія С₁  1мм.

За таблицею 3.8 визначаємо модуль подовжньої пружності матеріалу днища при розрахунковій температурі Е  1,85 ¹⁰⁵ МПа.

Коефіцієнт ^K₁ визначаємо за формулою (3.90), приймаючи коефіцієнт запасу стійкості для робочих умов ⁿy  2,4

K1  0,36

ny P6  0,36 1,852,10405,63106  2,94 . E 10

Ефективну довжину конічної обичайки визначаємо за формулою

lE  2Dsin D1  12002sin4590o  643,5 мм.

Ефективний діаметр конічної обичайки визначаємо за формулою

(3.93), прийнявши для попереднього розрахунку ^S_к  S  12 мм

DE  max D  D1 ; D 0,31D  D1 D  D1 tg 

_2 cos cos 100S_к C _

 max 1200 90o ; cos120045o 0,311200 90 100120012903,8 tg 45o  2cos45

 max770,8; 10251025мм.

Рисунок 3.26 – Апарат із сорочкою

Коефіцієнт ^K₃ визначаємо за формулою (3.91)

lE  643,5  0,628.

K3 

D_E 1025

Коефіцієнт ^K₂ визначаємо за номограмою,яка наведена на рисунку 3.7, K₂  0,6.

Допустиму напружину матеріалу стінки днища при розрахунковій температурі t  165 °С визначаємо за таблицею Б.1 додатку Б, _144МПа.

Розрахункову товщину стінки визначаємо за формулою (3.89)

Sкр  max K2 DE 102; 1,1 PDE  

 2 ^ _

 max 0,6 1025102;

1,10,631025  max6,15; 2,47

 2144 

6,15 мм.

Добавка для компенсації корозії та ерозії складає

C₁  С₁ С₁  21 3мм.

Добавка для компенсації мінусового допуску (за таблицею 3.4 для листового прокату товщиною 8-12 мм) складає С2 0,8 мм.

Сума добавок до розрахункової товщини стінки обичайки

С  С1 С2  30,8  3,8 мм.

Виконавчу товщину стінки конічного днища визначаємо за формулою (3.87)

S_к  S_кр  С  6,15  3,8  9,95 мм

і округляємо до найближчої більшої товщини листового прокату S_к  10мм.

Товщина днища, що отримана в результаті розрахунку, не збігається з попередньо прийнятою. Уточнюємо ефективний діаметр по отриманій товщині стінки конічного днища за формулою (3.93)

DE  max  D  D1 ; D 0,31D  D1 D  D1 tg 

_2 cos cos 100S_к C _

max _21200cos4590o ; cos120045o 0,311200 90 1001200_10_903,8 tg 45_o 



 max770,8; 966,2 966,2 мм.

Уточнюємо значення коефіцієнта ^K₃

l^E  643,5  0,666.

K₃  D_E 966,2

Знаходимо значення коефіцієнта ^K₂ за номограмою на рисунку

3.7, ^K₂  0,6. Визначаємо розрахункову товщину стінки конічної обичайки за формулою (3.89) Sкр  max K2 DE 102; 1,1 PDE  

 2 ^ _

 max 0,6 966,2102;

1,10,63966,2  max5,8; 2,33 5,8 мм.