Вертикальный аппарат с перемешивающим устройством (стр. 2 из 5)

Толщина стенки

S_R=F_R/(p×r×

×j)=(3,82 ×10⁶)/(3.14×1800×233×0.9)=3,22 мм

2.2.5. Толщина стенки обечайки, нагруженной наружным давлением. Для корпуса нагруженным давлением является давление в рубашке

P_H=1,0МПа =1,0 н/мм²

2.2.6. Расчетная длина (высота) обечайки

, где

- принимается конструктивно для удобного выполнения сварки рубашки и корпуса;

l=1680-150-(2/3)×0.25×1800=1230 мм

2.2.7 Толщина стенки обечайки

Коэффициент

, где

= 2,4 – коэффициент запаса устойчивости при рабочих условиях.

К₁=(2,4×1,0)/(2,4×10^-6×2×10⁵) = 5

E=2×10⁵ н/мм ²– модуль предельной упругости для стали 08Х21Н6М2Т (см. п.2.2.)

Коэффициент К₃=l/D=1230/1800 =0,68

Коэффициент К₂ определяем по таблице 6 (МУ, стр.30) в зависимости от К₁ и

K₂=0.7

Толщина стенки

Принимаем S_Rmax = 12,6 мм

2.2.8 Из трех условий (п.2.4.1, п.2.4.2, п.2.4.3) получены три значения толщины стенки обечайки корпуса: 6,46;4,25;12,6мм из тех S_R =12,6 мм

2.2.8.1 Прибавки к толщине стенки обечайки

, где

С₁ – прибавка для компенсации коррозии и эрозии –

С₁= С_к + С_э

С_э – прибавка для компенсации эрозии. С_э = 0, т.к. скорость движения среды в аппарате менее 20 м/с и отсутствует абразивные частицы.

мм, где

t = 5 лет долговечность,

П = 0,1 мм/год – скорость коррозии для стали 08Х21Н6М2Т

Таким образом

С₂ – прибавка для компенсации минусового допуска. Минусовой допуск выбираем по таблице 3. Для толщины от 8 до 20 мм С₂ = 0,8 мм.

С₃ – прибавка технологическая; учитывает утонение места при вальцовке; для толщины от 4 до 30 мм принимаем значение равным 0,3 мм: С₃ = 0,3 мм.

С=1,5+0,8+0,3 = 2,6 мм

Примечание: обечайка корпуса в наружной стороны омывается водой и паром, но при температуре 20…100⁰С вода (пар) не вызывают коррозии легированных сталей, поэтому принимаем П_нар = 0 мм/год.

2.2.8.2. Толщина стенки обечайки с учетом прибавок

мм

2.2.8.3 Исполнительная толщина стенки обечайки корпуса, принятая по стандарту (табл. 3)

S = 16 мм

2.2.8.4. Проверочные расчеты для обечайки корпуса

2.2.9. Допускаемое внутреннее избыточное давление при S=16 мм, С = 2,6 мм

Н/мм²

условие прочности

3,099> 1,5 Н/мм² – условие прочности выполняется

2.3.1. Допускаемая осевая растягивающая сила

[F_p] > F_p– условие прочности соблюдается.

2.3.2. Допускаемое наружное избыточное давление

, где

– допускаемое давление из условий прочности

Н/мм²

– допустимое давление из условий устойчивости в пределах упругости

, где

n_y = 2,4 – коэффициент запаса устойчивости при рабочих условиях

а) В₁ = 1,0

б)

Принимаем В₁ = 1,0

Н/мм²

Н/мм²

1,13 Н/мм² > 1,0 Н/мм²

> P_n, т.е. условие прочности выполняется.

2.3.3. Проверка обечайки корпуса при нагружении осевой сжимающей силой

Осевая сжимающая сила

Н

Допускаемая осевая сжимающая сила

, где

– допускаемая осевая сжимающая сила из условий прочности

Н

– допускаемая осевая сжимающая сила из условий местной устойчивости в пределах упругости.

При соотношении

величину можно рассчитать по формуле

Н

– условие прочности выполняется.

2.3.4. Проверка на устойчивость обечайки корпуса при совместном действии наружного давления и сжимающей силы.

Условие устойчивости выполняется.

Так как проверочный расчет по всем нагрузкам удовлетворяет условиям прочности, окончательно принимаем исполнительную толщину стенки обечайки корпуса S = 16 мм.

3. РАСЧЕТ ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ДНИЩА

Согласно заданию в аппарате предусмотренные эллиптические днища (нижнее днище и верхнее перевернутое днище – крышка).

Для днища корпуса аппарата принята сталь 08Х21Н6М2Т (см. п.2.2)

3.1. Толщина стенки днища, нагруженного внутренним расчетным избыточным давлением

мм

R – радиус кривизны в вершине днища,

для эллиптического днища R = D = 1800 мм

j = 1 – принимаем днище не сварное, а цельное, штампованное.

3.2. Толщина стенки днища, нагруженного наружным давлением

, где

К_э – коэффициент приведения радиуса кривизны эллиптического днища. Предварительно принимаем К_э = 0,9.

а)

мм

б)

мм

Из двух значений 10,99мм и 3,86мм принимаем большее – S_1R = 10,99 мм

Из полученных значений толщины 5,8мм и 10,99мм принимаем

S_1R = 10,99мм

3.3. Прибавка для днища

мм

С_э принимаем С_э = 0

С₂ – минусовый радиус на толщину

С₂ = 0,8 мм

С₃ = 0,3 мм (п.2.4.5)

мм

3.4. С учетом прибавок

мм

Исполнительная толщина стенки, принятая по стандарту S= 16 мм.

3.5. Для эллиптических днищ, если длина цилиндрической отбортованной части

больше параметра , т.е. , то толщина стенки днища S₁ должна быть не меньше толщины стенки обечайки, т.е. . Определяем параметр = 124,24>50 мм,