Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2021-05-28 | 50 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Исходные параметры:
Объем аппарата | V=5 | |
Внутренний диаметр аппарата | D=1800 | |
Высота аппарата | Н=2230 мм | |
Внутреннее избыточное давление | Р= 1,5 МПа | |
Наружное избыточное давление | Рн= 1,0Мпа | |
Рабочая температура | 200С | |
Среда в аппарате | HNO3 | |
Долговечность аппарата | ||
Днище и крышка | эллиптические | |
Крышка | Съемная | |
Днище | Приварное | |
Рубашка | гладкая, приварная | |
Мешалка | Листовая |
2.1. Для заданной среды (HNO3) (табл. 1 МУ, стр.27) принимаем:
плотность ρ=1510 кг/м3
коэффициент динамической вязкости μ=0.8 н.с/м2
Для корпуса аппарата выбираем высоколегированную сталь марки 08Х21Н6М2Т. Эта сталь по способу выплавки спокойная, легко сваривается всеми видами сварки.
Для рубашки, в которой будет циркулировать горячая вода или водяной пар, принимаем по таблице № 1(МУ, стр.27) углеродистую конструкционную сталь 20К. Скорость коррозии принимаем П =0,05 мм/год для рубашки и П=0,1мм/год для корпуса, поскольку температура больше 200С.
2.2. Допускаемые напряжения и модуль упругости:
а) для стали 08Х21Н6М2Т по таблице № 2 (МУ, стр.28) –
200С =233МПа Е=2,0 × 10-5 МПа
б) для стали 20К находим:
при 200С 20 = 147 МПа Е20= 1,99×105 МПа
2.2.1. Высота корпуса аппарата при снятой крышке
, где
– высота элептической части крышки,
100 мм – размер, который ориентировочно учитывает высоту цилиндрической отбортовки крышки и толщину фланца крышки.
h1=2230-(0,25×1800+100)=1680 мм
2.2.2. Высота жидкости в аппарате
hж=h1-(50…100)=1680-(50…100)=1630…1580 мм
Принимаем к расчету. hж=1600 мм = 1,6 М
2.2.3. Расчетное внутреннее давление в аппарате
, где
Рг – гидростатическое давление –
Рг= × g×hж=1510×9,81×1,6=23700Па=0,024МПа
|
g = 9,81 – ускорение свободного падения;
r = 1510 – плотность среды;
h ж = 1600 – высота жидкости в аппарате.
Оцениваем величину гидростатического давления
р% =рг/р×100=0,024/1,5 ×100=1,6%<5%
Р = 1,5 МПа – внутреннее избыточное давление в аппарате,
Если , то РГ не учитывается
2.2.3.1 Расчет обечайки корпуса
2.2.3.2 Толщина стенки обечайки при нагружении внутренним расчетным избыточным давлением
, где
j = 0,9 – коэффициент сварного шва. Обечайка имеет сварной шов.
Рр = 1,5 Н/мм2 – расчетное давление (см. п.3.3.3)
Двн = 1800 мм
[ ] = 233 Н/мм2 – допускаемое напряжение (см. п.3.2)
SR = (1,5×1800)/(2×233×0.9-1,5)=6,46 мм
2.2.4. Толщина стенки обечайки при нагружении осевой растягивающей силой.
Осевая растягивающая сила
FR = (p×r2×rr)/4=(3.14×18002×1,5)/4=3,82 ×106 H
Толщина стенки
SR = FR /(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
PH = 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 SR max = 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 SR =12,6 мм
2.2.8.1 Прибавки к толщине стенки обечайки
, где
С1 – прибавка для компенсации коррозии и эрозии –
С1 = Ск + Сэ
Сэ – прибавка для компенсации эрозии. Сэ = 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 Пнар = 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
[ Fp ] > Fp – 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
ny = 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
> Pn, 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.
|
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
Кэ – коэффициент приведения радиуса кривизны эллиптического днища. Предварительно принимаем Кэ = 0,9.
а) мм
б) мм
Из двух значений 10,99 мм и 3,86 мм принимаем большее – S 1 R = 10,99 мм
Из полученных значений толщины 5,8 мм и 10,99 мм принимаем
S 1 R = 10,99 мм
3.3. Прибавка для днища
мм
Сэ принимаем Сэ = 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 S 1 должна быть не меньше толщины стенки обечайки, т.е. . Определяем параметр = 124,24>50 мм,
Определяем h = 50 мм при толщине S = 16 мм и диаметре Д = 1800 мм по таблице 16.5 (стр.449).
Принимаем S 1 < S
S 1 = 16 мм
3.6. Проверочные расчеты для днища корпуса.
3.6.1. Допускаемое наружное давление на днище
Допускаемое наружное давление из условия прочности
Н/мм2
Допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости
Уточняем коэффициент радиуса кривизны Кэ
п.3.3.1
Н/мм2
Н/мм2
. условие прочности выполняется
Принимаем к расчету толщину стенки днища S 1 R = 16 мм.
3.6.2. Допускаемое внутреннее избыточное давление
н/мм2
– условие прочности выполняется
Масса эллиптического днища при Д = 1800 мм, S 1 = 16 мм – mg = 486 кг (табл.16.1, стр.441)
РАСЧЕТ РУБАШКИ
Рубашка гладкая приварная (неотъемная). Для рубашки выбрана (см. п.3.1, 3.2) качественная углеродистая конструкционная сталь 20К.
|
Мпа (п.3.1)
Н/мм2 (п.3.2)
4.1. Выбираем диаметр рубашки (табл.4) При диаметре аппарата 1800 мм находим Друбашки = 1900 мм;
а – зазор между днищем корпуса и рубашкой:
а = 30 мм
4.2. Высота рубашки с учетом днища
= 1680 мм (п.3.3.1)
= 150 мм (п.3.4.3.1)
м
4.3. Расчет обечайки рубашки.
4.3.1. Рубашка нагружена внутренним давлением, которое равно наружному давлению для корпуса аппарата:
МПа
4.3.2. Расчетное давление в рубашке
, где
РГ – гидростатическое давление в нижней части рубашки.
Нагрев аппарата производится горячей водой и паром
МПа, где
= 1000 кг/м3 – плотность воды,
hp – высота рубашки (см. п.3.6.2)
Оцениваем величину гидростатического давления
Если , то РГ не учитывается. У нас Р% = 1.53%, поэтому
.
4.3.3. Толщина стенки обечайки рубашки от внутреннего расчетного давления
мм.
Н/мм2
– коэффициент сварного шва.
4.3.4. Осевая растягивающая сила для рубашки
Н
4.3.5. Толщина стенки обечайки рубашки от осевой растягивающей силы
мм
Из значений принимаем большее – 7.2 мм.
4.3.6. Прибавка к толщине стенки рубашки (см. п.3.4.5)
, где
мм
Пруб = 0,1 мм/год (Принимаем по табл. 1 при 200С).
С2 = 0,8 мм для толщины 8 мм. и более
С3 = 0,3 мм.
Сруб = 1.5+ 0,8 + 0,3 = 2.6 мм
4.3.7. Толщина стенки обечайки рубашки с учетом прибавок
мм
4.3.8. Исполнительная толщина стенки обечайки корпуса, принятая по стандарту (табл. 3)
S руб = 10 мм
4.4. Проверочные расчеты для обечайки корпуса
4.4.1. Допускаемое давление в рубашке
МПа
, т.е. – условие прочности выполняется
4.4.2. Допускаемая осевая растягивающая сила
[ Fp ]руб > F руб – условие прочности соблюдается.
4.5. Расчет днища рубашки. Поскольку корпус аппарата имеет эллиптическое днище, то и для рубашки тоже принимаем эллиптическое днище с диаметром Друб = 1900 мм.
4.5.1. Толщина стенки днища рубашки при нагружении внутренним давлением
мм
R – радиус кривизны в вершине днища,
для эллиптических днищ R = Друб = 1900 мм
j = 1 – коэффициент сварного шва; принимаем днище не сваренное из отдельных частей, а изготовленное из цельной заготовки.
4.5.2. Толщина стенки днища рубашки с учетом прибавок
мм
4.5.3. Исполнительную толщину днища рубашки принимаем согласно с табл.16.1 равной 10 мм.
При диаметре Д = 1900 мм и S1руб = 10 мм находим по таблице 16.2 (стр.443) длину отбортованной части мм.
4.5.4. Допускаемое внутреннее давление на днище рубашки
МПа
МПа
– условие прочности соблюдается.
|
|
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!