Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Расчет аппаратов с рубашкой




 

Цель работы:ознакомиться с основными видами рубашек в технологических аппаратах, методикой подбора толщины рубашек.

 

8.1 Основные сведения

Рубашки в технологических аппаратах предназначаются для нагревания или охлаждения обрабатываемых или хранящихся в аппарате главным образом жидких продуктов. Они могут устанавливаться на цилиндрических вертикальных и горизонтальных аппаратах. Наибольшее применение имеют рубашки на вертикальных аппаратах.

Рисунок 8.1.1 – Конструкции неразъемных рубашек для вертикальных стальных сварных аппаратов а – тип 1, с эллиптическим днищем и верхним (исполнение 1) и нижним (исполнение 2) выпуском продукта; б – тип 2, с коническим днищем и углом при вершине конуса и тип 3, с коническим днищем с углом при вершине конуса ; в – тип 3, рубашки из полутруб; г – тип 5, рубашки с вмятинами.

По конструкции рубашки бывают неразъемные (приварные к корпусу аппарата) и отъемные..

На рисунке 8.1.1 приведены конструкции стандартных неразъемных рубашек для вертикальных стальных сварных аппаратов. С коническими и эллиптическими днищами рубашки применяются при МПа и °С; при МПа и °С; рубашки из полутруб при МПа и °С; при МПа и °С; рубашки с вмятинами при МПа и °С.

 

8.2 Расчет аппаратов в рубашкой

Рубашки цилиндрические с эллиптическими и коническими днищами. В этом случае расчет толщины стенок цилиндрических обечаек ведут по следующим формулам.

Толщину тонкостенных цилиндрических рубашек, работающих под внутренним давлением, рассчитывают по формуле, м:

,

где – внутренний диаметр рубашки, м;

– внутреннее давление в рубашке, МПа;

– коэффициент прочности сварного шва;

– допустимое напряжение для материала обечайки, МПа;

– конструктивная прибавка на коррозию, эрозию, учет минусового допуска.

Расчетная толщина стенки рубашки, нагруженной внешним давлением, исходя из условий устойчивости ее в пределах упругости (при запасе на устойчивость ), определяется по формуле, м:

,

где – базовый диаметр рубашки, м;

– наружное давление, действующее на рубашку, МПа;

– модуль упругости (модуль Юнга) для материала рубашки, МПа;

– расчетная длина обечайки, м.

Толщина эллиптического днища рубашки, нагруженного внутренним избыточным давлением, рассчитывается по формуле, м:

,

где – радиус кривизны в вершине днища, м;

– высота днища без отбортовки, м;

– внутренний диаметр днища, м.

Расчет толщины стенки гладких конических днищ рубашки, нагруженных внутренним давлением определяется по формуле, м:

,

где – половина угла при вершине конуса;

– наружный диаметр основания конуса, м.

Рубашки из полутруб требуют расчета:

Толщина стенки полутруб, м:

,

где – расчетное давление в рубашке, МПа;

– внутренний радиус трубы, м;

Толщина стенки обечайки аппарата при внутреннем избыточном давлении в аппарате и рубашке с учетом напряжений изгиба, м:

, (1)

где – расчетное давление в аппарате, МПа.

Толщина стенки корпуса аппарата исходя из устойчивости, м:

, (2)

где комплексы , и соответственно определяются по формулам:

, (3)

, (4)

, (5)

где – коэффициент запаса устойчивости к пределу текучести , принимается равным 1,6;

– коэффициент, учитывающий некруглость трубы;

– наружный размер поперечного сечения полутрубы в месте присоединения ее к корпусу аппарата, м, причем мм для полутруб из труб мм; мм для полутруб из труб мм.

За толщину стенки аппарата принимают большее из значений определенных по формулам (1), (2).

Рубашки с вмятинами требуют расчета:

Толщины стенки обечайки и днищ аппарата, м:

,

где – шаг между вмятинами, м.

Толщины стенок обечайки и днища рубашки, м:

,

где – конструктивная прибавка к толщине стенки рубашки, м.

 

8.3 Пример расчета аппаратов с рубашкой

Произвести расчет на прочность основных элементов реактора-котла с рубашкой.

Исходные данные: Внутренний диаметр котла мм, рубашки - мм, расчетная длинна цилиндрической обечайки корпуса аппарата мм, давление в корпусе аппарата избыточное 0,6 МПа, вакуумметрическое до 0,08 МПа; температура в корпусе аппарата 160 °С, в рубашке – 160 °С; давление в рубашке 0,6 МПа.

Принимаем расчетное наружное давление для обечайки корпуса аппарата равным сумме внутреннего избыточного давления в рубашке и вакуумметрического давления в корпусе аппарат, т.е., МПа:

.

Полагая, что в корпусе аппарата и рубашке среды не коррозионно-активные, в качестве материала реактора выбираем ВСт3сп.

Толщину стенки цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним давлением, определяем по (1), м:

.

Принимаем м.

Тогда, допускаемое избыточное давление:

,

.

Так как МПа < МПа, условие прочности выполняется.

Толщину стенки корпуса аппарата из условия прочности от внутреннего давления определим по (2), предварительно определив коэффициенты по формулам (3) – (5):

,

,

,

.

Тогда, допускаемое избыточное давление:

,

.

Так как МПа < МПа, условие прочности выполняется.

Принимаем конечную толщину стенки аппарата мм.

8.4 Задание для самостоятельного расчета аппаратов с рубашкой

Выполнить расчет на прочность основных элементов реактора-котла с рубашкой. Варианты задания представлены в таблице 8.4.1.

 

 

Таблица 8.4.1 – Исходные данные для расчета аппаратов с рубашкой

Вариант , мм D1, мм l, мм PR, МПа P, МПа
2,5 0,18
2,5 0,18
2,5 0,16
2,5 0,16
1,6 0,16
1,6 0,14
1,6 0,14
0,12
0,6 0,12
0,8 0,10
0,6 0,10
0,3 0,08
0,3 0,08

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1636. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия