4. Механический расчет 1200
.doc4. Механический расчет
Толщина стенки обечайки:
S ≥ , здесь
D = 1400 мм – диаметр обечайки;
Р = 0,1МПа – рабочее давление;
φ = 1,0 – коэффициент сварного шва [1, с. 395];
с = П · Та = 0,1 · 10 = 1 мм – прибавка на коррозию, где
П = 0,1 мм/год – скорость коррозии;
Та = 10 лет – срок службы аппарата;
[σ] = η · σ - допускаемое напряжение;
η = 1,0 – коэффициент [1, с. 394];
σ = 152 МПа – допускаемое нормативное напряжение для стали 12х18Н10Т [7, с. 11], тогда
S ≥ , по [1, с. 211], принимаем S = 10 мм.
Толщина стенки днища:
Sg ≥ , принимаем Sg = 10 мм (см. выше); здесь R=D для исполнения днища эллиптическим.
Расчет фланцевого соединения
Выбираем прокладку из паронита ПОН-1 [3, с. 521]: Dсп = 1464мм, D1 = 1428мм, S = 3мм
Расчетная нагрузка, действующая от внутреннего избыточного давления:
Qg = 0,789 · Dсп· Р = 0,789·1,4642·0,1=0,169МН
Усилие, возникающее от разности температур фланца и болта Qt:
Y=0,04 [1, с.401]
n=64 - число болтов [6, с.557]
-площадь сечения болта.
- модуль упругости стали [1, с.395]
- коэффициент линейного температурного расширения для стали 12Х18Н10Т [5, с.286];
- коэффициент линейного температурного расширения для Сталь 20 [5, с.286]
Расчетное осевое усилие для болтов принимают большим из следующих трех значений:
РБ1 = π· Dсп · b0 · q
РБ2 = ζ (α · Qg + Rn)
РБ3 = Qg + Rn + Qt, здесь
ζ = коэффициент [1, с.394].
для прокладки из паронита ПОН-1 [1, с. 402]:
m = 2,5
q = 20МПа
b – эффективная ширина прокладки;
b = - действительная ширина прокладки;
При b = 0,018м
b0 = b= 0,018м
Расчетная сила осевого сжатия фланцев, требуемая для обеспечения герметичности соединения:
Тогда
Условие прочности:
, где МПа – для Ст.20 [1, с. 394];
условие выполняется.
Расчет опоры
Расчет ведем по [6, с. 691]:
При используют цилиндрические опоры тип I [6, с. 672]
- здесь высота колонны взята с учетом установки люков.
Определим вес аппарата при гидроиспытании:
Gмах = g · (Mоб + Мж+N·MТ), определяем ориентировочно.
Mоб = π · D · S · H · ρст = 3,14 · 1,4 · 0,01 · 9,3 · 7850 ≈ 4000кг – масса обечайки.
Мж = 0,785 · · H · ρж = 0,785 · 1,4² · 9,3 · 10³ ≈ 15000кг – масса жидкости при гидроиспытании;
N=22шт – число тарелок;
MТ=72кг – масса тарелки;
Gмах = 9,81 · (4000 + 15000+22·72) = 0,20 МН, с учетом площадок принимаем 0,22МН.
Принимаем толщину стенки цилиндрической опоры S = 14 мм. Напряжение сжатия в этой стенке с учетом наличия в ней отверстия для лаза d = 0,5 м при максимальной нагрузке от силы тяжести аппарата:
Отношение
Rc = 0,052 рис. 15.8 [3]
Кс = 875
Допускаемое напряжение на сжатие в обечайке опоры:
Условие σс < σсд выполняется.
Максимальное напряжение на сжатие в сварном шве, соединяющем цилиндрическую опору с корпусом аппарата при коэффициенте сварного шва φш = 0,7:
, где
F = 0,785 · (D²1 - D²2) = 0,785 · (1,628² - 1,34²) = 0,667 м² - площадь опорного кольца;
D1 = D + 2 · S + 0,2 = 1,4 + 2 · 0,014 + 0,2 = 1,628 м – наружный диаметр опорного кольца;
D2 = D – 0,06 = 1,4 – 0,06 = 1,34 м – внутренний диаметр опорного кольца;
Максимальное напряжение на сжатие опорной поверхности кольца:
Номинальная расчетная толщина опорного кольца при L = 0,1 м:
Sк = 1,73 L · , с учетом прибавок Sк = 12 мм.
Расчетная нагрузка на один болт:
, где Z = 6 – число фундаментных болтов принимаем.
Расчетный внутренний диаметр резьбы болтов:
d'1 =
принимаем М24.