118

7.2.1 Расчет толщины обечаек

Расчет толщины обечаек проводят в соответствии с ГОСТ 14249-80 (Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Издательство стан-

дартов, 1989).

У

Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечай-

ки, нагруженной внутренним избыточным давлением, рассчитывают по форму-

ле:

Т

S

≥

р D

+ С ,

(7.5)

2[σ]ϕ − р

Б

- внутренний

где р - внутреннее избыточное давление в корпусе, МПа; D

диаметр корпуса, мм; [σ]

-

допускаемое напряжение, МПаН; ϕ -

коэффициент

прочности сварного шва;

расчетной

толщине стенки, учиты-

С

- прибавка к

вающая коррозию и эрозию.

енний

р

аппараты. Ряды диаметров. М.:

В соответствии с ГОСТ 9617 (Сосуды

Издательство стандартов, 1979) внут

диаметр аппарата, изготовляемого

т

из стальных листов, должен быть выб ан из следующего ряда: 400; 500; 600;

700; 800; 900; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000 мм и т.д. Обечайки изготовля-

ют путем гибки

сварки

л совогопроката (смотри тему 7).

з

Наружный д аметр аппарата, изготовляемого из стальной трубы, выбира-

ют из

следующего

ряда: 133; 159; 168; 219; 273; 325; 377; 426; 480; 530; 630;

п

720; 820; 920; 1020; 1120; 1220; 1320; 1420 мм.

плоские

Р

7.2.2 Расчет толщины днищ и крышек

Днища и крышки бывают полусферические, эллиптические, конические,

. Для аппаратов, работающих при атмосферном давлении, наиболее простыми в изготовлении и дешевыми являются плоские днища и крышки. Для аппаратов, работающих под избыточным давлением, плоские днища получаются тяжелыми, поэтому целесообразно применение сферических и эллиптических (рисунок 7.1). Конические днища имеют вертикальные выпарные аппара-

119

S

H

S

H

h

h

D

D

У

а)

б)

Рисунок 7.1 – Формы крышек и днищ для теплообменных аппаратов

а – сферическое;

б - эллиптическое

Т

ты и сепараторы пара, что позволяет быстро удалять вязкие растворы при оста-

новке аппаратов для промывок и текущего ремонта.

Н

Толщину стенки эллиптического

Б

полусферического днища определя-

ют по формуле:

й

R

S ≥

+ С ,

(7.6)

2

[σ]ϕ

− 0,5р

или

где

R - радиус кривизны в

днища, мм;

вершине

о

D2

4 H ,

(7.7)

т

R =

здесь H - высота дн ща без учета цилиндрической отбортовки h .

и

H = 0,25 D радиус кривизны R = D .

Для эллиптических днищ с

Для

з

H = 0,5 D радиус кривизны

R = 0,5 D .

лусферических днищ с

о

Если длина цилиндрической отбортовки у эллиптического днища

п

, а у полусф ерического h > 0,3 (D (S −C))0,5 , то толщина дни-

h > 0,8 (D

(S −C))0,5

е

ща должна быть не менее толщины обечайки, рассчитанной при ϕ = 1.

Р

Для днищ, изготовленных из целой заготовки (без сварочной операции),

ϕ < 1 берется из

коэффициент ϕ = 1. Для сварных днищ этот коэффициент

справочной литературы в зависимости от способа сварки.

120

Если крышка аппарата не глухая, а имеет штуцер(ы), коэффициент ослабления днища отверстиями

ϕ = D − n d ,

(7.8)

D

где d - диаметр отверстия;

n

- количество отверстий.

У

7.2.3 Определение возможности применения жесткой конструкции

кожуха теплообменника

Н

Выполнение этой задачи осуществляется по следующей методике.

Б

Площадь поперечного сечения кожуха при толщине стенкиТS ;

F

= π (D + S) S,

м2 ,

(7.9)

к

Площадь поперечного сечения труб при толщине их стенки δ ;

и

м2 .

F

= π

(d

н

−δ)

δ n,

(7.10)

т

р

Сила взаимодействия между кожухомйтрубами (при жестком соединении

оt

их друг с другом) за счет темпе ату ных напряжений определяется по форму-

ле:

т

и

αt

−αt t

t

к

т

зт

р

=

к

т

,

(7.11)

к

1

+

1

Et

F

Et

F

к

к

т

т

где αt и

αt - коэффициент линейного расширения материала кожуха и

п

t , оС-1; Et

и Et

е

и

- модуль продольной

труб ри их средних температурах t

к

о

т

к

т

упругости материала кожуха и труб при их средних температурах, МПа.

Сила, растягивающая в осевом направлении кожух и трубы от давления

среды в трубном и межтрубном пространствах, определяется по формуле:

Р

2

−d

2

n

+ d

2

n p

МН

(7.12)

р=0,785 D

н

p

м.тр

вн

,

тр

Суммарное напряжение на растяжение в кожухе определяется по формуле: