- •2 Есептеу және арнайы бөлімі
- •2.1 Жылуалмастырғыштың есебі
- •2.1.1 Жылуалмастырғыштың температуралары
- •2.2 Жабдықтың негізгі элементтерінің беріктік есебі
- •2.2.1 Екіжақты ұяшықтар аспабын есептеу
- •2.2.2 Құралдардың эллиптикалық түптерін есептеу
- •2.2.3 Тесіктерді бекітуді есептеу
- •2.2.4 Тіректерді есептеу
- •2.2.5 Шетжақтаулы қосылыстардың бұрандаларын есепету
- •2.3 Жылуалмастырғышты есептеу
- •2.3.1 Қаптамалардағы екіжақты ұяшықтарды есептеу
- •2.3.2 Құбыр торларын есептеу
- •2.3.3 Құралдардың ершікті тіректерін есептеу
- •2.4.1 Сорапты таңдау
- •2.5 Бу генераторы есептеулері
- •2.5.1 Бу қазанының жылулық есептеуі
- •2.5.2 Бу қазанының бөлшектерiн берiктікке есептеу
- •2.6 Бүріккішті есептеу
- •2.7 Арнайы бөлімше
- •2.7.1 Патенттік шолу
- •2.7.2 Қондырғылардың конструкцияларын жақсарту
- •2.7.3 Модернизация
2 Есептеу және арнайы бөлімі
2.1 Жылуалмастырғыштың есебі
Есептің мақсаты – жылуалмастырғыштың негізгі өлшемдерін анықтау.
Есептеуге арналған бастапқы мәліметтер:
- су шығыны Gв = 0.7 кг/c;
- судың бастапқы температурасы: t1н= 30˚C;
- судың соңғы температурасы:t1к = 100˚C;
- қыздыру қаныққан бумен жүргізіледі, оның қысымы p=0,1 МПа, температурасы t2н = 99,1˚С.
2.1.1 Жылуалмастырғыштың температуралары
Qn = 99,1˚C ↔ Qn = 99,1˚C.
t1н = 30˚C → t1кон = 100˚C.
˚C ˚C.
Қарсы аққан кезде орташа температуралық қысым:
;˚С.
Q=Gв∙CP∙(t1k-t1н), (2.1)
мұндағыСР =4184,2 Дж/кг∙К –қанығу сызығында судың жылу сыйымдылығы
Q=0.7∙4184, 2∙ (100-30) = 205032Вт.
Ұсыныстар бойынша будан сұйыққа жылу берілу коэффицентін қабылдаймыз Кор = 250 Вт/м2К.
Жылуалмасқыштың бағдарланған бетін келесі формуламен анықтаймыз:
Fор=, (2.2)
мұндағы К=250 Вт/м2К – жылу берілу коэффицентінің минимал бағдарлану мәні.
F = .
Келесі сипаттамаларға ие ТУ типті жылуалмасқышын қабылдаймыз:
D=325 мм; =28x3.5 мм; z=1;
F=22.5 м2; L=2,0м.
Құбыраралық кеңістікте су қозғалысының жылдамдығын келесі формуламен анықтаймыз:
ωP = , (2.3)
мұндағы м2 – құбыраралық кеңістік бойынша өтпелік қима ауданы;
кг/м3 –55˚С температурасы кезінде су тығыздығы.
ωв =м/с .
Рейнольдс критериі:
Reв=, (2.4)
мұндағы γ = 0,364∙10-6 м2∙с – судың кинематикалық тұтқырлығы.
Rев.
Прандтль критериі:
Рr = ,
мұндағы Вт/м∙К – судың жылуөткізгіштігі.
Pr = . (2.5)
Суға жылу берілу коэффиценті:
=,
= Вт/м2∙К. (2.6)
Конденсацияланатын будан жылу беру коэффиценті:
= 10000 Вт/м2∙К.
Жылу беру коэффицентін келесі формуламен анықтаймыз:
К= , (2.7)
мұндағы λ =46 Вт/м∙К – көміртекті болаттың жылуөткізгіштігі;
- судың термиялық кедергісі
- бу (шық) тарапынан термиялық кедергі.
Онда К=Вт/м2К.
Жылуалмастырғыштың талап етілетін беті құрайды:
F=F=м2.
Бұдан түтіктерінің ұзындығы L=6 м және номинал беті =22.5 м2 болатын жылуалмастырғыш жарамды екені шығады.
Бұл кезде қор Δ==25%.
2.2 Жабдықтың негізгі элементтерінің беріктік есебі
Есептің мақсаты – ішкі қысыммен жұмыс жасайтын аппарат тұрқысының екіжақты ұяшықтар қабырғасының қалыңдығын анықтау болып табылады.
Есептеудің бастапқы мәліметтері:
- екіжақты ұяшықтардың ішкі диаметрі D=0,5 м;
- жұмыстық температура t=100˚С;
- жұмыстық қысым p= 16 МПа;
- екіжақты ұяшықтар материалы ВСт3сп болаты.
2.2.1 Екіжақты ұяшықтар аспабын есептеу
Екіжақты ұяшық аспап тұрқысының қалыңдығы беріктік және тұрақтылық сипаттамаларымен анықталады.
Екіжақты ұяшықтар аспабының орындаушы қалыңдығы
S≥Sp+С, (2.8)
мұндағы Sp – екіжақты ұяшықтың есептік қалыңдығы, м;
С=С1+С2+С3–қабырғаның есептік қалыңдығына суммалық қосынды, м;
С1= 0,002м –коррозия мен эрозияның орнын толтыру үшін қосу;
С2= С3=0 –сәйкесінше минустық шақтама және технологиялық шақтаманың орнын толтыру үшін қажет қосынды.
Екіжақты ұяшық аспабының есептік қалыңдығы келесі формуламен анықталады:
Sp = , (2.9)
мұндағы φ =1 – пісіру жігінің беріктік коэффиценті;
[σ] = 149 МПа – ВСт3сп болаты үшін мүмкін болатын кернеу, t=100˚C кезінде.
Sp = .
S ≥ 0,0011+0,002 = 0,0032 м.
Екіжақты ұяшық қабырғасының қалыңдығын S=5 мм деп қабылдаймыз
Сынақтық қысымын келесі формуламен анықтаймыз:
Рпр = 1,25∙р∙, (2.10)
мұндағы [σ]20 = 154 МПа –ВСт3сп болаты үшін мүмкін болатын кернеу, t=20˚C кезінде.
Рпр = 1,25∙0,02∙МПа.
Гидросынау кезіндегі қысымды келесі формуламен анықтаймыз:
Рг.u = Рпр +Pг ,
мұнда Pг = =1000∙9,81∙9,5=0,09 МПа. (2.11)
Рг.u =0,08+0,09=0,17 МПа.
Шарттың орындалуын тексереміз:
Рг.u < P∙1,35Рг.u < 0,02∙1,35МПа , (2.12)
1,02>0,028.
Шарт орындалмайды, сәйкесінше гидросынау кезінде есептеу жүргізу қажет.
Гидросынау кезінде екіжақты ұяшық қабырғасының қалыңдығы келесі формуламен анықталады:
Sp1 =, (2.13)
мұндағы -гидросынау кезінде мүмкін болатын кернеу (2.14)
МПа –ВСт3сп болаты үшін аққыштық шегі, t = 20˚C кезінде.
МПа,ондаSp1=.
S≥0,0013+0,002=0,0033 м.
Құрылымдық сипатына орай екіжақты ұяшықтардың торлы қалыңдықтарын аламыз, демек S=0,009 м болады. Демек екі жақты ұяшықтар ø529x9 мм құбырлардан жасалады.
Екіжақты ұяшықтық тұрақтылықтарды келесі формуламен анықтап аламыз:
; (2.15)
мұндағы F – осьтік сығушы күш, МН;
- шекті осьтік сығушы күш, МН;
М – иілдіргіш момент, демек желден бағанаға дейін қозғалады, МН∙м;
- желдің әсерінен болатын шекті иілдіргіш күш, МН∙м.
Шекті осьтік сығушы күштер келесі формуламен есептеледі:
, (2.16)
, (2.17)
мұндағы - тұрақтылық жағдайына байланысты шекті осьтік сығу күштері МН.
Жергілікті тұрақтылық пен беріктікке байланысты шекті осьтік сығушы күштер келесі формуламен есептеледі, анықталады:
. (2.18)
Жалпы тұрақтылық пен беріктік жағдайына байланысты осьтік сығушы күштер келесі формуламен анықталады:
, (2.19)
мұндағы E=1,91∙105 МПа – көлденең беріктік модулі;
=2,4 – беріктік қорының коэффициенті.
= 2,83∙ℓпр/(D+S–c) - иілгіштік , (2.20)
мұндағы ℓпр = 23,4 – екіжақты ұяшықтардың берілген ұзындықтары.
ℓпр = 2∙9,5 =19 м, (2.21)
=,онда
=.
МН.
=min=0,44 МН.
= π∙(0,5+0,009-0,002)∙(0,009-0,002)∙149=1,7 МН.
=МН.
Шекті иілу моменті келесі формуламен анықталады:
,(2.22)
мұндағы = 0.25π∙D∙(D+S-c)∙(S-c)∙- беріктік жағдайына байланысты шекті иілу умоменті, МН∙м.
. (2.23)
Беріктік шектеріне байланысты иілдіргіш моменті, МН∙м;
=0,25∙3,14∙0,5∙(0,5+0,009-0,002) ∙(0,009-0,002) ∙149=0,21 МН∙м;
=МН∙м;
МН∙м.
Жұмыс жағдайындағы осьтік сығу күштері келесі формуламен анықталады:
, (2.24)
. (2.25)
Бағаналардағы екі жақты ұяшықтардыңсалмағы, МН,
(2.26)
Алынған мәліметтерді (2.15) формуласына қойып келесін аламыз
- жұмыс жағдайындағы құралдардың тұрақтылығы:
бойынша аламыз <1.