4. Выбор материала

Для основного и вспомогательного оборудования выбрана Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72. Коррозионная, нержавеющая, обладающая стойкостью против электрохимической и химической коррозии.

5 . Механический расчет аппарата

5.1 Расчет цилиндрических аппаратов

При расчете цилиндрических обечаек, нагруженных наружным давлением, толщина стенки выбирается максимальной из двух значений, полученных по приближенным формулам:

S_R= (К₂*Д)100; S_R= 1.1 (P_R*Д)2, (13)

где Д – внутренний диаметр обечайки, м;

P_R - расчетное избыточное давление, МПа;

 - допускаемое напряжение, МПа;

S_r – расчетная толщина стенки обечайки, мм;

К₂ – коэффициент, который определяют по номограмме в зависимости от значений коэффициентов К₁ и К₃:

К₁= _у*P_R(2.4*10⁶Е); К₃= L_RД, (14)

где _у – коэффициент запаса прочности по пределу устойчивости;

Е – модуль нормальной упругости при расчетной температуре;

P_R– расчетное избыточное давление, МПа;

L_R – расчетная длина обечайки, м;

Д – внутренний диаметр обечайки, м

Сталь 12Х18Н10Т имеем следующие свойства:

= 160 МПа; Е=2.15*10⁵ МПа; = 0.9; _у=0.8; Р_R=0.06 3

Тогда

К₁= (0.8*0.06*10⁶)(2.4*10⁶*2.15*10⁵)= 0.1

К₃= 43201800= 2.4

По полученным коэффициентам находим по номограмме, что К₂=0.24 3

S_R= (2.4*1800)100= 4 мм; S_R= 1.1*(0.06*10⁶*1800)(2*160*10⁶)= 0.4мм

S= S_R+C; S=4+2=6 мм

Полученное расчетное значение толщины обечайки должно быть проверено по допускаемому наружному давлению, которое определяют по формуле

Р=Р_р1+ (Р_рР_Е)², (15)

где Р - допускаемое наружное давление, МПа;

Р_р – допускаемое давление из условия прочности, МПа;

Р_Е – допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости, МПа,

Р_р= 2**(S-C)Д+(S+C), (16)

где  - допускаемое напряжение, МПа;

Д – внутренний диаметр обечайки, м;

S – исполнительная толщина стенки обечайки, мм;

С – конструктивная прибавка (С=2).

Р_р=2*160*10⁶(6-2)*10^-3(1.8+6*10^-3)= 0,71 МПа,

Р_Е= 18*10^-6*Е*Д_у*В₁*L_R*100*(S-C)Д^-2*100*(S-C)Д, (17)

где Д – внутренний диаметр обечайки, м;

L_R – расчетная длина обечайки (L_r=6 м);

Е – модуль нормальной упругости;

_у – коэффициент запаса прочности по пределу устойчивости;

S – исполнительная толщина стенки обечайки, мм;

С – конструктивная прибавка;

В₁= min1.0;8.15ДL_rД100(S-C) 

B₁= 8.15 *18004320*1800100*6 =7,2  В₁=1.0.

Отсюда

Р_Е=[(18*10^-6*2.15*10⁶*1800)(0.8*1)*7320]*100*(6-2)1800^-2*

100*(6-2)1800=19.2 МПа

Тогда

Р= 0.71(1+(0.719.2)²= 0.71 МПа.