30 Вопрос

 Расчет U-образных рубашек

где D₁, S₁  соответственно внутренний диаметр и исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки рубашки, мм; D, S  соответственно внутренний диаметр и исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки аппарата, мм; d₁  диаметр окружности сопряжения рубашки с днищем аппарата, мм.

2.1.1. Расчет цилиндрической обечайки рубашки (рис. 6.2).

Расчет цилиндрической обечайки рубашки от действия внутреннего давления осуществляется по методике ГОСТ 1424989, по формулам (4.8)(4.12). При этом если расчетное давление в аппарате   0, то за расчетное давление в аппарате принимают , а в рубашке  .

Расчет цилиндрической обечайки рубашки от действия наружного давления осуществляется по методике ГОСТ 1424989, по формулам (4.8), (4.13), (4.15)(4.17), (4.21)(4.40). При этом если расчетное давление в аппарате   0, то за расчетное давление в аппарате принимают , а в рубашке  .

.

2.1.3. Расчет сопряжения рубашки с корпусом аппарата при помощи конуса (рис. 6.3, 6.5, а).

Толщина стенки конуса должна быть равна или больше толщины стенки сопряженной цилиндрической обечайки рубашки. Если необходимо увеличить толщину стенки конуса, то следует одновременно увеличить и толщину стенки сопряженной цилиндрической обечайки рубашки на длине :

 для конуса по рис. 6.3, а, б.

 для конуса по рис. 6.3, в, в.

Внутренний радиус кривизны отбортовки конуса равен

, (6.1)

где е₀  расстояние от середины стенки рубашки до наружной стороны стенки сосуда, мм.

, (6.2)

Исполнительная толщина стенки конического элемента S₁ определяется по формуле (4.8).

Расчетная толщина стенки конуса вычисляется по формуле (рис. 6.3):

, (6.3)

где Р_1R  расчетное избыточное давление внутри рубашки, МПа; []₁  допускаемое напряжение материала рубашки при расчетной температуре, МПа;  коэффициент осевого усилия; В  поправочный коэффициент сопряжения, определяемый по эмпирической формуле ГОСТ 2586783.

Допускаемое внутреннее избыточное давление в рубашке определяется как:

. (6.4)

Проверка на прочность в этом случае выполняется по формуле (4.12) .

2.1.4. Расчет сопряжения рубашки с корпусом аппарата при помощи кольца (рис. 6.4).

Исполнительная высота кольца определяется по формуле

, (6.5)

где S_R  расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки корпуса аппарата, мм; − суммарная конструктивная прибавка к высоте кольца, мм.

Численное значение, полученное по формуле (6.5) должно удовлетворять условию .

Как видно из расчетной схемы (рис. 6.4) исполнительная ширина кольца составит

, (6.6)

где R₁, R  внутренний радиус цилиндрической обечайки соответственно рубашки и корпуса аппарата, мм.

Допускаемое внутреннее избыточное давление в рубашке:

, (6.7)

где []_К  допускаемое напряжение материала кольца при расчетной температуре, МПа; М₀  относительный момент нагружения, Нм²; М₂  относительный реакционный момент в стенке рубашки, Нм²; М₃  относительный реакционный момент в месте сопряжения кольца со стенкой аппарата, Нм². Моменты М₀, М₂ и М₃ определяются по эмпирическим формулам ГОСТ 2586783.

Проверка на прочность в этом случае выполняется по формуле (4.12) .

2.1.5. Проверка аппарата на несущую способность.

Важной особенностью аппаратов с U-образной рубашкой является то, что действующее на днище рубашки давление вызывает осевую силу F, воспринимаемую коническим или кольцевым сопряжением.

. (6.8)

Проверка несущей способности аппарата от совместного действия осевого усилия и избыточного давления в рубашке проводится по формуле

, (6.9)