6 . Что представляет собой кожухотрубная теплообменная аппаратура и в чем состоит расчет специфических ее деталей?

По трубному пространству горизонтальных теплообменников проходит теплоноситель I, а по межтрубному пространству, раз­деленному двумя перегородками на три секции, теплоноситель II.

При конструировании кожухотрубных и других теплообменных аппаратов необходимо учитывать, что для тепловой обработки пищевых продуктов важнейшими факторами являются темпера­турный режим и общая продолжительность теплообмена. В связи с этим необходим обоснованный выбор скорости движения про­дукта.

Конструкция теплообменного аппарата зависит от тепловой нагрузки, параметров теплоносителей (температуры, давления) и их агрегатного состояния, физико-химических свойств теплоно­сителей, их расхода, степени загрязненности и других факторов.

Режим работы теплообменного аппарата и скорость движения теплоносителей необходимо выбирать таким образом, чтобы от­ложение загрязнений на стенках происходило возможно медленнее. Например, если охлаждающая вода отводится при температуре 45—50°, то на стенках теплообменного аппарата интенсивно оса­ждаются растворенные в воде соли.

К основным элементам теплообменных аппаратов относятся трубные решетки, трубные пучки, плавающие головки, сальни­ковые уплотнения и др.

7. Что входит в расчеты аппаратов, нагруженных наружным давлением, осевой сжимающей силой и изгибающим моментом на устойчивость?

9. Когда применяются кольца жесткости и в чем состоит их расчет?

10. В чем заключаются расчеты емкостных и теплообменных аппаратов на надежность и долговечность?

Глава 4.

1. Что определяет прочность быстровращающихся деталей, имеющих форму дисков постоянной толщины?

Исходные данные:

Материал диска Ст50

Предел текучести материала σ_т = 380 МПа

Конструктивные размеры диска:

r₀ = 36 мм; r₁ = 110 мм; r₂ = 160 мм; r₃ = 240 мм;

S₁ = 40 мм; S₂ = 35 мм; S₃ = 30 мм;

Частота вращения диска n = 2500 об/мин

Напряжение на внутреннем контуре диска σ_ro = -6,0 МПа

Напряжение на внешнем контуре диска σ_rк = 9,0 МПа

Расчеты:

1. Распределенное радиальное усилие в начале первого участка

в конце третьего участка

Радиальное усилие в конце первого и начале второго участка равны

Радиальное усилие в конце второго и начале третьего участка равны

1. Участок I и II.

I участок: λ = r₀/r₁ = 36/110 = 0,33

B_a = -0,2466

B_b = 0,9466

B_ω = 0,2544

II участок λ = r₁/r₂ = 110/160 = 0,69

A_a = -3,1302

A_b = 3,5548

A_ω = 2,0742

2. Участки II и III.

II участок: λ = r₁/r₂ = 110/160 = 0,69

B_a = -1,8302

B_b = 2,5302

B_ω = 0,5678

III участок λ = r₂/r₃ = 160/240 = 0,67

A_a = -2,9466

A_b = 3,6466

A_ω = 2,0204

3. Система:

4. Определяем радиальные напряжения

2. Определяем окружные напряжения на границах участка методом начальных параметров.

I участок

λ = r₀/r₁ = 0,33

ψ_rr = 0,5547; ψ_rt = 0,4453; ψ_rω = -0,3761; ψ_tr = 0,4453; ψ_tt = 0,5547; ψ_tω = -0,2031.

II участок

λ = r₁/r₂ = 0,69

ψ_rr = 0,7382; ψ_rt = 0,2618; ψ_rω = -0,2409; ψ_tr = 0,2618; ψ_tt = 0,7382; ψ_tω = -0,1055.

III участок

λ = r₂/r₃ = 0,67

ψ_rr = 0,7247; ψ_rt = 0,2753; ψ_rω = -0,2489; ψ_tr = 0,2753; ψ_tt = 0,7247; ψ_tω = -0,1092.

3. Проверка на прочность

=> условие прочности выполняется.