6.7.3. Розрахунок демпферної ємності

Рисунок 6.10 – Демпферна ємність

Як корпус ДЄ можна використати товстостінну трубу із хромонікелевої сталі із внутрішнім діаметром d=100…200 мм. Практичним досвідом установлено, що об’єм ДЄ повинен бути в 100…200 разів більше об’єму теплоносія, що заповнює ДЕ. Висота робочого об’єму ДЄ, м:

(6.46)

Розміри a = 20...60 мм, b = (2...3)a

Товщину стінки ДЄ та привареного днища визначають із розрахунку на міцність.

8. Розрахунок роз’ємних з'єднань

Теплообмінники, ЕН і РУ приєднують до циркуляційного контуру за допомогою фланцевих або ніпельних роз’ємів. Ці роз’єми герметизуються точно стичними поверхнями. Призначення ущільнення - виключити виток теплоносія через з'єднання при збереженні можливості його швидкого розбирання.

6.8.2. Розрахунок фланцевого з'єднання.

Серед роз’ємних нерухомих з'єднань в установках, подібних проектованій, велике поширення одержали фланцеві з'єднання. Всі фланцеві з'єднання по конструкції, матеріалам і способу закріплення стандартизовані (ГОСТ 12815-80, ОСТ 242426-79). Тип і конструктивні параметри фланцевого з'єднання можна вибрати відповідно до рекомендацій ОСТ 26373-78 залежно від тиску й робочої температури.

Індивідуальне виконання кожної НДУ не завжди дозволяє застосувати стандартні фланці. Тому потрібно виконати розрахунок фланцевого з'єднання (рис. 6.12), мета якого - визначити розміри прокладки й елементів фланця, кількості й діаметр болтів. Основна вихідна величина при розрахунку болтів, що скріплюють фланець, це діюче на них розтяжне зусилля

, (6.55)

Рисунок 6.12 – Схема фланця

де: , - діаметри, що визначають розмір прокладки, м; - надлишковий тиск у контурі, МПа; - розрахункова сила осьового стиску поверхонь, що ущільнюють, необхідна для забезпечення герметичності, МН.

Сила стискання прокладки прямокутного перетину

, (6.56)

де - питомий тиск ущільнення, необхідне для деформування прокладки, МПа; для пароніта та армованого азбесту = 10 МПа, для міді = 70 МПа, для м'якої сталі =80 МПа; - площа поверхні прокладки, м²;

. (6.57)

Внутрішня циліндрична поверхня прокладки знаходиться під впливом надлишкового тиску середовища усередині контуру НДУ. Повна сила, що видавлює прокладку із фланця, МН:

, (6.58)

, показані на рис. 6.11.

Орієнтовні розміри прокладок у міліметрах наведені в таблиці 6.3.

Таблиця 6.3 - Орієнтовні розміри прокладок

Внутрішній діаметр посудини або труби, мм	Неметалеві		Металеві
	Товщина, мм	Ширина, мм		Товщина, мм	Ширина, мм
До 100 100...200 200..400	1...1,5 1...1,5 1,5...2,0	5...15 12...20 25...30		1...3 2...3 3...4	5...12 10...13 13...14

Видавлюванню прокладки перешкоджає сила тертя, що виникає на поверхні фланця під впливом нормального питомого тиску , створеного в результаті затягування болтів, МН:

, (6.59)

де - коефіцієнт тертя прокладки про поверхні фланця, при грубій обробці фланців = 0,10...0,15, при чистовій обробці = 0,05. ,..0,08.

Прокладка не видавлюється із з'єднання, якщо сила тертя T буде більше сили, що видавлює прокладку , або

, (6.60)

Для забезпечення питомого тиску, необхідного для деформування прокладки й подолання внутрішнього тиску, що прагне розірвати обидві половини з'єднання, кожен болт повинен витримувати зусилля , МН:

, (6.61)

де - число болтів на фланці; - визначається по залежності (6.55). Внутрішній діаметр різьби болта, м:

, (6.62)

де - допустиме напруження на розтягування матеріалу болта, МПа.

Товщину круглого приварного фланця , м (рис.6.11), можна розрахувати по емпіричній формулі [11]:

, (6.63)

де = 0,6 - коефіцієнт для фланців, у яких прокладка займає частину торцевої поверхні, що мають напруження на вигин від попереднього затягування болтів; S - відстань по дузі між болтами, м:

; (6.64)

"Z, - кількість болтів, приймається кратним 4; - діаметр отвору для болта, м:

; (6.65)

де: - діаметр окружності, на якій розташовані болти, м; , - відповідно товщина стінки й внутрішній діаметр труби, м. Якщо фланець встановлений на циркуляційному контурі, то , відповідно товщина стінки й внутрішній діаметр труби циркуляційного контуру, розміри якої вибирають самостійно. Якщо фланець з'єднує частини РД, то , варто брати з розрахунку РД або, орієнтуючись на прототип РД; - зазор між гайкою й трубою м

Зовнішній діаметр фланця, м:

, (6.66)

де m = 2...2,5 - емпіричний коефіцієнт; (d - діаметр болта, м.) Допустиме напруження на вигин, МПа: . Значення можна знайти в [19, табл. 9.47].

Властивості матеріалів для прокладок представлені в [7;18].