Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Технологические машины и оборудование»
Отчет
о выполнении практического занятия № 3 на тему
«Определение расчетных параметров и допускаемых напряжений» по дисциплине
«Конструирование и расчет машин и аппаратов отрасли»
Студент гр.
Доцент
2013
Цель практического занятия:
1 Изучение и освоение методов определения основных расчетных параметров:
– расчетной температуры:
а) для рабочих условий;
б) для условий испытаний;
- допускаемого напряжения:
а) для рабочих условий;
б) для условий испытаний;
- пробного давления;
- расчетного давления:
а) для рабочих условий;
б) для условий испытаний;
- условного давления.
Методы определения данных параметров рассмотрим на примере корпуса и опорной обечайки колонного аппарата.
Исходные данные приведены в таблице 1 и на рисунке 1.
Таблица 1 – Рабочие параметры и конструкционный материал элементов корпуса и опоры
Корпус колонного аппарата |
|
Название среды в аппарате |
углеводородный газ, стабильный бензин |
Общая высота колонного аппарата, мм |
35040 |
Диаметр корпуса, Д1, мм |
2000 |
Диаметр корпуса, Д2, мм |
2600 |
Глубина днища, Н1, мм |
500 |
Глубина днища, Н2, мм |
650 |
Высота конического перехода, мм |
1000 |
Температура среды (рабочая), 0С |
238 |
Температура наиболее холодной пятидневки, 0С |
-37 |
Давление рабочее, МПа |
1,68 |
Воздействие среды |
|
Материал |
20К |
Высота рабочей среды в корпусе аппарата, h р.ж , мм |
3150 |
Плотность среды (жидкости в кубовой части), ср , кг/м3 |
750 |
Высота корпуса, заполненная водой |
33290 |
Плотность воды, воды , кг/м3 |
1000 |
Опорная обечайка |
|
Название среды в аппарате |
воздух |
Высота опоры, мм |
2400 |
Температура среды, 0С |
20 |
Наличие переходного участка в опоре |
− |
Материал переходного участка |
− |
Воздействие среды |
|
Материал опорной обечайки |
20К |
а) б)
Рисунок 1 – Расчетные схемы аппарата постоянного поперечного сечения
в рабочих условиях (а) и в условиях испытаний (б)
Решение:
1 Определение расчетной температуры
Таблица 2
Корпус колонного аппарата |
|
Рабочие условия |
Условия испытаний |
Расчетная температура стенки корпуса, 0 tрас кор , 0С tрас кор= max{tраб;20 0С}=238
|
Расчетная температура стенки корпуса, 0С tрас кор , = 238
|
Таблица 3
Опорная обечайка |
|
Рабочие условия |
Условия испытаний |
Расчетная температура стенки опорной обечайки, t рас оп , 0С
При hоп = 2400 мм ∆t = 650 0С (рисунок 2) t рас оп.=max{ tкор – ∆t; 200C}=20
|
Расчетная температура стенки опорной обечайки, 0С t рас оп = 20
|
Рисунок
2 – Перепад температуры по высоте опорной
обечайки
2. Определение допускаемого напряжения
Таблица 4
Корпус колонного аппарата |
|
Рабочие условия |
Условия испытаний |
Материал 20К |
Материал 20К |
Поправочный коэфф. к допускаемым напряжениям
|
Поправочный коэфф. к допускаемым напряжениям η =1 |
|
Предел текучести при расчетной температуре, равной 20 0С, МПа σт = 220 МПа (определяется при расчетной температуре, равной 200С по таблицам В5-В10 Приложения В) |
|
Коэффициент запаса прочности по пределу текучести nТ = (nТ =1,1 – для условий гидроиспытаний; nТ =1,2 – для условий пневмоиспытаний) |
Допускаемое напряжение корпуса в рабочих условиях при расчетной температуре tрас кор = 238 0С [σ]tкор=η·σ*t,= 1∙198 = 198 МПа (σ*t - нормативное значение допускаемого напряжения при расчетной температуре tрас кор выбирается из таблиц) |
Допускаемое напряжение в условиях испытаний при расчетной температуре, равной tрас кор = 238 0 С
|
=
1∙ 198/1,1= 180 МПаТаблица 5
Опорная обечайка |
|
Рабочие условия |
Условия испытаний |
Материал 20К , t рас оп. =20 0С |
Материал 20К, t рас оп = 20 0С
|
Поправочный коэфф. к допускаемым напряжениям η =1 |
Поправочный коэфф. к допускаемым напряжениям η =1 |
Допускаемое напряжение опорной обечайки в рабочих условиях при расчетной температуре t рас оп =20 0С [σ]t оп= η·σ*t оп= 1·220 =220 МПа (σ*t оп нормативное значение допускаемого напряжения при расчетной температуре, равной t рас оп )
|
Допускаемое напряжение в условиях испытаний при расчетной температуре, равной tрас кор =200 С =220/1,1= 200 МПа |