3.1.6 Принятие окончательного решения

При выполнении курсовой работы предусмотрено проведение основных расчётов на ЭВМ. Эти расчёты позволяют обосновать оптимальную конструкцию аппарата, применение укрепляющих элементов и проверить правильность принятых решений.

Расчёты на ЭВМ проводятся в два этапа. На первом этапе рассчитывают толщину стенки аппарата при различных случаях нагружения; на втором – после принятия конструктивных решений уточняют расчёты. Так же расчитывается прочность рубашки обогрева, варианты установки ребер жесткости, параметры конического днища и крышки. Все результаты расчёта аппарата на прочность приведены в приложении Б.

Окончательно принимаем:

• диаметр аппарата D = 2,0 м;

• толщину стенки аппарата S = 14 мм,

• толщина стенки рубашки обогрева Sр = 8 мм;

• толщина конического днища Sк = 10 мм.

Для турбулизации потока жидкости в аппарате без ребер жесткости необходимо установить 5 перегородок толщиной 10 мм на рассоянии 574 мм.

3.2 Расчет укрепляющего элемента отверстия

Все отверстия в аппарате необходимо укреплять, поскольку их диаметр превышает 75мм. Наиболее целесообразно рассчитать укрепление наибольшего отверстия. В таком случае прочность заведомо меньших отверстий будет обеспечена. В соответствии с заданием необходимо рассчитать укрепление отверстия односторонней втулкой. Расчёт укрепления отверстий производим согласно ГОСТ 26-2045-77 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта укрепления отверстий».

Прочность обеспечена, если выполняется следующее условие:

,

где – площадь удаленного металла, м²;

– площадь добавленного металла, м².

Иллюстрация расчета приводится на рис. 3.6

,

где – толщина стенки без конструктивных прибавок, мм

– диаметр укрепляемого отверстия, мм.

Параметры односторонней втулки: мм, мм,

мм

Площадь втулки:

;

Рисунок 3.6 – Схема укрепления отверстия односторонней втулкой

Критическая длина, на которую возможно максимально удалить эквивалентное количество металла:

Площадь металла, добавленного двухсторонней втулкой:

,

Условие прочности выполняется.

4 Выбор опор и строповочных устройств

Для выбора опор необходимо определить вес пустого и наполненного аппарата, оценить особые условия нагружения, после чего проверить прочность корпуса в месте взаимодействия с опорой.

4.1 Определение веса пустого и наполненного аппарата

Определение веса пустого аппарата

Q_ап = Q_р + Q_корп + Q_{кр. кон}, ;

где Q_ап – вес пустого аппарата;

Q_корп – вес корпуса;

Q_кр.кон. – вес крышки и конической части аппарата;

Q_корп = π D_y LS ρ ∙ g;

где ρ – плотность металла ρ= 7800 кг/м³

Q_корп = 3,14∙ 2,03,20,0147900 ∙ 9,81 = 21803 Н;

Q_р = 0,65 ∙ Q_корп ;

Q_р = 0,65∙ 21803 = 14172 Н ;

Q_{кр кон} = 0,25 ∙ Q_кор ;

Q_{кр кон} = 0,25 ∙ 21803= 5450 Н ;

Q_ап = 14172 +21803 + 5450 = 41425 Н ;

Таким образом, вес среды в аппарате равен:

Q_ср= V_ап ∙ ρ_с ∙ g = 8,0 ∙ 1100 ∙ 9,8 = 86240 Н,

где ρ_С – плотность среды. ρ_С = 1100 кг/м ³

Получим вес полного аппарата: Q = Q_ап + Q_ср = 41425 + 86240 = 127665Н.

Q =127 кН;