Гидравлический расчет

Коэффициент сопротивления трению:

;

Потери напора на трение:

;

Где:

- общая длина пути движения воды в аппарате;

- плотность воды при температуре ;

м/с - скорость воды в трубках;

Коэффициенты местных сопротивлений

- вход в водяную камеру;

- вход в трубки;

- выход их трубок;

- поворот на между ходами в водяной камере;

- выход из водяной камеры;

- итоговое сопротивление;

Потери напора на местные сопротивления:

;

Общие потери напора:

;

Затраты мощности на прокачку воды в подогревателе:

Где:

- КПД нагнетателя

4. Расчёт на прочность

4.1 Расчёт нижней водяной камеры

Принимаем эллиптическое днище и крышку с отверстием, укреплённым накладкой.

расчётное (избыточное) давление, ;

номинальный внутренний диаметр цилиндра;

допускаемое напряжение материала днища и крышки, где номинальное допускаемое напряжение для Ст20,

поправочный коэффициент для днищ и крышек, находящихся под внутренним давлением;

коэффициент, учитывающий ослабление днища и крышки отверстием (для глухих днищ и крышек, а также для днищ и крышек с уплотнёнными отверстиями);

высота выпуклой части днища и крышки эллиптической формы;

поправка на коррозию.

где выполняются условия:

где высота выпуклой части днища и крышки эллиптической формы,

номинальный внутренний диаметр цилиндра;

где

расчётная толщина цилиндрического борта,

поправка на коррозию,

номинальный внутренний диаметр цилиндра

где

диаметр патрубков для входа и выхода воды,

номинальный внутренний диаметр цилиндра;

Принимаем S=1 см

4.2 Расчёт болтов и шпилек фланцевого соединения нижней водяной камеры

По эскизу фланца при известных S и принимаем , , , , , :

S - толщина стенки крышки;

внутренний диаметр крышки;

расстояние от прокладки до оси болта (шпильки);

расстояние от середины толщины крышки до оси болта (шпильки);

диаметр делительной окружности по болтам;

наружный диаметр прокладки;

средний диаметр прокладки.

действительная ширина прокладки;

наружный диаметр фланца.

Предварительно задаёмся диаметром болтов (шпилек):

Рассчитаем число болтов:

где

число болтов, кратное четырём;

диаметр делительной окружности по болтам;

нормальный шаг между осями болтов или шпилек

внутренний диаметр резьбы болтов или шпилек фланцевого

соединения.

Уточняем диаметр болтов:

где число болтов;

допускаемое напряжение материала болтов (шпилек) из Ст30ХМА;

P_б – расчетное усилие, передаваемое на болты

где P''_пр – усилие, необходимое для первоначального сжатия прокладки при затяжке,

_{Где b - эффективная ширина прокладки,}

_{q - минимальное удельное давление на рабочую поверхность прокладки кг/см2}

_{q = m∙p= 1,2∙16 = 19,2 кг/см2}

_{Где m - коэффициент, принимаемый m = 1.2,}

_{p - рабочее давление среды, p =16 кг/см2}

_{Pвн – усилие, создаваемое внутренним давление в аппарате,}

_{Где qo - удельное давление, кг/см2, принимается равным 120 при δ = 2,0 мм.}

Предварительно задаёмся толщиной фланца:

_{h = 9 см.}

поправочный коэффициент для плоского круглого фланца без шейки;

поправочный коэффициент.

Толщина цельного фланца:

где:

рабочее избыточное давление среды;

число болтов;

допускаемое напряжение материала болтов (шпилек) из Ст30ХМА;

допускаемое напряжение материала фланца из Ст20;

Соотношение между расчётной и принятой толщиной фланца: