
- •Курсовая работа
- •Расчет парожидкостного теплообменника с вертикальным трубопроводом (подогревателя сетевой воды)
- •Тепловой расчет.
- •Конструктивный расчет
- •Гидравлический расчет
- •4. Расчёт на прочность
- •4.1 Расчёт нижней водяной камеры
- •4.3 Расчёт толщины нижней трубной доски
- •4.4 Расчёт цилиндрической обечайки
- •4.5 Расчёт выпуклой крышки
- •4.7 Расчёт толщины верхней трубной доски
- •4.8 Расчет днища подогревателя
4.3 Расчёт толщины нижней трубной доски
где:
диаметр по осям
болтового соединения;
максимальное
рабочее давление в трубном или межтрубном
пространстве;
коэффициент
закрепления трубной доски;
допускаемое
напряжение на изгиб стальных трубных
досок;
коэффициент
прочности трубной доски,
где
диаметр отверстия
для труб в трубной доске,
сумма диаметров
отверстий в трубной доске по диаметру
трубной доски,
где
количество труб
(число отверстий);
поправка на
коррозию.
4.4 Расчёт цилиндрической обечайки
где
толщина
стенки цилиндрической обечайки (корпуса)
теплообменного аппарата;
номинальный
внутренний диаметр цилиндра;
,
Где Dф - наружный диаметр фланца,
δз - толщина зазора для слива конденсата,
Из уравнения расхода конденсата:
Где Gк - расход конденсата, кг/с,
Wк - скорость конденсата, м/с,
-
плотность конденсата при температуре
см
Принимаем
расчётное
(избыточное) давление,
коэффициент
прочности для стыкового двухстороннего
шва;
допускаемое
напряжение материала цилиндра,
где
номинальное
допускаемое напряжение для Ст20,
поправочный
коэффициент, учитывающий особенности
конструкции обечайки и влияние
температурных условий (для обечаек
сварных без отверстий или с укреплёнными
отверстиями обогреваемых);
поправка
на коррозию,
где
учитывает
наличие отрицательного допуска по
толщине стенки в соответствии со
стандартными или техническими условиями
на поставку,
учитывает
уменьшение толщины стенки в процессе
эксплуатации за счёт коррозии,
где
скорость
проникновения коррозии,
срок
службы аппарата в годах.
4.5 Расчёт выпуклой крышки
Принимаем эллиптическое днище и крышку с отверстием, укреплённым накладкой.
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;
расчётное
(избыточное) давление,
;
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.
4.6 Расчёт болтов и шпилек фланцевого соединения верхней 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;
Pб – 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:
поправочный
коэффициент для плоского круглого
фланца без шейки;
поправочный
коэффициент.
Толщина цельного фланца:
где:
рабочее избыточное
давление среды;
число болтов;
допускаемое
напряжение материала фланца из Ст20;
Соотношение между расчётной и принятой толщиной фланца: