6. Розрахунок товщини стінки днища. Допустимого внутрішнього та зовнішнього тиску.

6.1. Розрахунок товщини стінки еліптичних днищ і кришок, допустимого внутрішнього та зовнішнього тиску

Розрахункову товщину стінки еліптичного та напівсферичного днища, навантаженого внутрішнім надлишковим тиском розраховують за рівнянням:

Виконавче значення товщини стінки днища вибирається найменше стандартне яке задовольняє нерівність:

Рис.4. Діаграма визначення К_е в рівнянні

В рівнянні R це радіус кривизни в вершині днища або кришки і визначається за рівнянням:

Де R =D – для еліптичних днищ з H=0.25∙D.

Якщо днище виготовлене з однієї заготовки, тоді коефіцієнт міцності зварного шва φ = 1.

Значення допустимого внутрішнього надлишкового тиску [p] слід оцінювати за рівнянням:

Якщо довжина циліндричної відбортованої частини днища h > 0.8∙√D∙(s-c) для еліптичного днища тоді товщина днища повинна бути не меншою за товщину обичайки.

Допустимий зовнішній тиск [p] слід розраховувати по рівнянню:

,

де допустимий зовнішній тиск [p]_Π оцінений з умови міцності визначається за рівнянням:

,

А допустимий зовнішній тиск [p]_E, оцінений з умови стійкості в межах пружності за рівнянням:

Коефіцієнт K_e, при використанні його в рівнянні потрібно визначати з діаграми рис.4, або за формулою в залежності від співвідношення D/(s-c) і H/D. Рівняння для визначення K_e має вигляд:

де .

6.2. Розрахунок товщини стінки конічних днищ , допустимого внутрішнього та зовнішнього тиску

Рис.5 Розрахункова схема конічної відбортованої обичайки (днища) з торідальним переходом.

В апаратах з мішалками є найбільш доцільним використовувати відбортовані конічні днища з тороідальним переходом.

Розрахунок конічних обичайок і днищ

Нижче наведені розрахункові формули можна використовувати для розрахунку конічних обичайок (днищ) у яких кут ₁ ≤ 70 при умові їх тонкостінності, яка має вигляд:

,

Розрахункову товщину стінки гладкої конічної обичайки, навантаженої внутрішнім надлишковим тиском визначається по рівнянню (загальна розрахункова схема і позначення основних розмірів приведена на рис._5_):

Виконавча товщина конічної обичайки вибирається з ряду стандартизованих з умовою, що відображається наступною нерівністю:

Допустимий внутрішній надлишковий тиск визначається за рівнянням:

Визначення допустимого зовнішнього тиску гладкої конічної обичайки з кутом ₁≤70 навантаженої зовнішнім надлишковим тиском проводиться за рівнянням:

,

яке враховує допустимий зовнішній тиск по умові міцності [p]_Π та допустимий зовнішній тиск по умові стійкості [p]_E. Значення допустимого зовнішнього тиску по умові міцності [p]_Π у випадку гладких конічних обичайок з ₁≤70 можна визначити за рівнянням , а значення допустимого зовнішнього тиску [p]_E по умові міцності в межах пружності за рівнянням:

Ефективні розміри конічної обичайки, що використовуються в рівнянні можна оцінити по формулам:

Значення коефіцієнту B₁ визначається по формулі:

У випадку конічних днищ значення D₁ в рівняннях

У випадку об’єднання конічної обичайки (днища) з циліндричною (рис.__.б) cos₂ = 1. Значення коефіцієнту форми β₁ вибирається за умовою:

Відсутність знаку рівності в останньому виразі означає, що значення коефіцієнту форми слід вибирати таким чином, щоб товщина перехідного елементу була не меншою за товщину основної частини обичайки.

При визначенні β₁, значення коефіцієнту β розраховується по рівнянню ____, або визначається за діаграмою рис._____.

де =[]₁/[]₂ – відношення допустимої напруги першої ділянки перехідної області до допустимої напруги другої ділянки.

i При проектуванні ємності зі стандартизованих елементів така залежність відслідковується слабо, через те що в ГОСТ 14249-89 регламентовані значення допустимих напружень конструктивних матеріалів. Через це відпадає необхідність враховувати коефіцієнт запасу міцності, котрий власне і залежить від класу посудини.

1 Основы конструирования и расчета химической аппаратуры . Лощинский А.А., Толчинский А.Р., Л.: «Машиностроение», 1970 г., 752 с.

2 ГОСТ 14249-89 «СОСУДЫ И АППАРАЫ. Нормы и методы расчета на прочность».

3 ДНАОП 0,00-1.07-94 «Правила будови та безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском».