2.2 Гладкие конические обечайки, нагруженные наружным давлением

1) Толщину стенки принимаем значение посчитанное в главе 2.1. п.3. . При предварительном определении толщины стенки вместо l и D в качестве расчетных принимаем величины

где D₁ – внутренний диаметр при вершине конуса, мм

2) Определяем допускаемое давление из условия прочности:

3. Определяем допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:

Значение коэффициента В₁ определяем по формуле

3. Допускаемое наружное давление определяем по формуле

3. Проверяем условие устойчивости

3. Расчет сопряжений рубашки с корпусом

Рубашечную поверхность теплообмена выполняют в виде U-образной рубашки (см. рис. 7). При этом сопряжение (соединение) рубашки и корпуса осуществляется при помощи кольца.

Расчетное давление для рубашки равно p₂ и расчетное давление для сосуда p₁, если p₁ > 0.

Рисунок 7 – Сосуды с U-образной рубашкой

а) – с сопряжением при помощи конуса; б) - с сопряжением при помощи кольца

3.1 Сопряжение рубашки с корпусом сосуда при помощи кольца

Рисунок 8 – Сопряжение рубашки с корпусом при помощи кольца

1. Определяем расстояние от середины стенки рубашки до наружной стороны стенки сосуда

где р₂ – давление пара в рубашке, МПа)

[σ]₂ - допускаемое напряжение для материала стенки рубашки при расчетной температуре, МПа

3) Определяем размер сварного шва между сосудом и кольцом при сопряжениях

=160,5 МПа

4. Определяем расчетные коэффициенты прочности сварного шва

4. Определяем параметры кольца

- относительный размер кольца

- относительное давление

- геометрический параметр кольца

φ_P0 - коэффициент прочности сварного радиального шва в кольце сопряжения

b₀ - ширина кольца

4. Определяем относительный момент нагружения

где А – коэффициент осевого усилия по формуле:

где d₁ – диаметр окружности сопряжения рубашки с днищем сосуда (рис.9). Диаметр окружности сопряжения рубашки с днищем сосуда должен удовлетворять условию

Рисунок 9 – Сопряжение рубашки с днищем

4. Определяем относительный реактивный момент в стенке сосуда

p₂>p₁>0, то в формулу подставляем p₁ = 0

4. Определяем относительный реактивный момент в стенке рубашки

, т.к.

4. Определяем относительный реактивный момент в месте сопряжения кольца со стенкой сосуда

4. Определяем допускаемое избыточное давление в рубашке определяем по формуле

4. Уточняем значение высоты кольца

3.2 Нагрузка от собственного веса.

Собственный вес вызывает в кольце осевое усилие

где - собственный вес сосуда и его содержимого, при том, что опоры располагаются на рубашке.

Проверку несущей способности от совместного действия осевого усилия и избыточного давления в U-образной рубашке следует проводить по формуле: