6 Основная часть

Исходные данные:

Таблица 1.

Рапп	Рруб	tапп	tруб	Dапп	Dруб	Hапп	Материал	Форма крышки	Форма днища	d
0,7	0,6	180	200	1000	1100	3000	15ХМЮА	Эллиптическое	Эллиптическое	250

6.1 Выбор расчетных параметров:

6.1.2 Расчетное давление:

_р+g∙H∙10^-6 , МПа.

_р- рабочее давление, МПа.

f-плотность давления, МПа.

f-1000.

g-ускорение свободного падения.

g=9,8 .

Н-высота аппарата, м.

6.1.3 Расчетное давление в аппарате.

Расчетное давление в рубашке.

Р_руб=Р_р +g∙H∙10^-6 , МПа.

Р_р=0,7+1000∙9,8∙3000∙10^-6=30,1 МПа.

Р_руб=30,1 МПа.

6.1.4 Расчетная температура

t=t_ап=180°С.

t_руб=t=200°С.

1)t=t_ап-при температурной среды в аппарате меньше 250°С.

2)t=t_ап+50°С – если температура в аппарате больше 250°С.

3) t=20°С- если аппарат работает при минусовых температурах.

Допускаемое давление:

[σ]= σ^*∙η, МПа.

σ^*-нормативные допускаемые напряжения материала аппарата при расчетной температуре.

η- поправочный коэффициент, для сварных, стальных аппаратов.

η=1.

[σ]_ап=136, МПа.

[σ]_руб=134, МПа.

6.1.5 Модуль продольной упругости:

Е=1,8∙10⁵ МПа.

Е_руб=1,8∙10⁵ МПа.

φ- коэффициент прочности сварных швов.

φ=1.

6.1.6 Прибавка к толщине стенки:

С=С₁+С₂+С₃.

С₁-прибвка на коррозию, мм/год.

С₁=V∙τ.

V-срок службы аппарата, мм.

V=10÷15, лет.

τ-срок коррозии.

τ=0,1 мм/год.

С₁=10∙0,1=1.

С₂-прибавка на минусовой допуск проката.

С₂=0,8÷1 ,мм.

С₃-технологическая прибавка.

С₃=0 мм.

С=С₁+С₂+С₃=1+0,8=0=1,8 мм.

6.1.7 Давления испытания

Р_и=1,25 ∙P, МПа.

Р_ируб=1,25 ∙P_руб, МПа.

P-давление в аппарате, МПа.

[σ]²⁰-допускаемое напряжение материала аппарата при 20°С и при расчетное температурой.

Р_и=1,25 ∙0,7=0,93 МПа.

Р_ируб=1,25 ∙0,6=0,81 МПа.

6.2 Расчет цилиндрической обечайки нагруженной внутренним избыточным давление D=1000

6.2.1 Расчетная схема.

рисунок 2

6.2.2 Расчетная толщина стенки:

S_R= , мм.

Где:

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

Р- давление в обечайке, МПа.

φ-коэффициент прочности сварных швов.

[σ]_и- допускаемое напряжение материала в условиях испытания, МПа.

[σ]_и= ,МПа.

σ_τ-предел текучести материала, МПа.

σ_τ=240 МПа.

[σ]_и= =218,18 МПа.

S_R= = =2,58 мм.

6.2.3 Исполнительная толщина стенки.

S=S_R+C.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

S=2,58+1,8=4,38 мм.

Выбираем по сортаменту исполнительную толщину стенки S=6 мм.

6.2.4 Допускаемое давление

[P]= , МПа.

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

[σ]-допускаемые напряжения материала аппарата при расчетной температуре, МПа.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

[P]= = МПа.

[P_и]= , МПа.

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

[σ]_и -допускаемые напряжения материала в условиях испытания, МПа.

S-исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

[P_и]= = МПа.

Вывод: так как [P]≥P, [1,1]>0,7

[P]_и≥P_и , [1,8]>0,93 условие прочности выполнено.

6.3 Расчет цилиндрической обечайки диаметром 1000 мм, нагруженный внутренним избыточным давлением

6.3.1 Расчетная схема

рисунок 3

6.3.2 Расчетная толщина:

S_R=max

Где:

Р_р;Р_и - расчетное давление испытания, действующее на обечайку, МПа.

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

φ-коэффициент прочности сварных швов.

[σ];[σ]_и-допускаемые напряжения материала при расчетной температуре и в условиях испытания, МПа.

[σ]_и= , МПа.

σ_τ-предел текучести материала, МПа.

σ_τ=240 МПа.

[σ]_и= =218,18 МПа.

S_R=max

S_R=2,89 мм.

6.3.3 Исполнительная толщина стенки:

S=S_R+C.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

S=S_R+C=2,89+1,8=4,69 мм.

Выбираем по сортаменту исполнительную толщину стенки. S=6 (мм).

6.3.4 Допускаемое давление:

[P]= , МПа.

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

[σ]-допускаемые напряжения материала аппарата при расчетной температуре, МПа.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

[P]= МПа.

[P]_и= , МПа.

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

[σ]_и-допускаемые напряжения материала в условиях испытания, МПа.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

[P]_и= МПа.

Вывод: так как [P]≥P, [P]_и≥Р_и

[1,36]>0,7 [1,8]> -условие прочности выполнено.