6.4 Расчет цилиндрической обечайки диаметра 1000 нагруженный наружным избыточным давлением.

6.4.1 Расчетная схема.

Рисунок 4

6.4.2 Расчетная толщина стенки:

S_R=max

Где:

K₂-коэффициент определяется по монограмме в зависимости от коэффициента К₁ и К₃.

D-внутренний диаметр обечайки, мм.

Р- наружное давление, действующее на обечайку аппарата, МПа.

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

К₁= , МПа.

Где:

h_y - коэффициент запаса устойчивости для сварных, стальных обечаек.

h_у=2,4.

Е-модуль продольной упругости материала обечайки при расчетной температуре, МПа.

Р- наружное давление действующее на обечайку, МПа.

К₁= мм.

К₃=

Где:

L-расчетная длинна цилиндрической обечайки, нагруженная наружным давлением, мм.

D-внутренний диаметр обечайки, мм.

К₃= мм.

К₂=1,0

S_R=max

6.4.3 Исполнительная толщина стенки.

S=S_R+C.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

S=S_R+C=11+1,8=12,8 мм.

Выбираем по сортаменту исполнительную толщину стенки S=14, мм.

6.4.5 Допускаемое напряжение

[P]=

Где:

[P]_n-допускаемое давление из условия прочности, МПа.

[P]_E- допускаемое давление из условия устойчивости, МПа.

[P]_n=

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]_n= МПа.

[P]_E

Где:

Е-модуль продольной упругости материала обечайки при расчетной температуре, МПа1.

h_y= коэффициент запаса устойчивости для сварных, стальных обечаек.

h_у=2,4.

L-расчетная длинна цилиндрической обечайки, нагруженная наружным давлением, мм.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

В₁-коэффициент, выбирается по минимальному значению из формулы:

B₁ min=

Где:

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

L-расчетная длинна цилиндрической обечайки, нагруженная наружным давлением, мм.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

[P]_E МПа.

[P]=

Вывод: так как [P]≥P, 0,78>0,7- условие прочности и устойчивости выполнено.

6.5 Расчет эллиптической крышки нагруженной внутренним избыточным давлением

6.5.1 Расчетная схема.

рисунок 5

6.5.2 Расчетная толщина стенки:

S_R=max

Где:

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

R-радиус днища аппарата, мм.

φ-коэффициент прочности сварных швов.

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

[σ]_и=

σ_τ-предел текучести материала, МПа.

σ_τ=240 МПа.

[σ]_и= =218,18 МПа.

S_R=max

S_R=2,58 мм.

6.5.3 Испытательное давление.

S=S_R+C.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

S=S_R+C=2,58+1,8=4,38 мм.

Выбираем по сортаменту исполнительную толщину стенки S=6, мм.

[P]_p=

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

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

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

R-радиус днища аппарата, мм.

[P]_p= МПа.

[P]_и= , МПа.

Где:

ϕ-коэффициент прочности сварных швов.

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

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

R-радиус днища аппарата, мм.

[P]_и= = (МПа);

Вывод: так как, [P]_и≥P_и 1,82 > [P] ≥ P 1,14>0,7 -условие прочности выполнено.

6.6 Расчет эллиптической крышки нагруженной внутренним избыточным давлением

6.6.1 Расчетная схема.

рисунок 5

6.6.2 Расчетная толщина стенки:

S_R=max

Где:

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

R-радиус рубашки аппарата, мм.

φ-коэффициент прочности сварных швов.

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

[σ]_и=

σ_τ-предел текучести материала, МПа.

σ_τ=240 МПа.

[σ]_и= =218,18 МПа.

S_R=max

S_R=2,83 мм.

6.6.3 Исполнительная толщина стенки.

S=S_R+C.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

S=S_R+C=2,83+1,8=4,63 мм.

Выбираем по сортаменту исполнительную толщину стенки S=6, мм.

6.6.4 Испытательное давление.

[P]_P= , МПа.

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

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

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

R-радиус рубашки аппарата, мм.

[P]_P= МПа.

[P]_и= , МПа.

Где:

φ-коэффициент прочности сварных швов.

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

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

R-радиус рубашки аппарата, мм.

[P]_и= МПа.

Вывод: [P]_и≥P_и 1,66 > [P] ≥ P 1,03>0,7 -условие прочности выполнено.

6.7 Расчет эллиптической крышки аппарата, нагруженного наружным давлением

6.7.1 Расчетная схема.

рисунок 7

6.7.2 Расчетная толщина стенки:

S_R=max

Где:

K_Э- коэффициент для эллиптических крышек.

K_Э= 0,9.

R-радиус крышки аппарата, мм.

h_y- коэффициент запаса устойчивости.

h_y= 2,4.

Р- наружное давление, действующее на днище аппарата, МПа.

Е-модуль продольной упругости материала днища при расчетной температуре, МПа.

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

S_R=max

6.7.3 Исполнительная толщина стенки крышки.

S=S_R+C.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

S=S_R+C=5,37+1,8=7,18 мм.

Окончательная исполнительная толщина стенки крышки выбираю по сортаменту на листовой прокат S=8 мм.

6.7.4 Допустимое наружное давление.

[P]=

Где:

[P]_n-допускаемое давление из условия прочности, МПа.

[P]_E- допускаемое давление из условия устойчивости, МПа.

[P]_n= , 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]_n= МПа.

[P]_E= ∙

Где:

Е-модуль продольной упругости материала днища при расчетной температуре, МПа.

h_y- коэффициент запаса устойчивости.

h_y= 2,4.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

С-прибавка к толщине стенки, мм.

K_Э- коэффициент для эллиптических крышек.

K_Э= 0,9.

R-радиус днища аппарата, (мм).

[P]_E= ∙ = ∙ =1,95∙0,47=0,91 (МПа);

[P]= = =1,09 (МПа).

Вывод: [P]≥P 1,09>0,7-то условие прочности и устойчивости выполнено.

6.8 Расчет укрепления отверстий

6.8.1 Расчетная схема.

рисунок 8

6.8.2 Наибольший диаметр одиночного отверстия не требующий дополнительного укрепления:

d₀=2

Где:

S и S_R - Соответственно исполнительная и расчетная толщина стенки.

D- внутренний диаметр обечайки, мм.

С и С_u- Прибавка к толщине обечайки аппарата и штуцера.

d₀= = мм.

Так как d₀ меньше d, то необходимо произвести крепление отверстий.

6.8.3 Условное укрепление отверстия накладным кольцом.

Где:

e_1p и e_2p-расчетная длинна внешней и внутренней части штуцера, участвующих в укрепление отверстия.

S_ур- расчетная толщина укрепления кольца, мм.

S- исполнительная толщина стенки, мм.

S_R-расчетная толщина стенки, мм.

S_ш- толщина стенки штуцера, мм.

С и С_ш- Прибавка к толщине обечайки аппарата и штуцера.

D_p-расчетный диаметр укрепленного элемента днища, мм.

d_p-расчетный диаметр круглого отверстия штуцера, мм.

d₀-расчетный диаметр одиночного отверстия, мм.

d_p=

Где:

d-диаметр врезаемого врезаемого штуцера, мм.

С_ш- прибавка к толщине штуцера, мм.

r- Расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси днища, мм.

D_p-расчетный диаметр укрепленного элемента днищ, мм.

d_p= = =179,32 мм.

e_1p и e_2p-расчетная длинна внешней и внутренней части штуцера, участвующих в укрепление отверстия.

e_1p=min

e_2p=min

Где:

d-диаметр врезаемого врезаемого штуцера, мм.

С_ш- Прибавка к толщине штуцера, мм.

S_ш- толщина стенки штуцера, мм.

e₁ и e₂- это фактическая длинна внешних и внутренней части штуцера.

е₁=25 мм.

е₂=100 мм.

e_1p=min мм.

e_2p=min = мм.

Вывод:1579,86≥809,34 ??? ????????????????