4.2 Расчет днища теплообменного аппарата.

Рассчитываем эллиптическое днище аппарата.

Определяем радиус кривизны в вершине эллиптического днища:

Рис. 4.2.1 Эллиптическое днище

где - внутренний диаметр корпуса теплообменного аппарата;

h = 100 мм = 0,1 м – высота выпуклой части днища.

Определяем толщину выпуклого днища теплообменного аппарата, подвергающегося внешнему результирующему давлению:

где р = 0,8 – 0,2=0,6 МПа – результирующее внешнее давление, действующее на корпус аппарата.

К = 1,65 – фактор формы днища;

φ= 0,9 – коэффициент прочности сварного шва;

С= 0,003 мм – прибавка на коррозию.

Принимаем толщину днища, равной толщине цилиндрической части корпуса теплообменного аппарата δ = 0,008 м.

Определяем высоту цилиндрической части эллиптического днища:

Принимаем по ГОСТ 6533-68 Н = 40 мм.

Край цилиндрической части эллиптического днища будет испытывать такие же напряжения, что и край корпуса, а так как их толщина одинаковая, то в проверке оболочки днища нет необходимости.

Для сравнения проведем расчет днища корпуса сферической формы.

Рис. 4.2.2 Расчетная схема сферической оболочки

Определяем толщину стенки:

С учетом прибавки на коррозию и с учетом ранее произведенного расчета стенки корпуса теплообменного аппарата принимаем δ = 0,008 м.

Характеристики оболочки:

следовательно, оболочка тонкостенная.

следовательно, оболочка непологая.

Определяем цилиндрическую жесткость оболочки:

Составляем канонические уравнения метода сил:

Определяем перемещение края оболочки от силовых факторов:

Решаем каноническое уравнения:

из первого уравнения:

Подставляем полученное значение во второе уравнение:

Так как значения и получились положительными, то, следовательно, принятое на расчетной схеме их направление выбрано правильно.

Определяем напряжения на краю сферической оболочки.

Внутренняя поверхность:

продольное направление:

окружное направление:

наружная поверхность:

Проверяем действующие краевые напряжения:

Сравнивая эти напряжения с напряжениями, возникающими на краю цилиндрической части эллиптического днища, можно сделать вывод; нет существенного отличия в напряжениях, возникающих в днищах, при одинаковых толщинах их и давлении.

5 Расчет разъемных прочно-плотных соединений.

5.1 Расчет прокладки на не выдавливание из фланцевого соединения из фланцевого соединения.

В сварной аппаратуре среднего давления (при р_с 0,16, но 1,0 МПа) фланцы изготавливаются штамповкой или механической обработкой с последующей приваркой их.

Все фланцевые соединения по конструкции, материалам и способу закрепления стандартизованы (ГОСТ 12815-80, ОСТ 242426-79 и ОСТ 26-426-79).

Рис. 5.1.1 Схема к расчету плоской прокладки и болта в соединении с плоскими фланцами

Определяем полую силу, выдавливающую прокладку из фланца:

где δ = 0,002 м – толщина прокладки;

в = 0,04 м - ширина прокладки.

Материал прокладки – резина твердая:

Определяем силу трения, возникающую на поверхности фланца под воздействием нормального удельного давления , созданного в результате затяжки болтов.

где ƒ = 0,1 – коэффициент трения.

Прокладка не выдавливается из соединения, так как . Прокладка выбрана правильно.