Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения:
Расчётная температура, T:
250 oC
Расчётное наружное избыточное давление в рубашке, p2:
0,1 МПа
Расчётный изгибающий момент, M:
0 Н м
Расчётное поперечное усилие, Q:
0 Н
Расчётное осевое растягивающее усилие, F:
0 Н
Результаты расчёта:
Допускаемые напряжения для сосуда:
Допускаемые напряжения для материала 12Х18Н10Т при температуре t = 250 oC (рабочие условия):
[]= |
154 МПа |
Модуль продольной упругости для материала 12Х18Н10Т при температуре 250 oC:
E= |
1,94∙105 МПа |
Допускаемые напряжения для рубашки:
Допускаемые напряжения для материала 12Х18Н10Т при температуре t = 250 oC (рабочие условия):
[]2= |
154 МПа |
Модуль продольной упругости для материала 12Х18Н10Т при температуре 250 oC:
E2= |
1,94∙105 МПа |
Расчет обечайки сосуда по ГОСТ 14249-89
Расчет №1:
Расчетное внутреннее избыточное давление в обечайке, p |
= 0 МПа |
Допускаемое давление:
|
= |
2 * 154 * 1 * (5 - 0) / (300 + 5 - 0) |
=5,04918 МПа |
5,04918 МПа 0 МПа
Заключение: Условие прочности выполнено
Расчет обечайки рубашки по ГОСТ 14249-89
Расчётная длина для расчёта от действия давления:
lp = 430 мм
|
= |
min{1.0, 9.45 * 300 / 430 * (300 / (100 * (5 – 0)))1/2} |
=1 |
Допускаемое наружное давление из условия устойчивости:
|
= |
20.8 * 10-6 * 1,94∙105 * 330 / (2,4 * 1 * 430) * (100*(5 - 0) / 330 )2.5 |
=3,646191 МПа |
Допускаемое наружное давление из условия прочности:
|
= |
2 * 154 * (5 - 0) / (330 + 5 - 0) |
=4,597015 МПа |
|
= |
4,597015 / (1 + (4,597015 / 3,646191)2)1/2 |
=2,856697 МПа |
2,856697 МПа 0,1 МПа
Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено
Расчет сопряжения рубашки с корпусом по гост 25867-83
|
=1.8 * (330 * (5 – 0))1/2 |
= 73,11635 мм |
Условие прочности сопряжения при помощи конуса:
|
12,5 мм 73,11635 мм. Условие прочности выполнено
Расчет рубашки от действия осевой силы и давления по гост 25867–83
Коэффициент осевого усилия:
|
=300 / 330 |
= 0,9090909 |
Допускаемое избыточное давление в рубашке при сопряжении с помощью конуса:
|
=12,5 / (330 * (5 – 0))1/2 |
= 0,3077287 |
Расчетный коэффициент прочности сварного шва (соединение при помощи конуса):
|
= 1 |
Расчетный коэффициент прочности сварного шва (для конусов типа а, б):
|
= 1 |
при
Коэффициент радиуса конической отбортовки:
|
Коэффициент длины сопряжения:
|
= 0,3077287 * 21/2 + 0.45 * 0 |
= 0,4351941 |
для
Коэффициент отношения прочности корпуса сосуда и рубашки:
|
= 1.25 * 154 * (5 – 0) * (300 * (5 – 0))1/2 / (154 * (5 – 0) * (330 * (5 – 0))) ** [(1 – 0 * 300 / (2 * 154 * (5 – 0)))1/2 + (1 – (0 – 0,1) * 300 / (2 * 154 * (5 – 0)) )1/2]
|
= 2,395209 |
Если в сосуде вакуум, то в формулу подставляют р = 0.
Коэффициент прочности:
|
=0,4351941 + min{1; 2,395209} |
= 1,435194 |
|
= cos(45) / 0,3077287 * ( (1 + 1) / (4 * cos(45)) + 0,4351941 * 1,435194) |
= 3,060002 |
|
=0.60 * (1 + 0.83 * 0 + 0.37 * 02)1/2 |
= 0,6 |
|
=1 + (0,6 / 0,3077287)2 |
= 4,8016 |
для
для
Коэффициент прочности:
|
=0.71 + 0.52 * 0 + 0,3077287 * 4,8016 |
= 2,18759 |
|
= 2,18759 * (1 + 1)1/2 |
= 3,09372 |
Коэффициент прочности:
|
=1 + (12 * 03 * (0.2 / 0,3077287)4) / (12 * 0,3077287 + 02 * max{0; (0.5 / 0,3077287)3 – 1}) |
= 1 |
Коэффициент прочности:
|
=max{1; min{1; 0.8 + 6.0 / (100 * 0,3077287)} + 0 / 2 * min{ 1; (4/3) / (1 + 0,3077287 * ( 1 + 5.5 * 0,3077287)) } } |
= 1 |
Относительная эффективная несущая длина конуса:
|
=min{0,3077287 / sin(45); ((1 + 1) / (4 * cos(45)))1/2} |
= 0,4351941 |
|
= 2,395209 * 1 + ((1 + 1) / (4 * 0,4351941 * cos(45)) + 0,4351941) |
= 4,455211 |
Коэффициент сопряжения при помощи конуса
|
=2 *((5 – 0) / 330)1/2 * min{3,060002; 3,09372; 4,455211} |
= 0,7533204 |
Допускаемое избыточное давление в рубашке при сопряжении с помощью конуса:
|
=2 * 154 * (5 – 0) * 1 / ( 330 + (5 – 0)) * 0,7533204 / 0,9090909 |
= 3,809327 МПа |
Осевое усилие в рубашке F при отсутствии опор вертикального аппарата равно нулю.
|
=|0,1 / 3,809327 + 4 * 0 / (3,141593 * 3,809327 * 3302 * 0,9090909)| |
= 0,02625135 |
Несущая способность от совместного действия осевого усилия и избыточного давления в рубашке определяется по формуле:
|
0,02625135 1.0. Условие прочности выполнено
Расчетная толщина стенки конуса:
|
=0,1 * 330 / (2 * 154 * 1 * 0,7533204 / 0,9090909 – 0,1) |
= 0,1293484 мм |
Условие выполнения прочности стенки конуса:
|
5 мм 0,1293484 мм. Условие прочности выполнено
Расчёт в условиях испытаний
Расчёт испытаний не выбран и не проводился.
Штуцер №2
Расчёт прочности узла врезки штуцера
Исходные данные
Элемент: |
Штуцер №2 |
Условное обозначение (метка) |
Штуцер №2 |
Элемент, несущий штуцер: |
Рубашка цилиндрическая №1 |
Тип элемента, несущего штуцер: |
Обечайка цилиндрическая |
Тип штуцера: |
Непроходящий без укрепления |
Материал несущего элемента: |
12Х18Н10Т |
Толщина стенки несущего элемента, s: |
5 мм |
Сумма прибавок к стенке несущего элемента, c: |
0 мм |
Материал штуцера: |
12Х18Н10Т |
Внутренний диаметр штуцера, d: |
20 мм |
Толщина стенки штуцера, s1: |
5 мм |
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию), cs:
|
0 мм |
Длина штуцера, l1: |
33 мм |
Смещение штуцера, Lш: |
215 мм |
Угол поворота штуцера, : |
180 градус |
Минимальный размер сварного шва, : |
5 мм |
Расчётные параметры размещения штуцера:
Ближайший штуцер
Название штуцера: |
Штуцер №1 |
Расстояние до стенки ближайшего штуцера, b: (для наклонных штуцеров определяется приближенно)
|
340 мм |
Угол : |
90 градус |
Коэффициенты прочности сварных швов:
Продольный шов штуцера:
l |
= 1 |
Шов обечайки в зоне врезки штуцера:
|
= 1 |
Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:
|
= 330 мм |
Расчёт в рабочих условиях
Условия нагружения:
Расчётная температура, T: |
250 |
oC |
Расчётное наружное избыточное давление, p: |
0,1 |
МПа |
Свойства материала элемента, несущего штуцер
Допускаемые напряжения для материала 12Х18Н10Т при температуре t = 250 oC (рабочие условия):
[]= |
154 МПа |
Модуль продольной упругости при температуре 250 oC:
E = |
1,94∙105 МПа |
Свойства материала штуцера
Допускаемые напряжения для материала 12Х18Н10Т при температуре t = 250 oC (рабочие условия):
[]1= |
154 МПа |
Модуль продольной упругости при температуре 250 oC:
E1 = |
1,94∙105 МПа |
Расчётная толщина стенки штуцера: |
||
|
=0,1 * (20 + 2 * 0) / (2 * 154 – 0,1) |
= 0,006495615 мм |
Допускаемое наружное давление из условия прочности:
|
= |
min{1.0, 9.45 * 20 / 33 * (20 / (100 * (5 - 0)))1/2} |
=1 |
Допускаемое наружное давление из условия устойчивости:
|
= |
20.8 * 10-6 * 1,94∙105 * 20 / (2,4 * 1 * 33) * (100*(5 - 0) / 20 )2.5 |
=3,184343∙103 МПа |
Допускаемое наружное давление из условия прочности:
|
= |
2 * 154 * (5 - 0) / (20 + 5 - 0) |
=61,6 МПа |
|
= |
61,6 / (1 + (61,6 / 3,184343∙103 )2)1/2 |
=61,58848 МПа |
61,58848 МПа 0,1 МПа
Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено