4. 4 Расчет и укрепление отверстий

Произведем расчет отверстия, не требующего укрепления:

; (56)

где s_р – толщина днища корпуса аппарата,

s_R – расчетная толщина днища корпуса,

;

Для данного реактора укрепление отверстий не требуется.

5 Выбор основных параметров и расчет болтов фланцевого соединения

Согласно [2] конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости от рабочих параметров аппарата. При р < 2,5 МПа и t < 300⁰С принимаются стальные плоские приварные фланцы. Поэтому выбираем плоские приварные с соединением шип - паз по ОСТ 26-426-79 с параметрами:

Фланец 80-10 ГОСТ 12828-79

D _ф = 195мм; D_Б= 160мм; D₁ = 138мм; D₂ = 121 мм;D₄ = 91 мм; h = 17 мм;

h₁ = 16 мм; z = 4 отв.

В качестве крепежных деталей во фланцевых соединениях принимаем болты М16, материал - сталь 35. В качестве прокладочного материала принимаем паронит.

Нагрузка, действующая на фланцевое соединение от внутреннего избыточного давления определяем по формуле [36]:

(57)

где - средний диаметр прокладки, м

, (58)

где D_n = 141 мм - диаметр прокладки;

b_n = 27 мм - ширина прокладки:

.

.

Реакция прокладки в рабочих условиях:

, (59)

где = 0,5 b_n = 0,0135 м - эффективная ширина прокладки

m = 2,5 - коэффициент по [6]:

.

Усилие от температурных деформаций:

, (60)

где - безразмерный коэффициент;

z_Б = 4 - количество болтов;

- площадь поперечного сечения болта;

= 1,99 ∙ 10¹¹ Па - модуль продольной упругости материала болтов;

- коэффициент линейного температурного расширения материала фланца;

- коэффициент линейного температурного расширения материала болтов;

- расчетная температура фланца;

- расчетная температура болтов.

Безразмерный коэффициент согласно [7] определяется по формуле:

, (61)

^, (62)

где у_n - податливость прокладки, м/Н;

у_Б - податливость болтов, м/Н;

у_Ф - податливость фланца, 1/Нм.

(63)

где S_n = 0,002 м - толщина прокладки;

Е_n = 2000 Па - модуль продольной упругости материала прокладки.

,

, (64)

где - расчетная длина болта, м.

, (65)

.

, (66)

где - безразмерный параметр

= 0,36 - коэффициент, [2];

= 19 - коэффициент, [2];

h - ориентировочная толщина фланца, м.

(67)

где = 0,055 - коэффициент, [2];

j – коэффициент:

. (68)

. (69)

.

Тогда

.

.

^.

.

Расчетная температура фланца и болтов определяем по таблице [2]:

_, (70)

, (71)

Болтовая нагрузка в условиях монтажа:

, (72)

где а - коэффициент;

q = 20 МПа - параметр прокладки;

[σ_Б]²⁰ =130 МПа - допускаемое напряжение для материала болтов.

. (73)

. (74)

.

.

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

, (75)

Проверим условия прочности болтов для условий монтажа и рабочих условий [2]:

, (76)

, (77)

где - допускаемое напряжение для материала болтов при расчетной температуре.

,

.

Условия прочности соблюдаются.