17. Расчет полушаровых (полусферических) днищ, нагруженных внутренним давлением

Сферические днища подразделяют на полушаровые, сферические неотбортованные и сферические отбортованные. Из сравнения формул видно, что толщина полушарового днища в два раза меньше толщины стенки цилиндрической оболочки. Однако толщину стенки днища часто принимают равной толщине стенки цилиндрической оболочки, имея в виду удобство конструктивного соединения оболочек и высокое качество сварного стыкового шва.

Полушаровые (полусферические) днища используют в аппаратах  4 м

К числу недостатков полушарового днища, кроме сложности изготовления, следует отнести его значительную высоту по сравнению с диаметром, что приводит к увеличению габаритов аппарата.

R₁ = R₂ = Rc u = t = 

Учитывая, что для сварного аппарата

=[]

Rc = R + 0.5S, S=Sр + с

18. Торосферическое днище, нагруженное внутренним газовым давлением. Вывод формулы толщины стенки

ав – центральная часть, полусферическая, выполненная радиусом R_c;

вс –переходная часть, выполненная радиусом r;

Н – высота торосферического днища;

h – высота цилиндрического борта. Его назначение: удалить сварной шов от переходной части днища h=50-110мм.

D₁ – наружные диаметр днища. Типы стандартных тооросферических днищ: Тип А – R=D₁; Тип В – R=0.9D₁; Тип С – R=0.8D₁.

В переходной части возникают кольцевые сжимающие напряжения и меридиональные изгибающие напряжения. Они в r/R раз >, чем в полусферической части.

Для полусферы: σ = PR_c/2S – напряжения в центральной части торосферического днища.

С учетом напряжений в переходной части σ = =(PR_c/2S)К_пер;

К_пер – коэф. показывающий во сколько раз напряжение в переходной части > чем в сферической.

При σ = [σ]φ и R_c=R+0.5S и с учетом прибавки с толщина стенки торосферического днища

Для типа В: r/R = 0.19; K_пер = 1.3

19. Расчет эллиптических днищ

Эллиптические днища и крышки (рис.15), имеющие широкое применение в химическом аппаратостроении, делятся на два вида: а) эллиптические неотбортованные; б) эллиптические отбортованные.

Как уже отмечалось выше, главные радиусы кривизны эллипсоида вращения плавно изменяются от минимального значения на экваторе до максимального значения на полюсе, где:

R1=R2=Rc

а – высота цилиндрического борта 50-110 мм

Меридиональная кривая эллиптического днища выполнена по полуэллипсу. В прочностном отношении это днище выгодно по сравнению с торосферическом, т.к. напряжение по поверхности изменяется более равномерно вследствие постепенного изменения радиуса кривизны.

Толщину стенки эллиптического днища определяют в его вершине при максимальном радиусе:

Для стандартного днища H=0.25D

Rmax = D²/4H, тогда Rmax = D

Для стандартного днища

20. Расчет тонкостенной цилиндрической обечайки, нагруженной наружным давлением

Наружное давление более опасное, чем внутреннее. Под действием наружного давления корпус аппарата может потерять прочность и устойчивость.

Потеря прочности происходит в случае если напряжение достигает предела текучести

Устойчивость корпуса – это сохранение геометрической формы

Наружное давление может быть представлено в виде:

а) разряжение

б) в виде остаточного давления

Рнар = Ратм – Рост= 0,1 – Pост

в) в виде вакуумного давления

Рнар = Рвак

1. Расчетная схема

2. Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки:

Значение коэффициента К₂ определяется по графику (номограмме)

ГОСТ 14249-89 (с.11)

При этом коэффициент К₂= f(К₁, К₃)

n_у – коэффициент запаса устойчивости

n_у = 2,4 – для рабочих условий

n_у = 1,8 – для условий испытаний

Е – модуль продольной упругости

l – расчетная длина цилиндрической обечайки

l = L + 3l₃

l₃ = H/3 – для выпуклого днища

l₃ = D/6tg - для конуса без отбортовки (- половина центрального угла конуса)

l₃ = max {rsin; D/6tg} – для конуса с отбортовкой

3. Полученное значение толщины стенки должно быть проверено по допускаемому наружному давлению, которое определяется по формулам:

Где

4. Условие прочности и устойчивости Р  [P]