1. Определение расчётных параметров химического аппарата.
1.1. Выбор конструкционных материалов.
Материал корпуса аппарата, рубашки, фланцев – 10X17H13M2T
Скорость коррозии П – 0.1 мм/год
Срок службы аппарата Та – 10 лет
Прибавка на компенсацию коррозии CК = П Та = 0.1 10 = 1 мм
Допускаемое
напряжение
= 139 МПа,
= 146 МПа
Модуль
упругости первого рода
МПа
Материал болтов – СТ35ХМ
Допускаемое
напряжение болтов
= 230 МПа
1.2. Определение пробных давлений.
Пробное давление для аппарата:
(1.1)
Пробное давление для рубашки:
(1.2)
1.3. Определение геометрических размеров аппаратов
Э
ллиптические
крышки получили наибольшее распространение
благодаря рациональной форме при
изготовлении сосудов и аппаратов,
работающих под давлением. Стандартная
эллиптическая крышка имеет форму
эллипсоида вращения и снабжена
цилиндрической отбортовкой (высотой
)
с целью удалить сварной шов от закругленной
части и не нагружать его изгибающими
напряжениями.
Рисунок 1.1 - Геометрические размеры аппарата
Высота крышки аппарата:
(1.3)
Высота отбортовки крышки:
Высота днища аппарата:
(1.4)
Высота отбортовки днища:
Высота цилиндрической части аппарата
-
объем эллиптической крышки,
-
объем
эллиптического днища.
Высота цилиндрической части корпуса:
Высота обечайки аппарата:
Принимаем
Высота цилиндрической части рубашки:
Диаметр рубашки:
1.4. Расчёт элементов корпуса аппарата.
1.4.1. Расчёт толщины стенки корпуса.
Корпусы аппаратов изготавливаются из листов проката, поставляемых металлургической промышленностью.
Стандартные значения толщин листов равны: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 45 мм и т.д. до 70 через 5 мм, а затем через 10 мм (стр.14).
Стенки корпуса
аппарата воспринимают внутреннее и
наружное давление. При воздействии
избыточного внутреннего давления
определяющим для толщины стенки является
условие прочности. (
])
(
- коэффициент сварного шва, φ = 0.9 для
соединения встык при сварке односторонним
швом)
При воздействии внутреннего давления:
При воздействии наружного давления тонкостенные оболочки могут изменить первоначальную форму раньше, чем напряжения сжатия достигнут разрушительной величины, т.е. произойдет потеря устойчивости формы оболочки.
В этом случае
расчетным условием для определения
толщины стенки является условие
обеспечения устойчивости оболочки с
требуемым запасом (
).
Атмосферное давление
.
Расчетное
наружное давление
Расчетная длина цилиндрической обечайки L p определяется как:
По результатам
расчетов толщину цилиндрической обечайки
принимают равной
Толщина стенки
днища
в
первом приближении можно считать равной
толщине цилиндрической обечайки:
.
Толщина стенки
крышки
в первом приближении можно считать
равной толщине цилиндрической обечайки:
При воздействии наружного давления:
МПа
мм
Выбираем
1.4.2. Расчёт толщины стенки рубашки.
Толщины стенок рубашки определяются при воздействии внутреннего
давления
в
рубашке.
Расчет ведется по
тем же формулам, что и для корпуса
аппарата призамене
на
(1.9)