Прочностной расчет горизонтального длинномерного аппарата (90

где Fэф = lэф × So = 457,7 ×18 = 8244 мм2 – эффективная площадь сечения укреп-

ленной кольцами жесткости обечайки;

Fк – площадь поперечного сечения кольца жесткости, мм2 [7].

Расчетная площадь поперечного сечения обечайки и пары колец жестко-

сти:

Fp = 2F к+F эф= 2 ×1600 + 8244 =11444 мм2 .

Момент инерции кольца жесткости I к = 2560000 мм4 [7].

Момент инерции эффективной площадки обечайки:

= -132,56 МПа,

где y1 – расстояние от центра тяжести расчетного сечения до обечайки, мм.

Условие σ 6 =132,56 МПа ϕ[σ ]=164,7 МПа соблюдено.

Напряжение в кольце жесткости [5]:

где y2 – расстояние от центра тяжести расчетного сечения до кольца жестко-

сти, мм.

11

Таким образом, условие σ к = 539,73 МПа ϕ[σ ]= 0,9 ×120 =108 МПа не со-

блюдено и укрепление колец жесткости необходимо.

Применяем кольцо жесткости, усиленное треугольной рамой (прил., рис.5).

Условие прочности укрепленного кольца жесткости [5]:

Имеем:

ϕ = 0 °

= 56,56 МПа;

σ к = 8,82 + - 0,022 ×3018 ×627000 ×118,8 = 225,55 МПа; 21101528

ϕ = 90 °

σ6 = -0,146 ×54,78 + 0,011× 2170 = 15,87 МПа;

σк = -8 - 0,011×10653,42 = 125,18 МПа;

ϕ = 120 °

12

σ6 = -0,5 ×54,78 - 0,0148 × 2170 = -59,5 МПа;

σк = -27,39 +157,67 = 130,28 МПа;

ϕ = 150 °

σ6 = -0,63×54,78 + 0,0004 × 2170 = -33,64 МПа ;

σк = -34,51- 0,0004 ×10653,42 = -38,77 МПа;

ϕ = 180 °

σ6 = -0,674 ×54,78 + 0,0013 ×10653,42 = -23,08 МПа;

σк = -36,92 - 0,0013 ×10653,42 = -50,77 МПа.

Расчет стержней укрепленных колец жесткости

В качестве стержней примем трубы наружным диаметром 80 мм и толщи-

ной стенки 6 мм.

Усилие в горизонтальном стержне треугольной рамы [5]:

N = f 6 ×Q = 0,32 ×627000 = 200640 H ,

где f 6 – коэффициент, определяемый по таблице [5].

Усилия в наклонных стержнях треугольной рамы [5]:

N = f 7 ×Q = -0,0752 ×627000 = -47150 H ,

где f7 – коэффициент, определяемый по таблице [5].

Условие прочности стержней:

речного сечения стержня.

Условие устойчивости стержней при N 0 :

13

найденной на графике кривой и вертикальной прямой, проведенной из конца отложенного на оси абсцисс отрезка, получим точку. Горизонтальная прямая,

проведенная из этой точки на ось абсцисс, даст значение ϕ1 , которое равно

0,78.

ца этого отрезка проводим вертикальную прямую до пересечения с кривой. Из точки пересечения проводим горизонтальную прямую. В пересечении этой прямой с осью абсцисс получим точку, соответствующую ϕ 2 = 1.

В условии устойчивости стержней при N 0 учитываем ϕt = ϕmin

Таким образом, условие устойчивости стержней при N 0 соблюдено.

Момент инерции стержня:

14

= 1819321210 78,58 мм 4 .

Прогиб емкости в средней части обечайки [8]:

Радиус инерции поперечного сечения обечайки аппарата [8]:

где F – площадь поперечного сечения обечайки аппарата, мм2 .

Гибкость обечайки аппарата [8]:

λ = μ × L = 1×13080 =

8,38 .

ix 1560

Таким образом, λ [λ] = 10 .

Для расчета конкретных конструкций колец жесткости используются гра-

фики, приведенные в прил., рис.6¸17.

16

Библиографический список.

1.Оборудование для промысловой подготовки нефти, газа и воды: Каталог.

М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. -19 с.

2.ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на проч-

ность.

3.Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств.

Примеры и задачи / М.Ф. Михалев, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко,

В.В.Зобнин. - Л.: Машиностроение, 1984. -301 с.

4. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Справочник. -М.-Л.: Гос. научн.-техн. изд-во машино-

строит. лит-ры, 1963. -470 с.

5.РТМ 26-110-77. Расчет на прочность цилиндрических горизонтальных аппаратов, установленных на седловых опорах.

6.Ост 26-2091-81. Опоры горизонтальных сосудов и аппаратов. Конструк-

ция, размеры и технические требования.

7.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1. -М.:

Машиностроение, 1980. -728 с.

8.Сборник задач по сопротивлению материалов / Н.М. Беляев,

Л.А.Белявский, Я.И. Кипнис и др. -М.: Наука, 1972. -258с.

17

Рис. 1

Рис. 2

19

Рис. 3

Рис. 4

20