книги из ГПНТБ / Тордуа, Г. А. Машины и аппараты целлюлозного производства конспект лекций
.pdfтемпературе J
П„=г.б - запас прочности по пределу прочности; бт - шшиыальное значение предела текучести при расчетной
температуре,' |іѵ =1,5 - запас прочности по пределу текучести.
Для стальных отливок значение нормативного допускаемого напряжении долнно бить уменьшено:
а/ для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю качества
е 1,25 раза;
б/ для остальных отливок - в І,'і раза.
С - прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии, вели чина, которая устанавливается проектирующей организацией с учетом скорости коррозии и срока службы котла.
(С- 3-': ми - для биметаллических котлов).
Сс - прибавка по технологическим,монтажным и другим сображениям проектирующих организаций и заводов изготовителей с обоснованием во в технической документации проекта (С< = 0,1-0,09), формула для расчета £' применима при условии
где С- прибавка на коррозию.
Конические элементы сосу дов и аппаратов (см.рис.з), работающие под внутренним давлением, расчитываются по формулам, применяемым для определения толщины стенки сферического и конического
днищ,и берется наибольшее из полученных результатов /т.к.сопряжение цилиндриче ской части котла с кониче ской производится сфериче
ской поверхностью/.
Рис.З. Коническое днище
ТО -
H £j |
- ^ + c + rt |
|
= ~ r |
||
|
||
* « V - / |
|
&t |
|
Р 2) |
.+ С |
V* с’, |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
К |
- п з ( £)-г )А і/ ^ |
-tС -hсL |
||||
’ |
( |
Ч?0< У б;,. |
||||
|
||||||
Л = |
. ?^ |
^ - ojMj + /0.? ,S>'ndJ |
||||
^"-толщина сферического днища,
д%_ - толщина кониче
ского днища при°<- |
70® |
|||
«f-при |
70°. |
|
|
|
Принимается |
большее |
пэ |
||
двух величин |
^ и |
|
, |
|
где |
т - радиус |
торои |
||
дального перехода (сфе |
||||
рического) ; |
3 |
-вну |
||
тренний диаметр цилиндри |
||||
ческой |
части; |
|
|
|
^- расчетный диаметр
всм - для днищ с торои дальным переходом;
^■-коэффициент фор мы днища (определяется по графику из таблицы в зависимости от отношения
ѴЬ и угла
именяется от
1,1 ДО 14,0. ( $ -1,1
при ^д =0,5 и <£■?- 70°).
В формулах |
£Г__и |
у |
|
относятся к марадианалыюѵу иву. |
|||
Если |
|
|
|
|
(см.рис.3), то принимается |
||
у=І. Для |
отбортованной |
части рекомендуется |
|
||||
|
|
|
о , Щ & , |
|
|
|
|
|
<к - половина угла |
раствора конуса, определяется |
конструктив |
||||
но ; |
7 |
_ |
внутренний |
радиус отбортовки для д я й щ с |
тороидаль |
||
ным переходом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
? = (0,01 |
|
♦ 0,50) Ъ . |
|
|
(Для днищ с острым переходом |
*£ =0,013), |
|
|||||
і’Ормула |
справедлива при условии |
|
|||||
Определение толщины |
стенки |
верхней |
гороловины варочного |
котла |
||
/ннинеМ гороловины/ |
см.рис.4 |
|
|
|
|
|
Толщину стенки верхней Головины котла ыохно |
определить |
мри |
||||
Ц*- т: 1,2 по формуле |
|
|
+ с , |
|
||
а если сварная конструкция, то |
« V |
рР Ъ |
р |
■ ' |
|
|
(обозначения известны из расчета котла). |
^ |
.--- |
|
|||
При не соблюдении условия — - < / 3 |
е? - |
|
|
- І Ѵ с |
||
|
яе |
|
|
2. U |
<>,. |
|
а также можно принять формулу
для литой стали коээфициент
запаса п -2,6.1,^3, б1).
По расчетным данным толщина стенки горловины получается очень ма лая, поэтому, как правило, ее берут по конструктивным соображени
ям.
*}
Определение напряжения в биметаллическом корпусе еппа^лтіі
В настоящее время в производстве целлюлозы широкое примене ние находят аппараты,изготовленные из биметалла - из углеродистой и высоколегированной сталей. Изготавляется биметалл прокаткой причем адгезия сцепление) между слоями составляет 20»'Ю кГ/мм . Толщина так называемого плакирующего слоя из высоколегированной стали составляет 1,5-7,5 мм в зависимости от обпей толщины листа. Физико-механические свойства слоев разные,и поэтому с по- внмением температуры в этих слоях возникают разные напряжения.
Рассмотрим расчетную охену , см.рг.-, ~ . |
|
|
||||
Даням* участок достаточно удален от днищ и фланцев. |
К - |
радиуе, |
||||
толщина основного |
слоя, |
^ |
- планирующего, |
- |
внут |
|
реннее давление, оеяовпоИ |
слой |
нагрет |
до |
-?л . п |
плапиіующий |
|
л) Химическое и нефтяное машиностроение, 1аг^, If 7 стр.16. Дохявский В.М. К расчету ооеччек аппаратов из двухслойных стплей.
до г- . Коэффициент удлинения слоев соответственно равен -o',
Рис.5. Расчетная схема биметаллического корпуса аппарата.
Из условия равновесия ("от внутреннего давле ния) следует:
s± - pR ■ (I)
Из условия совместности деформаций различных
слоев материала -
сі |
|
|
Яг |
|
Из |
(I) и |
(?) |
находим |
|
(У |
- |
У к |
|
-■ (3) |
і |
к -i- у7 |
|||
<г,- |
тГ- |
, 00 |
||
X |
|
U + |
( f / |
|
где |
|
&о= р А - |
|
|
If |
|
|
|
; |
{- E l |
|
|||
К - -
Е.
Рассмотрим случай, |
имепщий практически важное |
пачение,когда |
|||
У > 0, По упрощенным методам вычисляет |
только |
напряжение вго , |
|||
причем полагает, что всегда <3~„> 6[ и ^ > б х . |
|
||||
Сопоставляя |
6". и еГ |
) можно установить |
тот диапазон температур, |
||
при котором выполняется условие |
|
|
|
||
|
|
в; |
с о |
|
|
при |
I' - У ^ - 4. |
уравнение |
0 0 |
преобразуется |
|
|
|
Р |
- |
|
(5) |
|
|
|
|
|
|
Для варочных котлов в рабочих температурах условие (9) выполняетоя. Величава напряжения 6^ настолько мала, что ею можно пренебречь. Поэтому при расчете корпуса биметаллического котла толцину плангрувіцего слоя в расчет брать нельзя. Это наглядно видно аз примера.
Диаметр котла - |
|
600 см; |
|
Р =12,5 кГ/см1'; |
||
|
■4-0,5 См; |
|
4 = 3,0 |
см; |
/?-Г50°0; |
|
|
-1 2 ,7 .ІО*6 ; |
|
-16,8 .10 -'’ ; |
t |
||
£ |
= Г,99.10”® ; |
|
|
|
|
|
о г чД2«5«Ж10... - |
1250 кГ/сы^ |
; |
|
|||
0 |
3,0 |
|
|
|
’ |
|
f- |
I>87.I0"6 .i|,I.I0“6- m |
0 |
кГ/см^• |
|||
К |
-0 166; |
Ѵ' -=0,9'і ; |
|
|
|
|
e;4-UÄl*(USâtü*äi*I25Q_ -■ I 2 w |
кГ/ои ’; |
|
1 |
I,I |
|
€Г |
XIifQ=I£5Q_ . іоо k F/c m 2 |
a |
*I,I
при температуре |
иорпуса I65°C |
=0. |
|
Расчет толщины биметаллического корпуса иногда производят с |
|||
учетом ааяэіного |
слоя. При этом допускается о<<= с/ |
, |
|
а суммарное допускаемое напряжение определяется по |
формуле |
||
|
Г б 7 - fc1,-Si + [s lb Sb |
НЛИ |
|
|
J‘a» " |
5.+ ^ |
|
|
'l’ ly. ’ Н ъ |
ь |
■ |
bin формула с некоторым прнблнхениеи могут бить приняты лишь при
рабочем режима аппарат*? блязшн к температуре |
монтажа корпуса |
|
( S г £Ю°С), |
|
|
расчет |
крышки котла. |
|
Описаяие нетаяинѵрованной крникн котла см.£з],сгр. Iчі . |
||
Плоские Еругдм'' |
:*і9кя, присоединяемые на |
бслта*- к фланну, |
расе чете иаетеп иске, |
дэ внутреннего дя»'"»ниа |
а1'іч'аті- |
+ C .
|
|
ß. = l'«' X l j s j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P > C > [ff]см.стр. 9, IO, T . |
||||||
|
|
|
|
|
- |
толщина крыикв* |
||||
|
|
|
|
|
- толщина крышки е |
|||||
|
|
|
|
вместе уплотненія; |
|
|||||
|
|
|
|
Ч п - |
средний диаметр j |
|||||
|
|
|
|
расположения прокладке; |
||||||
|
|
|
|
О- - диаметр располояе- |
||||||
|
|
|
|
ния центра болтов; |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
определяется |
по гра |
|||
|
|
|
|
фику в зависимости от от |
||||||
|
|
|
|
ношения |
Л |
|
|
н |
||
|
|
|
|
|
|
|
ТВГ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
? К - 0,5 ; |
|
|
|
|
|
|
|
- эффективная |
шяря- |
|||
|
|
|
|
на уплотнения в ем. |
|
|||||
|
|
|
|
Для плоски* прокладок при |
||||||
|
|
|
|
|
£ - 1, 5 ии ■ |
|
||||
|
|
|
|
где |
£ - ширина проклад |
|||||
|
|
|
|
ки |
в |
см, |
при |
|
ё > |
1,5' |
|
|
|
|
|
5, |
|
Щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* ![«] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■Qf |
— I |
||
|
|
|
|
|
к, |
|
-/ . |
|||
І'исчетное |
определение |
|
|
|
|
/-55-. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
*9J ~ |
равнодействующая от |
внутреннего |
давления |
S P - |
-7^ |
Р • |
||||
|
V |
усилие для. предварительного |
сжатия |
|
|
1 |
|
|||
|
Л г - |
прокладки $ |
||||||||
|
|
кАр, |
А - коэффициент |
в зависимости от ма- |
||||||
теI мала имеет |
значение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поранит |
|
|
резина 13=0,5 |
|
|
|
|
|||
агрест |
|
- [{=;>,5 |
|
|
|
|
||||
|
- " - |
при |
твердости |
> |
75 |
|
||||
|
|
|
|
|||||||
‘fr 'роплист
ед.Шору к=І,0
35 -
Расчет болтового соединения
Расчетное растягивавшее усилие в болтах в общем виде можно
определять |
формулой : |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
при затяжке |
соединения |
|
|
|||
значение |
з > |
должно |
быть не менее |
.9? г 0,5?' -\С,? , |
|||||
|
|
|
при рабочих условиях |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
4 $ . |
|
|
|
где |
|
расчетная |
сила |
от давления среды в кгс |
|
||||
Р - давленіе-среды в кТ/см ; |
|
|
|
||||||
Э*-средний диаметр уплотнения в см ; |
|
|
|||||||
3^'- усилив |
для предварительного |
сжатия |
прокладки, |
|
|||||
|
|
|
<Рп'^ 7 Г $ 1 , - « Р ; |
|
|
|
|||
4 - |
эффективная ширина уплотнения |
в см; |
|
||||||
|
£}-£ |
при |
|
& - 1,5 см |
и |
=1,2^6 |
при |
||
|
|
1,5 |
см, |
& |
- |
ширина прокладки в см. |
К -коэф |
||
фициент, зависящий от материала и конструкции прокладки; |
|
||||||||
К = 2,5 для прокладок: асбестовый картон, картон, паронит, пла |
|||||||||
стикат, |
кожа, |
фторопласт. |
|
К =1,0 для резины с твердостьг |
|||||
свыше 75 единиц по Шору» |
|
Af„- изгибавший момент от дей |
|||||||
ствия внешних |
нагрузок |
(для |
болтов крышки |
варочных котлов |
М ч -o') |
||||
М и~ |
следует |
учитывать |
при |
Ми |
|
|
|
||
ü J ^ b s y - o f S t p ' |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
9і |
' |
с > |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
о( - постоянная жесткости соединения. Для плоской резиновой про
кладки |
ct =0,8, а для |
остальных неметаллических прокладочных |
|||
материалов |
d =1,45; |
|
|
|
|
# - удельная нагрузка на прокладку |
для прокладочных материалов |
||||
асбестовый картон, картон, |
паранит, пластикат, кожа, фторопласт, |
||||
# = 200 кГ/см2, резина |
твердостьв |
овыше |
75 единиц по |
Шорт, |
|
I =15 кГ/см2. |
|
|
|
|
|
Диаметр |
расположения болтовой окружности |
определяется |
по фор |
||
муле: |
|
ot5зщ |
|
|
|
2 , = / я, |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
- |
16 - |
|
|
|
|
у.-Л*’ |
|
|
|
|
где |
~ внутренний диаметр фланца, равен внутреннему диаметру |
||||||||||
горловины |
аппарата; |
tf - коэффициент,зависящий |
от |
величины |
|||||||
Р, При Р |
- |
16 кГ/см2 |
|
У |
=1,11} |
|
16 < Р ^ |
25 кТ/сы2 |
|||
^ =І»25' |
|
размер |
^ |
■ |
|
|
|
ближайшего |
стандартного |
||
Полученный |
|
округляется до |
|||||||||
размера, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетный диаметр болтов |
|
в см |
определяется |
из выраже |
|||||||
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , 6 , |
|
|
|
|
|
Полученный |
размер1 округляется' до |
ближайшего стандартного |
|||||||||
размера по внутреннему диаметру резьбы. |
|
|
|
|
|||||||
Э г - наружный |
диаметр |
горловины. |
|
|
|
|
|
||||
Число болтов определяется |
по трем формулам исходя из условия: |
||||||||||
|
|
|
затяжки |
соединения: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
_ |
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
~ Iе]г°Fr |
|
|
лс |
|
|
|
|
|
|
рабочих условий; |
д? =. |
|
|
|||||
рекомендуемое |
расстояние |
между |
центрами |
болтов: |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
-г _ 7Т&Г |
|
|
|||
где |
[б]и и[е]* - допускаемые |
напряжения в болтах соответ |
|||||||||
ственно при 20°С и рабочей температуре болта кГ/см2 ; |
|
||||||||||
Fs - площадь |
поперечного сечения по внутреннему диаметру резьбы; |
||||||||||
€ - расстояние между центрами болтов. |
|
|
|
||||||||
Для |
варочных котлов |
можно |
принять |
/ =(3*3 |
|
|
|||||
Число болтов |
|
2 - принимается наибольшее из трех расчетных с |
|||||||||
округлением его |
до"ближайшего |
большего |
числа,кратного четырем. |
||||||||
Определение толщины фланца верхней ('нижней )горловины котла.
Для горловин варочных котлов и других аппаратов применяете* цельные или сварной конструкции плоские фланцы.
публична
- п "Лулчно-тѳ*нкче.
библиотека C l
®КЗЕРЛП/)У'--: —1 Л Ь Н о г --' р .
Расчетная cxeua фланца изображена на рис.'/.
Расчатныі наружен! диамв^гр |
*3^ = |
Ч |
' а > |
||||
а - s u n n |
от діаметра |
болтов. |
|
|
|
|
|
d t |
21» |
27 |
ЭО |
36 |
'12 |
'18 |
|
с |
45 |
50 |
55 |
70 |
80 |
90 |
|
»;•: -а*і |
г |
**І-.«* I |
|
'■1 инад*/- |
? |
•; н е |
! |
.'~л TNM j
Приведенная нагрузка на фланец при эатякке соединения"
, y ^ J ------- (| £ |
- |
т ) ^ ' , |
" |
|
|
|
9.. |
||||||
4 |
К-1 |
|
S') |
|
Ѵ Э„ |
' |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведя иная |
нагрузка |
на фланец |
при рабочих условиях |
|
|||||||||
Вспомогательная |
величина |
при |
затяжке |
ооедйнения |
9® |
|
|||||||
м' /смр/ |
ф |
_ |
|
( . |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
~ |
( S ^ h ■ |
|
|
|
|
|
Р |
Р |
||
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|||
Попоногательная величина при рабочих условиях в мс/см / |
|||||||||||||
|
|
Ф — èjLy' |
|
? |
? |
|
|
■* |
|||||
|
|
't - |
|
т<• |
|
^ |
= Л ^ |
||||||
Пспомотгельная |
величина А і |
|
/ Сиѵ |
^ |
|
||||||||
|
где |
|(= |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
‘"Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
определяемый |
по графику /~7/, стр.566 ; |
||||||||
- коэффициент, |
|||||||||||||
- коэффициент,определяемый по графику |
[ 1 J , стр.566 ; |
||||||||||||
|
- толщина части обечайки, соединяемой е фланцем, которая |
||||||||||||
должна быть не менее толщины обечайки аппараіа |
■ в м/сіі/. |
|
|||||||||||
Для дальнейших расчетов принимается большая величина из Щ |
|||||||||||||
ИіЦ . |
расчетная |
толщина фланца |
|
в Ы/см/определяется по |
|||||||||
Формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
' Р - М - Ч Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
I |
|
|
|
|
^ |
|
|
=0,27]/4 f » ’ |
|
|
||
•\ рпечетпуо |
принимается |
большая |
величина. |
При |
|
> р д з д |
|||||||
|
|
,1 |
|
- |
~п |
|
|
• |
^ |
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'= о,къI |
|
|
||
из дпух величин беретсп большая. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Ррочот крепления нижней выдувной сигарѣ (колена) с |
||||||||||||
|
|
нижней |
горловиной |
котла' |
|
|
|
|
|||||
Расчет г-илтового соединения нижней горловины котла, вэ кото-
рого масса удаляется пымнвкой, производится аналогично верхней
горловине. При работе котлов с выдувкой следует проверить стыковое соединение на нераскрытие от действия рѳактивпого момента, вояни-
кпшщрго пни выдувке массы из |
котла. |
______ _______________ - |
|
|
|
Г*й. публичная |
|
- П |
- |
я»уч*1#-тохи..--!-.-.* л |
|
|
|
библи^теча ■- |
- р |
|
|
ЭКЗСГ..П..Г.? |
|
|
|
Ч И Т А Л ’.:'^го |
C J л А |