Ильменевского месторождения
.pdf104
|
|
Механический расчет отстойника |
||||
|
Расчет отстойника на прочность. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика |
|
|
|
Значения |
|
|
|
|
|
|
||
1. |
Основной материал, применяемый в изделии |
|
Сталь 0,9Г2С-6 ГОСТ 5520-79 |
|
||
|
|
|
|
|
||
2. |
Гайки |
|
Сталь 25 ГОСТ 1050-88 |
|
||
|
|
|
|
|
||
3. |
Шпильки |
|
Сталь 35ГОСТ 10-50-88 |
|
||
|
|
|
|
|
||
4. |
Диаметр аппарата |
|
3000 мм |
|
||
|
|
|
|
|
||
5. |
Давление |
|
1 МПа |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Температура |
|
70 |
0 |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет толщины стенки обечайки корпуса, работающей под внутренним давлением.
где
S p |
= |
|
|
PD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||
2 Эр − |
Р |
|||||||
|
|
|
||||||
|
S = S |
p |
+C |
; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
- допускаемое напряжение при t = 20 C, для стали 0,9Г2С
принимается равной =196МПа ;
|
р |
- коэффициент прочности для продольного и кольцевого швов, |
|
принимается равной фр =1;
Консорциум « Н е д р а »
105
С1 - прибавка к расчетной толщине для компенсации коррозии,
принимается равной |
С1 |
= 2мм ; |
С2 |
-прибавка к расчетной толщине на минусовой допуск по толщине листа, принимается равной |
|
С |
|
- сумма прибавок к расчетным толщинам стенок; |
Р |
- расчетное давление, Р =1МПа; |
|
D - внутренний диаметр корпуса, мм
С |
2 |
|
= 0,8мм
;
|
|
|
C = C |
+ C |
2 |
; |
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
С = 2 + 0,8 = 2,8 |
||||||
|
|
|
3000 *1*10 |
6 |
|
|
|
||
S |
|
= |
|
|
= 11,2мм |
||||
p |
2 *196 *1 −1*10 |
6 |
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
S = 2,8 +11,2 = 14мм |
||||||
;
Принимается S = 16 мм.
Проверим условия применения формул:
S − C |
0,1 |
|
D |
||
|
||
16 − 2.8 |
0,1 |
|
3000 |
||
|
0.0044 < 0,1 - Условие прочности выполняется.
Допускаемое внутреннее избыточное давление:
Консорциум « Н е д р а »
106
|
Р = |
2 |
p |
* (S −C |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
D + (S + C) |
|||
|
2 196*10 |
6 |
*1(14 − 2.8) |
||||
P = |
|
||||||
3000 + (14 |
− 2.8) |
||||||
|
|||||||
) ;
=1.8МПа
Т.к
Р
P
, т.е 1<1.8, то условие прочности обечайки по внутреннему давлению – Выполняется.
Расчет толщины стенки эллиптического днища, работающего под |
внутренним давлением. |
S |
1 p |
= |
|
|
P * R 2 − 0.5 * P
;
|
|
|
S |
= S |
+C |
|
|
||
|
|
|
1 |
|
1p |
1 |
|
|
|
|
|
C = C1 + C2 + C3 = 2 + 0,8 + 3 = 5,8мм |
|||||||
|
|
|
1*10 |
6 |
* 3000 |
|
|
||
S |
|
= |
|
|
= 11.2мм |
||||
1 р |
2 *1*196 |
− 0.5 *1*10 |
6 |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
S = 11.2+5.8 = 17 мм.
Принимаем S1 = 18 мм .
Проверим условие применения формул:
0,2 |
H |
0,5 |
|
D |
|||
|
|
Консорциум « Н е д р а »
107
0.002 |
S |
1 |
− C |
0,1 |
|
|
|||
|
|
D |
||
|
|
|
|
0,2 3000750 0,5 ;
0,2 0,25 0,5
H = 0.25* D 0,002
= 0.25*3000 =
S−C
10,1
D
750мм
;
0,002 0,0045 0.1
-Условие выполняется.
|
|
|
Расчет необходимости укрепления отверстий в обечайке. |
Расчет ведется для штуцера n ( Д у 450) и В ( Д у 200) . |
|||
D |
у |
− Д − |
для цилиндрических обечаек. |
|
|
||
Расчетный диаметр одиночного отверстия не требующего дополнительного укрепления.
Люк Д у 450
d0 |
= 2( |
S − C |
|
|
|||
|
|
S p |
|
|
|
d |
0 |
|
|
|
|
− 0,8)
Д р (S − C) ;
= 111,4мм .
Расчетный диаметр отверстия:
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум « Н е д р а »
108
d |
p |
= d + 2C |
S |
|
|
|
|
||
|
d |
p |
= 455.6мм |
|
|
|
|
|
|
114,4
455,6
- Условие не выполняется, поэтому рассчитываем укрепление отверстия.
Условие укрепления одиночных отверстий:
|
L |
|
= (S − S |
|
−C |
S |
)x +l |
2 p |
S |
x |
+ l |
3 p |
(S |
3 |
− S |
p |
+ C |
)x |
+ l |
p |
(S − S |
p |
−C) 0,5(d |
p |
− d |
0 p |
)S |
p |
|||
|
1p |
|
1p |
|
|
1 |
|
2 2 |
|
|
|
|
S1 |
3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Расчетные длины штуцеров: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
l |
= min l |
;1,25 |
(d + 2C )(S |
− C |
S |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 p |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
= min 150;1,25 |
(450 + 2*2.8)(10 − 2,8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
= min 150;71,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
= 71,6мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетная толщина стенки штуцера:
S |
1 p |
|
S1p
= |
P(d + 2C ) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
− p |
|
1 |
|
=1,81мм;
;
Расчетная ширина накладного кольца:
Консорциум « Н е д р а »
109
l |
2 p |
= min l |
2 |
; |
(D |
p |
(S |
2 |
+ S + C)) |
|
|
|
|
|
|
||||
l |
2 p |
min 200; |
(3000(12 +16 + 2.8)) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
2 p |
= min 200;274 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
2 p |
= 200мм. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2 p12мм - толщина кольца.
Расчетная толщина зоны укрепления в окрестности штуцера.
l |
p |
= |
0 |
|
|
Ширина зоны укрепления в обечайки.
|
0 |
= |
|
D |
p |
(S − C) |
|
l |
p |
= |
0 |
=198,9мм |
|||
|
|
|
|
|
|||
;
Определяем расчетный диаметр:
d0 |
= 0,4 |
Dp (S − C); |
|
lp = min 8;0,5 |
(d + 2C3 )(S3 +C3 −CS1 ) |
||
l |
3 p |
= min 8;25,5 |
|
|
|
|
|
l |
3 p |
= 8мм. |
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
110
71,6(16 −1,86 − 2,8)*1+ 200*12*1+8(10 − 2,8 − 2)*1+198,9(16 −12,2 − 2,8)0,5(455,6 − 79,5)*12,2
- Условие выполняются.
Допустимое внутреннее избыточное давление:
P = |
2K |
(S − C) |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
p |
+ (S − C)V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + |
|
l |
p |
(S |
1 |
− C |
S |
)x + l |
2 p |
S |
2 |
x |
2 |
+ l |
3 p |
(S |
3 |
− C |
3 |
− C |
S1 |
) |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
V = min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l p (S − C ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||||||
1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
d p |
|
− d0 p |
|
|
|
|
|
d + 2C |
|
|
|
|
|
|
l1 p |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
1 + 0,5 |
|
+ K * |
S |
* |
|
* |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
l p |
|
l p |
|
|
1 |
l1 p |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V = min 1;1,06 ,V = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
P = 1,71МПа , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
P
P, т.е1,71
1,6
- Условие выполняется.
Для штуцера В ( |
Д |
у 200) |
|
|
По (7.19) определяем расчетный диаметр отверстия.
d |
p |
= 209,4мм |
. |
|
|
d |
p |
|
d |
0 |
|
;
209,4<111,4 – условие не выполняется, поэтому делаем укрепление
Консорциум « Н е д р а »
111
отверстия.
Условие одиночного отверстия по (7.20).
Расчетные длины штуцеров:
l |
= min 100;1,25 |
(203 + 2 *3,2)* |
(8 − 3,2) |
1p |
|
|
|
l |
= min 100;39,6 ; |
|
|
1 p |
|
|
|
l |
= 39,6мм. |
|
|
1 p |
|
|
|
Расчетная ширина наклонного кольца:
l |
2 p |
= min 1000; 3000(10 +16 − 2,8) |
|
|
|
l |
2 p |
= min 100;263 |
|
|
|
l |
2 p |
=100мм. |
|
|
Расчетная ширина зоны укрепления в окрестности штуцера.
l |
p |
|
|
l |
3 p |
|
|
l |
3 p |
|
|
l |
3 p |
|
=0 =198,9мм.
=min 8;0,5
(203
=min 8;12,1 ;
=8мм.
+ 2 * 2,8) |
(8 − 3,2 − 2) |
Консорциум « Н е д р а »
112
39,6(16 −1,14 − 2,8)* 0,78 +100 *10 * 0,78 + 8(8 − 3,2 − 2)* 0,78 +198,9(16 −12,2 − 2,8)0,5(209,4 − 79,5 *12,2) 1588 792
-Условие выполняется.
Допускаемое внутреннее избыточное давление:
P = 1,71МПа V = min 1;1,06 ;
V = 1.P P,
Т.е условие выполняется для штуцера Б(
Д |
у |
|
350
).
d |
p |
d |
0 |
; |
|
|
|
111,4 > 362,6, т.е. условие не выполняется, поэтому делаем укрепление отверстия.
Условие укрепления одиночного отверстия определяется по формуле
Расчетные длины штуцеров:
Консорциум « Н е д р а »