4. Оценка надежности выбранного варианта компоновки аппарата

Интенсивность отказов для аппарата с механическим перемешивающим устройством:

λ_Σк = λ_к + λ_л = 2,0 · 10 ^{– 5} + 2,5· 10 ^{- 5} = 4,5 · 10 ^{- 5}, час ^{- 1}

=

= 5,0· 10 ^{- 5} + 2,0 · 10 ^{- 5}+ 3,0 · 10 ^{- 5}+ 0,8· 10 ^{- 5} + 1,0· 10 ^{- 5} = 11,8 · 10 ^-5, час ^{- 1}

λ_Σ = λ_Σк + λ_Σпр = 4,5· 10 ^{- 5} + 11,8· 10 ^{- 5} = 16,3 · 10 ^-5, час ^{- 1}

где λ_Σк, λ_Σпр – суммарные интенсивности отказов корпуса аппарата и его привода с перемешивающим устройством, соответственно, час ^{– 1};

λ_Σ – суммарная интенсивность отказов аппарата в целом, час ^{– 1}.

Средняя продолжительность безотказной работы (наработка на отказ) аппарата T_ср связана с вероятностью Р_АП (T) соотношением:

_{. (7)}

Продолжительность периодов эксплуатации аппарата между обслуживанием и плановыми ремонтами.

(8)

Примем Р^пр = 0,8.

2. Технический проект

   1. Расчёт элементов корпуса аппарата

      1. Определение коэффициентов сварных швов и прибавки для компенсации коррозии

Оболочки аппаратов изготавливаются из стальных листов сваркой. Прочность материала в зоне сварного шва снижается из-за термического воздействия электрической дуги и ряда других факторов. В прочностные расчёты вводится коэффициент прочности сварного шва φ = 0.9

Элементы аппарата, находящиеся в контакте с рабочей средой, из-за коррозии с течением времени уменьшаются по толщине. Прибавка для компенсации коррозии к расчётным толщинам конструктивных элементов определяется по формуле:

c = П · Т_а, (9)

где с – прибавка для компенсации коррозии, м;

П – скорость коррозии, м/год;

T_a – срок службы аппарата, лет.

c = П · Т_а = 0,1∙10^-3 · 10=1,0 ∙10^-3 м=1,0 мм

2. Определение расчетной толщины стенок оболочек из условия прочности

Расчету подлежат элементы корпуса: цилиндрическая обечайка, эллиптическая крышка, эллиптическое днище в местах сварки.

а) Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки, м:

(10)

где:

S_цр– расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки из условия прочности, мм;

р_рв – расчетное внутреннее давление, МПа;

D – внутренний диаметр обечайки, мм;

[] – допускаемое напряжение, МПа;

 – коэффициент прочности сварного шва.

б) Расчетная толщина стенки эллиптической крышки (днища) из условия прочности, м:

(11)

Полученные значения расчётных толщин стенок подлежат сравнению с толщинами, рассчитанными из условия устойчивости и дальнейшему уточнению с учётом коррозии, и округлению до стандартной толщины листов.

3. Определение исполнительной толщины стенок оболочек

Окончательно исполнительную толщину стенки подбираем из ряда значений стандартной толщины листов с учетом расчетных значений, прибавки для компенсации коррозии – с, прибавки для округления толщины листа до стандартного значения, с₁.

Получаем:

а) для цилиндрической оболочки:

S_ц = S_цр + с + с₁ = 7,39+1,0 + 1,61 = 10 мм → u=0,8 мм,

б) для эллиптической оболочки (крышки, днища):

S_э = S_эр + с + с₁ = 7,37+ 1,0 + 1,63 = 10 мм → u=0,8 мм,

Таблица 4 – Параметры толщины стенок оболочек

Оболочка аппарата	Расчетная толщина стенки, мм	Прибавка на коррозию, мм	Минусовой допуск, мм	Исполнительная толщина стенки, мм
Корпус
Цилиндрическая оболочка	7,39	1	0,8	10
Крышка	7,37	1	0,8	10
Днище	7,37	1	0,8	10