- •Расчет аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением Методические указания
- •Механике
- •1. Задачи курсового проектирования
- •2. Состав и содержание курсового проекта
- •2.1. Содержание и оформление расчетно-пояснительной записки
- •2.2. Содержание и оформление графической части
- •3. Расчет оболочек, нагруженных внутренним и наружным давлением
- •3.1. Выбор материала аппаратов.
- •3.2. Определение расчетных значений давлений, температур, допускаемых напряжений и модуля упругости применяемых материалов
- •3.3. Расчет элементов корпуса, нагруженного внутренним давлением
- •3.4. Расчет элементов корпуса, нагруженных наружным давлением
- •3.5. Фланцевые соединения
- •3.6. Расчет фланцевых болтов
- •3.7. Устройства для присоединения трубопроводов, осмотра и установки аппаратов
- •3.8. Опоры и лапы аппаратов
- •3.9. Перемешивающие устройства (мешалки)
- •4. Пример расчета вертикального аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением
- •4.1. Выбор материала для обечайки днища и крышки
- •4.2. Определение толщины стенки обечайки, днища, крышки из условия прочности при действии внутреннего давления.
- •4.3. Расчет элементов корпуса, находящихся под действием наружного давления, на устойчивость
- •4.5. Подбор лап вертикального аппарата
3.7. Устройства для присоединения трубопроводов, осмотра и установки аппаратов
Для присоединения к аппарату трубопроводов и арматуры, а также для установки контрольно-измерительных приборов и смотровых окон используют штуцеры (рис.3.8). Они состоят из патрубка и фланца. Обычно штуцеры приваривают к аппарату. Kонструкция и размеры штуцера зависят от давления и рабочей среды. Размеры штуцеров, пpимeняeмыx для агрессивных сред при условном давлении до 4 МПа, приведены в табл. 13 приложения.
Укрепление
отверстий у штуцеров кольцами обязательно,
если
условный
диаметр патрубка
превышает
50
мм или
где
-
расчетный диаметр, S-
толщина стенки аппарата; С
- прибавка
на коррозию.
Для
отверстия в цилиндрической обечайке

Для
эллиптического днища:
,
где
-
радиус кривизны эллипса.
Для
конического днища:
,где
-
диаметр конической обечайки
у
отверстия.
Расчет укрепления отверстий в данном задании не рассматривается.
Люки и лазы предназначаются для освидетельствования, очистки и ремонта внутренней части аппаратов, а также для монтажа и демонтажа узлов, находящихся внутри аппарата, и для загрузки сырья.
Аппараты диаметром 800 мм и более должны иметь лаз для осмотра (рис. 3.9). Обычно лазы имеют диаметр 450-500 мм и только в крайнем случае 400 мм. Для проведения монтажа внутренних устройств без доступа в аппарат применяют люки диаметром не менее 150 мм, чтобы в них свободно проходила рука рабочего.


|
Рис. 3.9. Лаз с крышкой на болтах |
Рис 3.10. Опора вертикального аппарата с конической обечайкой |
3.8. Опоры и лапы аппаратов
Опоры служат для установки аппарата на фундамент. Опора имеет обечайку цилиндрической или конической формы (рис.3.10) и фундаментное кольцо из полосовой стали, приваренное к обечайке. Опору приваривают к корпусу аппарата сплошным швом. Такого типа опоры применяют главным образом при установке вертикальных аппаратов вне помещения, особенно при соотношении высоты аппарата и диаметра
.
При установке аппарата внутри помещения на полу применяют отдельные опорные лапы (рис. 3.11). Обычно аппараты устанавливают на четыре лапы, реже на три. Выбирают лапы по табл.14 приложения в зависимости от нагрузки.


|
Рис.3.11 Установка вертикального аппарата с помощью лап. |
Рис. 3.12. Вертикальный аппарат на подвесных лапах |
При
подвеске аппарата на несущей конструкции
или между перекрытиями применяют боковые
подвесные лапы (рис.
3.12),
которые выбирают по табл.15
приложения. Размещают подвесные лапы
на расстоянии

.
Удельная нагрузка на опорной поверхности
лап
не должна превосходить
2
МПа (Н/мм2)
для деревянного настила,
0,8 -
для кирпичной кладки,
2 -
для бетона,
100 -для
стали и чугуна.
Удельная
нагрузка (b
Н/мм
)
на опорных поверхностях лап рассчитывается
по формуле:
,
(3.31)
где
-
максимальный вес аппарата, Н;
-
площадь лапы, мм
(см. табл.
13,14
приложения).
Максимальный
вес аппарата
определяется
в условиях гидравлического испытания
(при заполнении аппарата водой) с учетом
дополнительных внешних нагрузок. В
данном задании на курсовой проект такой
дополнительной нагрузкой считается
вес привода, расположенного на крышке
аппарата:
.
В
этом случае
включаетв
себя
вес аппарата
,
вес воды
при гидравлических испытаниях
и вес привода
.
,
где
g
-ускорение
силы тяжести, м/с
;
-
масса обечайки, кг,
;
-
плотность материала аппарата, кг/м
(для стали
кг/м
);
объем обечайки (развертки), м
,

-крышки
и днища, кг (см. табл.
5,6
приложения);
-
масса рубашки, кг.
В
приближенных расчетах при Д
500-2000
мм массу рубашки можно принять равной
90-2200
кг.
Массу
дополнительных деталей аппарата
(фланцев, штуцеров и т.п.)
можно принять как
3% от
массы обечайки.
Вес воды определяется по формуле:
,
где
-
плотность воды, кг/м
(
кг/м
);VОБ
- объем обечайки, м
,
,
Н
-
высота обечайки, м;
-объем
крышки, днища, м3.
Принимать по формулам:
эллиптическая крышка (днище)
;
коническое днище с углом 90°
;
коническое днище с углом 60°
.
Bес
привода
если он крепится непосредственно на
крышке аппарата, определяется после
расчета привода. В противном случае
необходимо предусмотреть крепление
привода на специальных рамах (вне
аппарата).
