2 Основные расчеты

2.1 Расчётное давление

Согласно п. 2.1 ГОСТ 25867-83 расчёт проводится следующим образом.

Расчет цилиндрических обечаек на внутреннее избыточное проводят по ГОСТ 14249-89. Расчётное давление для рубашки равно Р2 и расчётное давление для сосуда Р1, если Р1 > 0.

Расчёт цилиндрической обечайки сосуда на наружное давление проводят по ГОСТ 14249-89. При Р1 < 0 за расчётное давление для сосуда принимают Р1, а для обечайки и днища, закрытого рубашкой, Р2 +  Р1 .

При Р1 > 0 расчётное давление в зоне рубашки равно Р2 или Р2 - Р1.

Расчётную длину следует принимать по ГОСТ 14249-89.

Здесь Р1 - расчётное давление в сосуде при эксплуатации или испытании, МПа.

Если абсолютное давление больше атмосферного (избыточное давление), то Р1 > 0, если абсолютное давление меньше атмосферного (вакуум), то Р1 < 0.

Р2 - расчётное давление в рубашке в состоянии эксплуатации или испытания, МПа.

2.2 Расчётное давление внутри корпуса аппарата

(1.1)

где Ра - рабочее избыточное давление в аппарате. МПа;

Рг - гидростатическое давление среды, МПа.

Если гидростатическое давление среды не превышает 5% от давления в аппарате, то его в расчете не учитывают.

Если < 5%, то принимают.

Гидростатическое давление столба жидкости в аппарате:

(1.2)

где - плотность среды в корпусе аппарата, кг/м3;- ускорение свободного падения, м/с2;

Н - высота столба жидкости в аппарате, м; см. п. 2.1 Н=Нж=30 см.

, что больше 5%.

.

2.3 Расчетное давление в полости рубашки

Гидростатическое давление столба жидкости в полости рубашки:

(1.3)

где - плотность среды в рубашке, кг/м3;- ускорение свободного падения, м/с2;

Н - высота столба жидкости в рубашке, см. рис. 9.1 и табл. 9.1 [7], Н=1,699 м.

, что меньше 5%.

.

2.4 Допускаемые напряжения

Допускаемое напряжение для материала корпуса и рубашки (сталь 08Х21Н6М2Т) при 20 0С и расчетной температуре соответственно:

Расчетное значение предела текучести для стали 08Х21Н6М2Т при 20 0С:

Допускаемое напряжение в условиях гидравлического испытания определяем по формуле [3]:

(1.4)

2.5 Пробное давление при гидроиспытании

Пробное давление при гидроиспытании корпуса реактора:

(1.5)

Пробное давление при гидроиспытании пространства рубашки:

(1.6)

2.6 Расчетное значение модуля продольно упругости

Модуль продольной упругости для материала корпуса и рубашки (сталь 08Х21Н6М2Т) при 20 0С и расчетной температуре, соответственно:

; .

2.8 Коэффициент прочности сварных швов

Коэффициент прочности сварных швов - для стыковой сварки, выполненной вручную с подваркой корня шва при контроле швов по длине до 50 %.

3. Расчет толщин стенок

3.1 Расчет толщины стенки рубашки

Расчетную (номинальную) толщину стенки обечайки рубашки определяем по формуле:

(3.1)

,

где Dр - внутренний диаметр обечайки рубашки, мм.

Исполнительную толщину стенки обечайки рубашки определяем по формуле:

,(3.2)

Принимаем исполнительную толщину стенки обечайки рубашки равной:

Проверяем условие применимости формул безмоментной теории:

(3.3)

,

что меньше 0,1 - условие применимости формул выполнено.

3.2 Расчет толщины стенки корпуса реактора

Расчетная (номинальная) толщина стенки обечайки корпуса реактора определяется по формуле:

(3.4)

где Dа - внутренний диаметр обечайки корпуса реактора, мм.

Исполнительную толщину стенки обечайки корпуса реактора определяем по формуле:

(3.5)

.

Берем исполнительную толщину стенки обечайки корпуса реактора равной: S=6 мм.

Проверяем условие применимости формул безмоментной теории:

(3.6)

,

что меньше 0,1 - условие применимости формул выполнено.

3.3 Расчет толщины стенки эллиптического днища (крышки) корпуса

Днище корпуса изготовлено из стали 08Х21Н6М2Т. Берем стандартное эллиптическое днище по ГОСТ 6533-78 с высотой , для которого расчетный параметр. Конструкция эллиптического днища представлена на рис. 3.1.

Рисунок 3.1 - Конструкция конического днища (крышки).

Расчетную толщину конического днища (крышки), нагруженного внутренним избыточным давлением, определяем по формуле:

(3.7)

Исполнительная толщина стенки днища (крышки) определяется по формуле:

(3.8)

Берем исполнительную толщину стенки днища корпуса реактора равной:=6 мм.

Проверяем условие применимости формул:

(3.9)

(3.10)

- условие выполнено;

- условие выполнено.