3. Механічний розрахунок

3.1 Розрахунок на міцність обичайки

Розрахунок на міцність обичайки полягає у визначені її товщини. Зробимо попередній розрахунок патрубка який слугує для подачі води.

Відповідно густина потоку за таблицями теплофізичних властивостей води:

Розрахунковий тиск:

Розрахункова температура:

, так якпри температурі < 250, то за розрахункову температуру приймаємо максимальну можливу температуру середовища при експлуатації.

Площа поперечного перерізу буде:

З іншого боку площа поперечного перерізу.

Приймаємо діаметр патрубка рівний: .

В даному випадку обичайка виконана із сталі Ст.20, має внутрішній діаметр:

Задамося товщиною обичайки, і визначимо тонкостінний чи товстостінний сосуд.

Отже, сосуд тонкостінний.

Для визначення коефіцієнта міцності необхідно дізнатися чи не є отвори для патрубків в обичайці рядом отворів.

Умова утворення ряду:

,

,

,

,

тоді вони не є рядом отворів.

Дізнаємося чи потрібно укріпляти ці отвори. Знайдемо мінімальне значення коефіцієнта міцності.

,

.

Визначимо гранично допустимий діаметр отвору:

Звідки можна сказати, що отвір- не потребує укріплень.

Визначимо мінімальну товщину стінки обичайки виходячи з умови міцності. Коефіцієнт міцності, який враховую послаблення одиночним отвором, знаходиться в залежності від параметра А за формулою:

;

.

Так як , то коефіцієнт міцності стінки обичайки, що ослаблена одиночним отвором, рівний:

Визначимо мінімальну товщину

;

.

Приймаємо зовнішній діаметр обичайки .

3.2 Розрахунок на міцність циліндричної камери

Розрахунок на міцність циліндричної камери полягає у визначенні товщини її стінки. В даному випадку камера має внутрішній діаметр

мм:

,

де- розрахунковий тиск, МПа,

= МПа,

- допустима напруга, МПа,

=140 МПа - при 130 ,

С – поправка на зменшення товщини стінки в результаті корозії металу, С=1 (мм).

Для подальших розрахунків приймаємо товщину стінки обичайки .

Перевіримо, чи не перевищує діаметр патрубка гранично допустиме значення :

,

де – діаметр отворів;

Необхідно з’ясувати чи утворюють ці отвори ряд:

- умова утворення ряду з двох чи більше отворів

- визначили у попередньому розрахунку.

Тому отвори не утворюють ряд.

– гранично допустимий діаметр незміцненного отвору:

де – мінімальне значення коефіцієнта міцності:

.

Отримаємо:

.

Так як ₀ < 0,67, тоді:

.

Таким чином .

Використаємо накладку:

Площа поперченного перерiзу накладки:

Повинна виконуватись умова:

Тому:

(м)

(м)

Приймаэмо , тодi

Визначимо товщину стінки циліндричної камери виходячи з умови міцності. Для цього спочатку визначимо:

;

.

Так як , то коефіцієнт міцності стінки камери, з укріпленним отвором, рівний:

Визначимо товщину стінки обичайки:

;

.

Приймаємо товщину .

3.3 Розрахунок на міцність правої еліптичної кришки.

Товщина стінки знаходиться за формулою:

h=0,09 - взято з прототипу,

В кришці немає отворів, тому коефіцієнт міцності буде дорівнювати одиниці:

- коефіцієнт міцності для еліптичної кришки без отворів.

тоді

Приймаємо товщину кришки рівною .

3.4 Розрахунок на міцність лівої пласкої кришки.

Товщина стінки плоскої кришки дорівнює:

;

=140 (МПа) – напруження, що допускається; = МПа; – коефіцієнт форми кришки (кришка приварена з однієї сторони по всій товщині); – коефіцієнт, який враховує наявність отвору; , де S товщина стінки обичайки. Тоді

,

=0,033

Знайдемо :

Отже, товщина кришки:

.

Приймаємо S = 15 мм.