3.4. Расчет элементов корпуса, нагруженных наружным давлением

В тонких стенках аппаратов, работающих под наружным давлением (например, в аппаратах с рубашками или работающих при вакууме), возникают напряжения сжатия, т.е. возможно вдавливание стенки внутрь. Под действием критического давления поперечное сечение первоначально круглой формы искажается, становится волно­образным, что приводит к потере устойчивости.

Обечайки и днища аппаратов, работающих под наружным давлением, должны рассчитываться на устойчивость.

Принцип расчета заключается в проверке на устойчивость толщины элементов корпуса, полученных из ранее приведенных расчетов.

Расчетное наружное давление для элементов корпуса Pопределяют по формуле (3.3).

3.4.1. Расчет обечайки.

Исполнительная толщина цилиндрической обечайки должна удовлетворять условию устойчивости (рис. 3.5)

(3.15)

где - напряжение от сжимаемой осевой нагрузки, Па;- допускаемое напряжение сжатия, Па; - расчетное наружное давление на обечайку, Па;-допускаемое боковое давление обечайки, Па.

Согласно расчетной схеме рис. 3.5

3.16)

Допускаемое напряжение сжатия для заданной толщины:

(3.17)

где коэффициент определяют по формуле:

а параметр в зависимости от:

	25	50	75	100	125	150	200	250	500
	0,024	0,048	0,072	0,10	0,12	0,14	0,15	0,14	0,12

Рис. 3.5. Расчетные схемы элементов корпуса, нагруженных наружным давлением.

Допускаемое боковое давление для цилиндрических (средней длины) обечаек корпусов вертикальных аппаратов, работающих в области упругих деформаций, т. е. при

, (3.18)

составляет

(3.19)

где - расчетная длина цилиндрической обечайки, определяемая по схеме рис. 3.6 при соблюдении условий 2 мм и 2 мм.

Рис.3.6. Схема к определению расчетной длины обечайки.

Для аппаратов с эллиптическим днищем расчетная длина обечайки:

где ,,- см. табл.5 приложения.

Для аппаратов с коническим отбортованным днищем (с рубашкой)

,

Здесь (см. табл. 6 приложения),

Если условие (3.18) не соблюдается, то допускаемое боковое давление определяют по формуле:

, (3.20)

где

. (3.21)

При проверочном расчете на устойчивость по формуле (3.18) принимают равной толщине обечайки , определенной при расчете на внутреннее давление. Если условие устойчивости (3.18) при заданной толщине стенки обечайки не выполняется, то эту толщину определяют по формуле:

(3.22)

3.4.2. Расчет эллиптической крыши (днища)

Исполнительная толщина стандартной эллиптической крышки (днища), работающая в области упругих деформаций, т.е. при

(3.23)

равна

(3.24)

где ;К_Э - коэффициент, зависящий от:

	50	100	150	200	250	300	350	400
	0,90	0,92	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,98

Если условие (3.23) не выполняется, то

(3.25)

где

3.4.3. Расчет конического днища

Исполнительную толщину конического днища проверяют на устой­чивость при действии наружного давления, согласно рис. 3.5, в , по формуле:

, (3.26)

где - определяют по формулам (3.19) и (3.20), в которых заме­няют на

на

на (-диаметр отверстия в днище (по заданию)).