- •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 , весводы при гидравлических испытаниях и вес привода.
,
где g -ускорение силы тяжести, м/с; - масса обечайки, кг,
;
- плотность материала аппарата, кг/м(для сталикг/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).