1.6 Расчет сферической оболочки, нагруженной внутренним давлением

Рисунок 1.6 – Расчетная схема сферической оболочки, нагруженной внутренним давлением

Расчетная толщина стенки:

(1.6.1)

Исполнительная толщина стенки:

(1.4.2)

мм

Допускаемое давление:

В рабочем состоянии

(1.4.3)

МПа

При испытании

(1.4.4)

МПа

Так как 1 МПа < 1,43 МПа, то исполнительной толщиной стенки следует считать s_с = 5 мм.

2 Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки корпуса, находящейся под рубашкой

2.1 Расчет цилиндрической оболочки d2 под внутренним давлением

Рисунок 2.1 – Расчетная схема цилиндрической оболочки аппарата, нагруженной внутренним давлением

Расчетная толщина стенки:

(2.1.1)

Исполнительная толщина стенки:

(2.1.2)

мм

Допускаемое давление:

В рабочем состоянии

(2.1.3)

МПа

При испытании

(2.1.4)

МПа

Так как 0,5 МПа < 0,71 МПа, то исполнительной толщиной стенки следует считать s = 5 мм.

2.2 Расчет цилиндрической оболочки d2 под внешним давлением

Рисунок 2.2 – Расчетная схема цилиндрической оболочки аппарата, нагруженной внешним давлением

Принимаем расчетную температуру стенки со стороны рубашки 120 ^оС

Рассчитаем допускаемое напряжение в рабочем состоянии:

, МПа

(2.2.1)

, МПа

при гидравлическом испытании:

, МПа

(2.2.2)

, МПа

Определим расчетную толщину стенки:

, м

(2.2.3)

Коэффициент К₂ определяется по номограмме, для определения по номограмме, необходимо рассчитать коэффициенты К₁ и К₃, которые рассчитываются по следующим формулам:

(2.2.4)

(2.2.5)

Где , МПа, МПа

Отсюда К₂ = 0,18

м = 1,44 мм

Определим исполнительную толщину стенки:

(2.2.6)

мм

Проверка:

Рассчитаем допускаемое давление из условий прочности:

При рабочем состоянии:

(2.2.7)

МПа

При испытаниях:

(2.2.8)

МПа

Рассчитаем допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости при , где мм

При рабочем состоянии

(2.2.9)

Где n_y=2,4 коэффициент запаса устойчивости в рабочем состоянии

МПа

При испытаниях

(2.2.10)

Где n_y=1,8 коэффициент запаса устойчивости при испытаниях

МПа

Допускаемое давление с учетом обоих условий:

При рабочем состоянии:

(2.2.11)

МПа

При испытаниях:

(2.2.12)

МПа

Пробное давление при гидравлических испытаниях:

(2.2.13)

Условие устойчивости для цилиндрической оболочки выполняются для рабочего состояния (0,15 МПа < 0,43 МПа) и при испытаниях (0,24 МПа < 0,6 МПа). Таким образом, s₂ = 6 мм следует считать исполнительной толщиной стенки. Так как при расчете цилиндрической оболочки под внутренним давлением толщина стенки составила 5 мм, а при расчете под внешним давлением - 6 мм, то исполнительную толщину стенки принимаем равной 6 мм.