Расчет окантовок бака окислителя второй ступени

1. Расход компонента _о = 20,56 кг/с.

2. Плотность компонента r_о = 1450 кг/м³.

3. Высота столба жидкости в баке h = 1,334 м.

4. Гидростатическое давление р = 4,759×10⁵ Па

Определяем ширину окантовки люка-лаза.

Принимаем толщину равной d₁ = 5 мм.

Радиус люка-лаза равен R_л = 0,2 м.

Расчет производим по формуле:

;

Примем h = 60 мм.

Определяем ширину окантовки отверстия под расходный трубопровод:

Определяем диаметр отверстия под расходный трубопровод:

F = _о / ( С × r_о) = 20,56 / (10× 1450) = 0.00142 м²;

d = 2 ( F / p )^0,5 = 2 ( 0.00142 / p )^0,5 = 0,04249 м ;

Примем d = 0,045 м ;

Принимаем толщину равной d₁ = 3 мм.

Радиус расходного трубопровода равен R_л = 0,0225 м.

Принимаем h = 15 мм.

Расчет тоннельных труб. Тоннельная труба 1-й ступени

Исходные данные:

Давление наддува в баке Г р_над = 0,4 МПа

Плотность горючего r = 1000 кг/м³

Коэффициент осевой перегрузки n_x = 4

Высота уровня жидкости в баке Г Н = 3,932 м

Длина тоннельной трубы l = 4,62 м

Материал трубы: алюминиевый сплав АМг6: Е = 0,71 10¹¹ МПа

Диаметр расходной магистрали окислителя d = 0,105 м.

1. Определяем величину внешнего давления, действующего на тоннельную трубу

Р_р = f (r×g× H×n_x + р_над) = 1,3×(1000× 9,81× 3,932× 4 + 4×10⁵) = 7,20×10⁵ Па

где f = 1,3 - коэффициент безопасности.

2. Определяем радиус тоннельной трубы

R_тр = d = 0.105 м

3. Определяем критическое давление для гладкой тоннельной трубы

Устойчивость гладкой тоннельной трубы недостаточна. Для повышения ее устойчивости на трубе выполняются гофры.

Рис. 11 Геометрические параметры гофрированной трубы.

Зададимся параметрами гофров: d_г = 2 мм, R_г = 12 мм, r_г = 10 мм, b_г = 0,25 м, h_г = 12 мм, r_г = 11 мм, r = 4 мм.

4. Определяем критическое давления для гофрированной тоннельной трубы

5. Определяем запас устойчивости тоннельной трубы

h = р_кр / р_р = 1,078×10⁶ / 7,20×10⁵ = 1,49

Тоннельная труба 2-й ступени

Исходные данные:

Давление наддува в баке Г р_над = 0,4 МПа

Плотность горючего r = 1000 кг/м³

Коэффициент осевой перегрузки n_x = 4

Высота уровня жидкости в баке Г Н = 1,342 м

Длина тоннельной трубы l = 1,56 м

Материал трубы: алюминиевый сплав АМг6: Е = 0,71 10¹¹ МПа

Диаметр расходной магистрали окислителя d = 0,045 м.

1. Определяем величину внешнего давления, действующего на тоннельную трубу

Р_р = f (r×g× H×n_x + р_над) = 1,3×(1000× 9,81× 1,342× 4 + 4×10⁵) = 5,88×10⁵ Па

где f = 1,3 - коэффициент безопасности.

2. Определяем радиус тоннельной трубы

R_тр = d = 0.045 м

3. Определяем критическое давление для гладкой тоннельной трубы

где d_тр = 1 мм - толщина тоннельной трубы.

Устойчивость гладкой тоннельной трубы недостаточна. Для повышения ее устойчивости на трубе выполняются гофры.

Зададимся параметрами гофров: d_г = 1 мм, R_г = 4 мм, r_г = 3 мм, b_г = 0,104 м, h_г = 4 мм,

r_г = 3,5 мм, r = 1 мм.

4. Определяем критическое давления для гофрированной тоннельной трубы

5. Определяем запас устойчивости тоннельной трубы

h = р_кр / р_р = 7,151×10⁵ / 5,88×10⁵ = 1,21