
- •1. Задание на курсовой проект
- •2. Описание теплообменного аппарата
- •3. Тепловой и конструктивный расчеты
- •8120 Ккал/м2.Ч.Град
- •5402 Ккал/м2.Ч.Град
- •1889 Ккал/м2.Ч.Град
- •4. Гидравлический расчет
- •Механический расчет
- •6. Расчет опор аппарата
- •7. Расчет линзовых компенсаторов
- •11. Список использованной литературы
6. Расчет опор аппарата
Так как аппарат горизонтальный, то его установку производим на две седловые опоры. Вертикальная сила Q (реакция опоры):
-
максимальный вес аппарата;
Горизонтальная сила P1:
где k1 – коэффициент, определяемый по аппроксимирующей зависимости;
;
где δ = 240о – угол охвата корпуса аппарата опорой;
Горизонтальная сила трения P2:
Площадь опорной плиты:
где σфунд = 10МПа – допускаемое напряжение сжатия для бетона марки 500;
Расчетная толщина опорной плиты:
где b = 0,082м – ширина поперечных ребер опоры;
σм = 148МПа – допускаемое напряжение материала одной плиты;
а = 0,140м – расстояние между поперечными ребрами опоры;
b/а = 0,082/0,140 = 0,59;
k2 = 0,28 – коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения b/а;
Фактическая толщина опорной плиты с учетом добавки: Sпф = Sпр + C = 0,026 + 0,005 = 0,031м;
Расчетная толщина ребра из условия прочности на изгиб и растяжение:
Действие сжимающей нагрузки, приходящейся на единицу длины ребра:
где
- общая длина всех ребер на опоре;
Расчетная длина ребер из условия устойчивости:
где σкр = min(σm/3; σ1/5);
Условие прочности опор при действии изгибающей силы:
6.1. Расчет на устойчивость.
Критическая длина тонкостенной оболочки:
;
где Dc – средний диаметр оболочки (корпуса);
S – толщина стенки оболочки;
Т.к.
L
> Lкр,
то
Критическое давление:
;
;
соответственно
(принимаем
меньшее из двух значений 0,897 и 0,7) –
принимаем η
= 0,7.
Допустимое с точки зрения устойчивости наружное давление:
7. Расчет линзовых компенсаторов
Расчетный диаметр линзового компенсатора (для стальных аппаратов, работающих под давлением в межтрубном пространстве P > 0,6 МПа):
Расчетная толщина стенки линзы:
Осевая реакция компенсатора при принятой толщине S:
где L = 4м – длина трубок и корпуса аппарата;
αк = 11,6 . 10-6 [1/о C], αm = 19,0 . 10-6 [1/о C] – коэффициенты линейного расширения материала корпуса и трубок аппарата соответственно;
Δtк, Δtм – расчетные разности температур для корпуса и трубок;
Eк = 20,2 . 104 МПа, Eм = 11,5 . 104 МПа – модуль упругости материала корпуса и трубок соответственно;
;
;
Деформация одной линзы компенсатора:
Расчетное число линз в компенсаторе:
Напряжение в компенсаторе при его деформации под действием силы Pк:
8. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
8.1. Выбор материала тепловой изоляции.
Средняя
температура изоляции
Выбираем изолирующий материал – вата стеклянная,
8.2. Толщина слоя изоляции.
;
Минимально
возможный слой изоляции (тип – изоплит)
равна 5мм.
Тепловые потери с 1м длины:
;
.
9. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
9.1. Греющий теплоноситель:
Греющая вода имеет параметры: Pабс = 1,5 МПа = 15 атм; tmax = 155о С;
Следовательно для измерения температуры используем термометр стеклянный ртутный типа ТП-121, градуировка шкалы 0-200о С.
Для измерения давления используем манометр с одновитковой трубчатой пружиной; верхний предел измерения составляет 25 атм , класс точности 1,5; цена деления составляет 0,5 атм/см2.
Для измерения расхода используем дифференциальный показывающий манометр типа ДП-280 с металлической мембраной.
9.2. Нагреваемый теплоноситель:
Нагреваемая вода имеет параметры Ризб = 0,8 МПа = 8 атм; Рабс = 0,9 МПа = = 9 атм; tmax = 120 оС.
Для измерения температуры используем ртутный термометр типа ТП-121 с градуировкой шкалы 0-150 оС.
Для измерения давления используем манометр с одновитковой трубчатой пружиной; верхний предел измерения составляет 16 атм , класс точности 1,5; цена деления составляет 0,5 атм/см2.
Для измерения расхода используем водомеры скоростные типа ВК.
10. ТРЕБОВАНИЯ «РОСТЕХНАДЗОРА»
Основные требования к кожухотрубчатым теплообменным аппаратам изложены в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» ( ПБ 03-576-03) [1].
Конструкция аппаратов должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы, указанного в паспорте, и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования и ремонта. Для поддержания экономичной и безотказной работы теплообменных аппаратов необходим регулярный контроль за состоянием отдельных элементов оборудования, определение фактических показателей работы аппаратов и сопоставление их с нормативными, анализ причин ухудшения показателей работы и их оперативное устранение.
Определение фактических значений эксплуатационных показателей эффективности работы аппаратов производится на основании данных гидравлических испытаний.
Испытание проводят чистой водой с температурой не ниже 5оС и не выше 40оС, которую закачивают с помощью гидравлического насоса в аппарат.
Давление следует поднимать равномерно до достижения пробного. Скорость подъема давления и время выдержки под пробным давлением принимается согласно Правил [1].
Давление при гидравлическом испытании контролируется манометрами. Количество манометров и их класс точности принимается согласно Правил [1].
После выдержки под пробным давлением давление снижают до расчетного, при котором производят визуальный осмотр наружной поверхности, разъемных и сварных соединений. Не допускается обстукивание аппарата во время испытаний. После проведения гидравлического испытания вода должна быть полностью удалена.
Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если во время их проведения отсутствуют:
падение давления по манометру;
пропуски испытательной среды (течь, потение, пузырьки воздуха или газа) в сварных соединениях и на основном металле;
признаки разрыва;
течи в разъемных соединениях;
остаточные деформации.
Корпус аппарата и его элементы, в которых при испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергаются повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением, установленным Правилами [1].
Периодичность технических освидетельствований и гидравлических испытаний также устанавливается Правилами [1].