2.2. Расчет элементов аппаратов, нагруженных внутренним давлением
2.2.1. Цилиндрические обечайки
Толщина стенки:
(9)
= 1,66мм
(10)
s = 1,66 + 0,8 +0,64 = 3мм
Допускаемое давление:
в рабочем состоянии
(11)
МПа
при испытаниях
(12)
МПа
Условия
применимости формул: для обечаек из
сталей с D>200 мм -
.
[P]
≥ P 
≥
(13)
0,4МПа ≥ 0,28 МПа 0,89 МПа ≥ 0,47 МПа
Условие выполняется.
2.2.2. Эллиптические днища и крышки
Толщина стенки:
(14)
=
1,66 МПа
(15)
=
1,66 + 0,8 + 0,7 = 3 мм
Допускаемое давление:
в рабочем состоянии
(16)
=
0,47 МПа
при испытаниях
(17)
= 0,68 МПа
Условия
применимости формул для сталей -
.
[P] ≥ P ≥ (13)
0,47МПа ≥ 0,28 МПа 0,68 МПа ≥ 0,47 МПа
Условие выполняется.
2.3. Расчет элементов аппаратов, нагруженных наружным осевой сжимающей силой и изгибающим моментом
Под действием внешних нагрузок на сосуды и аппараты при некотором критическом их значении может произойти потеря устойчивости, заключающаяся в изменении первоначальной геометрической формы аппарата.
Условие устойчивости при совместном действии наружного давления Рн, осевой сжимающей силы F, изгибающего момента М и поперечной нагрузки Q
(18)
+
≤ 1
0,379 ≤ 1
Условие выполняется.
Осевую сжимающую силу [F] и изгибающий момент [M] определяют по формулам:
(19)
Где
- допускаемое осевое сжимающее усилие
из условия прочности, МПа;
– допускаемое осевое сжимающее усилие
из условия устойчивости в пределах
упругости, МПа.
[F]
=
= 4,44
(20)
где [М]- допускаемый изгибающий момент из условия прочности, МПа; [М]Е– допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости, МПа.
[M]
=
= 2,37
Коэффициент запаса устойчивости nу при расчете [F]Е , [М]Е следует принимать равным 2,4 – для рабочих условий и 1,8 – для условий испытания и монтажа.
Цилиндрические обечайки
Толщина стенки:
(21)
Где К2=0,14 – коэффициент, определяемый по номограмме для расчета на устойчивость обечаек, работающих под наружным давлением.
(22)
s = 2,25 + 0,8 + 0,96 = 4,1 мм
По номограмме для расчета на устойчивость обечаек, работающих под наружным давлением, находим:
К1=0,01
К3=0,1
К4=0,8
Допускаемое осевое сжимающее усилие:
допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности
(23)
допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости в пределах упругости
(24)
=
= 5,33 ≤ 10 где
– длина расчетной части, мм.
Допускаемое осевое сжимающее усилие [F]E1 определяется из условия местной устойчивости в пределах упругости:
(25)
Где
E∙
= 1,86 МПа – модуль продольной упругости,
МПа [по Табл. П.1.7.].
=
5,31 МПа
Допускаемый изгибающий момент рассчитывается по формуле, где:
допускаемый изгибающий момент из условия прочности
(26)
=
781,6 МПа
допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости
(27)
= 1671 МПа