Министерство образования РБ

Благовещенский Промышленно – Гуманитарный Техникум

Методическое указание

для практической работы №3

По курсу: Оборудование производства органических веществ

На тему: Расчет допускаемого внутреннего давления для цилиндрической обечайки кожуха вертикального кожухотрубчатого теплообменника с U-образными трубами.

Разработала

Преподаватель

Толстова Н.П.

Благовещенск 2012

Практическая работа №3

Расчет допускаемого внутреннего давления для цилиндрической обечайки кожуха вертикального кожухотрубчатого теплообменника с u-образными трубами.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Приобретение навыков расчетов основных аппаратов химической промышленности.

ТЕОРИЯ:

Сосуды и аппараты считаются тонкостенным если толщина их стенки не превышает 10 % внутреннего диаметра. Такие сосуды и аппараты эксплуатируются обычно при давлении не более 10 МПа.

Основной узел сосуда или аппарата - корпус, он определяет его форму, размеры, объем, производительность и сто­имость; изолирует обрабатываемую среду, подвергаясь ее химическому воздействию и воспринимая при этом механические и тепловые нагрузки. Следовательно, надежность работы аппарата во многом зависит от надежности его корпуса.

Корпуса аппаратов состоят из пластинок и оболочек различной конфигурации, соединенных друг с другом как неразъемными (свар­ными, паяными), так и разъемными (фланцевыми и др.) соединени­ями. Корпуса работают чаще всего в условиях статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением, а также при действии осевых или поперечных усилий и изгибающих моментов.

Основные величины:

1) Рабочее давление р — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или другого пред­охранительного устройства.

2) Расчетное давление определяется по формуле:

где p_г — гидростатическое давление среды.

p_г = γН = ρ∙g∙Н, н/м²

Если

Для литых стальных сосудов и аппаратов, работающих при давлении, не превышающем 0,2 МПа, расчетное давление следует принимать равным 0,2 МПа,

Если при полном открытии предохранительного устройства давление в ап­парате

3) Пробное давление — максимальное избыточное давление, соз­даваемое при гидравлических (пневматических) испытаниях. Его величина регламентирована Госгортехнадзором и указана в табл. 1.1.

Таблица 1.1 - Условия проведения гидравлических испытаний

Сосуды	Рабочее давление, р МПа	Пробное давление ри , МПа
Все, кроме литых	< 0,5	max { 1.5р[σ]20,/ [σ] ; 0,2 }
	≥ 0,5	max { 1.25р[σ]20,/ [σ] ; (р+0,3) }
Литые	Не зависимо от давления	max { 1.5р[σ]20,/ [σ] ; 0,3 }
Примечание: [σ]20, [σ] – допускаемые напряжения для материала сосудов или его элементов соответственно при температуре 200С и рабочей температуре.

При этом для сосудов и их элементов, работающих при отрицательной температуре, р_и принимается таким же, как при температуре 20 °С, а для сосудов, работающих при температуре стенки от +200 до +400 °С, р_и не должно превышать р более чем в 1,5 раза, а при температуре свыше +400 —более чем в 2 раза.

Для сосудов высотой более 8 м пробное давление следует принимать с учетом гидростатического давления в рабочих условиях, т. е. р_и определяют по табл. 1.1, где вместо р принимают р_р.

Аппараты, работающие под вакуумом, обычно испытывают внутренним избыточным давлением на 0,2 МПа.

4) Расчетная температура стенки t определяется на основании тепловых расчетов или результатов испытания. В случае невозможности проведения расчетов и испытаний:

при положительных температурах

при отрицательных температурах t = 20 °С.