Выпарная установка для концентрирования квасного сусла (стр. 7 из 17)

3ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЁТЫ

Исходные данные для расчёта:

- давление рабочее (абсолютное) в аппарате, МПа

- температура рабочей среды,

С

- материал конструкции

- допустимое напряжение, МПа

- диаметр, мм

- диаметр укрепляемого отверстия, мм

- скорость коррозии, мм/год

- срок службы, лет

3.1 Расчёт толщины стенки цилиндрической обечайки аппарата

Давление расчётное сепаратора (наружное):

Определение толщины стенки цилиндрической обечайки, работающей под наружным давлением

Толщину стенки цилиндрической обечайки определяем по формуле:

где

- расчётная толщина стенки цилиндрической обечайки:

где

- коэффициент, который определяем по номограмме

где

- коэффициент запаса устойчивости в рабочих условиях:

- модуль упругости стали при

где

- расчётная длина цилиндрической обечайки:

Зная

, найдём :

- конструктивная прибавка, которая определяется по формуле:

где

- прибавка для компенсации коррозии и эрозии;

- прибавка для компенсации минусового допуска;

- технологическая прибавка.

Толщина стенки цилиндрической обечайки сепаратора определяется по формуле:

Проверка области применения расчётных формул:

- условие выполняется.

Определение допускаемого давления в аппарате (наружного):

так как полученное значение коэффициента

лежит ниже соответствующей штрихпунктирной линии

Условие выполняется так как

3.2 Расчёт толщины стенки эллиптического отбортованного днища, работающего под наружным давлением

Толщину стенки приближённо определяем по формуле:

где

.

Радиус кривизны в вершине днища равен:

где

- для эллиптических днищ с

Для предварительного расчёта

принимают равным для эллиптических днищ.

Толщина стенки эллиптического отбортованного днища определяется по формуле:

Принимаем стандартную толщину стенки эллиптического днища:

Проверка области применения расчётных формул:

- условие выполняется.

Допускаемое наружное давление

следует рассчитывать по формуле:

где допускаемое давление

из условия прочности:

а допускаемое давление

из условия устойчивости в пределах упругости:

Допускаемое наружное давление:

Коэффициент

следует определять в соответствии с или по формуле:

где

3.3 Укрепление отверстия в цилиндрической обечайке сепаратора, работающего под внутренним давлением

Определение расчётного диаметра укрепляемого отверстия:

где принимаем

Для цилиндрической обечайки

тогда

Проверка на необходимость укрепления отверстия.

Так как

то данное отверстие требует укрепления.

Укрепление отверстия внешним штуцером. Условие укрепления отверстия внешним штуцером выражается следующим неравенством:

где

принимаем

(потому что материал стенки обечайки и штуцера одинаков).

Находим

- расчётную толщину стенки штуцера:

Исполнительная толщина стенкиштуцера:

Определяем

- наибольший диаметр отверстия, которое не требует дополнительного укрепления: