Проектирование аппарата, нагруженного внутренним и наружным давлением (стр. 3 из 5)

Дв, мм	hв, мм	rв, мм	h1, мм	S, мм	A, м2	V, м3	Масса, кг
1000	566	160	40	6	1,45	0,214	69,6
			50	8	1,49	0,222	93,3
				10			120,1

Принимаем S_o=10мм

Толщина стенки конической части днища определяется по формуле:

(1.22)

Где Д_р расчетный диаметр конического отбортованного днища:

(1.23)

Где r_в=0,15∙Д_в=0,15·1=0,15м

0,86м

0,0063м=6мм

Принимаем по нормальному ряду: S₃=6мм. Однако во всех случаях толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, поэтому окончательно принимаем по стандартному ряду: S₁= S₃=6мм, S₂=5мм, S_o=10мм

Длина цилиндрической части отбортованного конического днища:

0,99м

Длина конической части ниже тороидального перехода:

1,18м

1.1.4 Расчет элементов корпуса, нагруженных наружным давлением, на устойчивость

В тонких стенках аппаратов, работающих под наружным давлением, с рубашкой возникают напряжения сжатия, т. е. возможно вдавливание стенки внутрь. Под действием критического давления поперечное сечение первоначально круглой формы искажается, становится волнообразным, что приводит к потере устойчивости по /9/.

Принцип расчёта заключается в проверке на устойчивость толщин элементов корпуса, полученных из ранее полученных расчетных данных по /10/. Конструкция рубашки такова, что под действием наружного давления Р_руб находятся обечайка, днище и крышка.

Эти элементы аппарата и рассчитываем на устойчивость по /11/. Расчетные схемы оболочек, составляющих корпус аппарата, при нагружении его наружным давлением, приведены на рис. 1.6.

Расчетное наружное давление для элементов корпуса P^(н) определяем по формуле (1.7).

1.1.4.1 Расчет обечайки

Исполнительная толщина цилиндрической обечайки должна удовлетворять условию устойчивости (1.21):

(1.21)

где σ_С - напряжение от сжимаемой осевой нагрузки, которое определяется по формуле (1.22), МПа; [σ_С] - допускаемое напряжение сжатия, которое определяется по формуле (1.23), МПа;

- расчетное наружное давление на обечайку, =Р_руб=0,8МПа по формуле (1.7); [P] - допускаемое боковое давление обечайки, которое определяется по формуле (1.25), МПа.

σ_С=

(1.22)

σ_С=

=12,5МПа – по формуле (1.22).

Допускаемое напряжение сжатия определяется по формуле:

[σ_C]=

(1.23)

где K_С - коэффициент, который рассчитывается по формуле (1.24):

К_С

(1.24)

где

- параметр, зависящий от по табл. 1.4:

Значения

для различных Д_В

Таблица 1.5

	25	50	75	100	125	150	200	250	500
	0,024	0,048	0,072	0,1	0,12	0,14	0,15	0,14	0,12

зависит от =125, отсюда =0,12 по табл. 1.4.

Для стали Х18H10Tкоэффициент продольной деформации (модуль упругости) при t=160°С: E=197∙10³ МПа в соответствии с табл. 1.2.

К_С

=0,112 - по формуле (1.24).

[σ_C]=

=88,26МПа - по формуле (1.23).

Допускаемое боковое давление для цилиндрических обечаек корпусов вертикальных аппаратов, работающих в области упругих деформаций, рассчитаем по формуле (1.25):

[P]=

(1.25)

где l₁ - расчетная длина обечайки (рис1.7), определяемая по формуле (1.27) при соблюдении условий: S₂-S₁≤2мм и S₃-S₁≤2мм, мм.

При этом должно выполняться условие (1.26):

(1.26)

l₁=h+h₁+h₂ (1.27)

где h - высота, определяемая по формуле (1.28), мм; h₁ - высота борта (по табл. 1.3: h₁=25мм); h₂ - высота, определяема по формуле (1.29), мм.

h=H-100 (1.28)

h₂=

(1.29)

H_ЭЛ - высота, которая находится по формуле (1.30), мм:

H_эл=

= (1.30)

H_эл=125мм - по формуле (1.30) и по табл. 1.3.

h₂=

=41,67мм≈42мм - по формуле (1.29).

h=2000-100=1900мм - по формуле (1.28).

l₁=1900+25+42=1967мм - по формуле (1.27).

Проверяем условие (1.26):

1,97>0,20 – условие (1.26) выполняется.

[P]=

=0,066МПа – по формуле (1. 25).

Проверяем условие устойчивости обечайки по формуле (1.21):

12,26>1 – условие устойчивости (1.21) не выполняется.

Рассчитаем

по формуле (1.31):

(1.31)

где

- расчетная наружная толщина обечайки, мм.

=12,79мм - по формуле (1.31).

Принимаем по стандартному ряду с запасом:

=14мм.

1.1.5 Исполнительная толщина стандартной эллиптической крышки, работающей в области упругих деформаций

Исполнительная толщина крышки должна удовлетворять условию устойчивости (1.32):

(1.32)

где

- расчетная наружная толщина крышки, которая вычисляется по формуле (1.33), мм:

(1.33)

где К_Э - параметр, зависящий от зависящий от

по табл. 1.6; R=Д_в=1000мм, - расчетное наружное давление на крышку, =Р_руб=0,8МПа по формуле (1.7).

Значения К_Э для различных R

Таблица 1.6

	50	100	150	200	250	300	350	400
КЭ	0,90	0,92	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,98

К_Э зависит от

=333,33≈350, отсюда К_Э=0,98 по табл. 1.6.

=8,58мм - по формуле (1.33).

151,98>140,71 - условие (1.32) выполняется.

Принимаем по стандартному ряду:

=10мм.

1.1.6 Исполнительная толщина стандартного конического днища, работающего в области упругих деформаций

Исполнительную толщину конического днища проверяют на устойчивость при действии наружного давления, согласно рис. 1.6 (1.34):

(1.34)

где

- расчетное наружное давление на днище, =Р_руб=0,62МПа по формуле (1.7), [p] определяется по формуле (1.25), в которой l₁ заменяют на , Д_в на

, на (Д₀ – диаметр отверстия в днище (Д₀=50мм),