Смекни!
smekni.com

Монтаж и техническое обслуживание аппарата для отопления и горячего водоснабжения АОГВМ-10В службы (стр. 7 из 13)

Приспособление для контроля приварки нового фланца к трубопроводу показано на рис.10.


Рис.7-- Винтовое приспособление для раздвижки фланцев.

2.2. Механический расчет ремонтных устройств.

Выбор винтовое приспособление для раздвижки фланцев и проверка винтовой пары на прочность.

Исходные данные:

d=36мм -- диаметр болта;

S=4мм—шаг резьбы.

Определить:

1) Вид нагрузки;

2) Материал винта;

3) предел текучести

4) Усилие раздвижки фланцев.

Расчетная схема.

d=36мм

Решение

1) Определяем вид нагрузки;

Исходя из расчётной схемы, на винт действует осевая нагрузка, приложенная сила по оси элемента (винта), значить производим расчёт винтовое приспособление для раздвижки фланцев на растяжение.

2) Определяем материал винта;

Исходя из справочных данных и практического опыта, для винта винтового приспособления для раздвижки фланцев выбираем материал Сталь 45.

3) Определяем предел текучести материала винта;

Исходя из справочных данных для Стали 45 из которой изготовлен винт выбираем предел текучести материала.

Предел текучести материала-изготовителя элементов

резьбовых соединений

Таблица № 6.

Материал болта, винта, шпильки Ед. изм. Значение
Сталь Ст3; Ст4 Сталь 35; Сталь 45 Сталь А12 Сталь 40Х; 30ХН; 30ХН3 МПа МПа МПа МПа 220-240 300-340 240 700-800

Принимаем для Стали 45 предел текучести Gт=300--340 МПа.

4) Определяем усилие раздвижки фланцев.

Расчёт винта на осевую нагрузку, приложенную силу по оси элемента, расчёт на растяжение.

Формула расчёта

где d1—внутренний диаметр резьбы, мм; d1=d—S ;

d—наружный диаметр резьбы, мм;

S—шаг резьбы, мм;

π—3.14;

i – количество элементов, i =1;

Fa—осевая сила (нагрузка), действующая на соединение, Н;

[Gр]—допускаемое напряжение на растяжение (сжатие), МПа (Н/мм2);

где n=1.5…3 —запас прочности; n=3—применяется для расчета соединений, у которых d<14мм при переменных нагрузках

GT—предел текучести материала, МПа (Н/мм2) [см. табл. №6]

k—коэффициент затяжки [см. табл.№7]

Коэффициент затяжки резьбовых соединений.

Таблица№7

№ п/п Условие затяжки резьбовых соединений Значение
1 2 3 Для свободного навинчивания При предварительной затяжке а) без прокладок б) с медной прокладкой в) с асбестовой или паронитовой прокладкой г) с резиновой прокладкой При затяжке под нагрузкой (съемники, домкраты) 1 1.25-1.4 1.4-1.6 1.6-1.7 1.7-1.8 1.3

Принимаем коэффициент затяжки k=1,3.

Определяем допускаемое напряжение на растяжение (сжатие);

Определяем усилие раздвижки фланцев.

Ответ: винтовое приспособление для раздвижки фланцев имеет винт из стали 45 с пределом текучести GT=340 МПа, у которого усилие раздвижки фланцев Fa=7090,2 H.


2.3. Проверочный расчет деталей и сборочных единиц отремонтированного аппарата.

2.3.1. Технологический расчёт аппарата.

Определение часового и годового расхода природного газа аппаратом для отопления и горячего водоснабжения.

1. Определение часового расхода природного газа аппаратом для отопления и горячего водоснабжения АОГВ-10В.

Исходные данные:

Nкотёл.ном.= 10кВт ±5% (тех. характеристика);

η котла = 84% = 0.84;

Кч=0.15 ÷ 0.19; принимаем Кч=0.16—коэффициент часовой работы;

Qн= 34 МДж/м3—теплота сгорания природного газа по

ГОСТу 5542—87.

Решение.

Часовой расход теплоты Qч определяется по формуле:

Qч= Nмах. котла×3600×Кч;

где Nмах. котла— максимальная мощность котла,

Nмах. котла=

=
= 11.9 ×103 Вт = 11.9 кВт.

Qч=11.9 ×103×3600 ×0.16 = 6854400 Дж = 6854 кДж = 6.85 МДж.

Определяем часовой расход газа по формуле:

Gч=

м3

2. Определяем годовой расход природного газа аппаратом для отопления и горячего водоснабжения АОГВ-10В.

Gгод = 365×24×Кгод.эксп.×Gч× Кгор.вод.;

где Кгод.эксп—коэффициент годовой эксплуатации для отопления;

Кгод.эксп=

;

Дотп.—количество дней отопительного сезона; Дотп.= 180 дней.

Кгор.вод—коэффициент годового использования горячего водоснабжения.

Кгор.вод=

;

где Дгор.вод.—количество дней, использования горячего водоснабжения; Дгор.вод= 365 дней.

Gгод.=

м3/год.

Ответ: Gч= 0.2 м3/ч; Gгод=876 м3/год.

2.3.2. Конструктивный расчёт аппарата для отопления и горячего

водоснабжения.

Конструктивный расчёт заключается в определении длины змеевика для горячего водоснабжения.

Исходя, из принципа работы котла нагрев воды для горячего водоснабжения происходит от нагрева воды отопления через змеевик.

Исходные данные:

Dтр.зм.нар = 21 мм—наружный диаметр змеевика;

Dтр.зм.вн = 15 мм—внутренний диаметр змеевика;

t2 = 45 ±5ºС—температура воды на выходе из аппарата;

t1 = 15ºC—температура воды на входе в аппарат;

Gч =245 ±30 кг/ч—расход воды на горячее водоснабжение;

С = 4.2 кДж/(кг× К)—удельная теплоёмкость воды4

λст = 0.63 Вт/(м× К).

Решение.

Часовая тепловая нагрузка определяется по формуле:

Qч = Gч× С× (t2-t1) = 245×4.2×103× (45-15) = 30870×103≈ 31 МДж.

Определяем секундную тепловую нагрузку по формуле:

Qс = Qч/3600= 31× 106/3600= 0.0086 МДж = 8.6 кВт.

Определяем секундный расход горячего водоснабжения

Gс = Gч /3600 = 245/3600 = 0.068 кг/с.

Длину змеевика определяем из формулы поверхности теплообмена

F= π× Dтр.зм вн. × lзм. => lзм = F/(π × Dтр.зм вн.)

Исходя из условия переноса теплоты через цилиндрическую стенку

t1 = t2-[ (Qc× X)/(F× λcт)];

где Х—толщина стенки ; Х = Dтр.зм.нар - Dтр.зм вн = 21-15 = 6 мм = 6×103 м.

F =

lзм = 0.28/(3.14×15× 10-3) = 5.94 м ≈ 6 м

Ответ: Длина змеевика в аппарате для горячего водоснабжения составляет 6 м.

2.3.3. Проверочный расчёт деталей и сборочных единиц.

Производим проверочный расчёт стенки трубы змеевика для горячего водоснабжения.

Исходные данные:

Dтр.зм.нар = 21 мм—наружный диаметр змеевика;

Dтр.зм.вн = 15 мм—внутренний диаметр змеевика;

Материал трубы—медь марки М3.

σтt = 30 ÷ 120 МПа; принимаем σтt = 30 МПа—предел текучести материала.

Р = 600 кПа = 0.6 МПа.

Решение.

Толщину стенки трубы определяют по действительным нормальным напряжениям. Для бесшовной медной трубы толщина стенки определяется по формуле:

h =

;

где Р—давление в трубопроводе; Р = 0.6 МПа (тех.характеристика).

[σ]—допустимое напряжение с учётом коэффициента запаса прочности, мех. характеристик и рабочей температуры.

nт = 1.5 – коэффициента запаса прочности для трубы.

Расчёт ведется, исходя из, что tº= 20 ÷ 700 ºC.

[σ]

С1= 0.866 мм = 0.866 × 103 м.—добавочная величина на коррозию и на минусовой допуск на толщину стенки.

h =

Определяем действительную толщину стенки трубы змеевика по формуле:

hд = (Dтр.зм.нар- Dтр.зм.вн)/2 = (21-15)/2 = 3 мм

h< hд 1.2 мм < 3 мм (условие выполняется)

Ответ: Действительная толщина стенки больше расчётной, значит труба змеевика из марки М3 выдержит номинальное давление воды в трубопроводе Р = 0.6 МПа.

2.4. Повышение технического уровня аппарата (модернизация).

Под модернизацией оборудования понимают внесение конструкцию машины изменений, которые повышают их технический уровень и производительность, а некоторых случаях и долговечность.

Экономически целесообразно производить модернизацию только тогда, когда затраты окупаются в течении 2—3 лет, производительность машины повышается не меньше чем на 20—30 % и машина будет эксплуатироваться не менее 5-ти лет.

Примеры модернизации технологического оборудования с целью сокращения основного времени, изменение технологических возможностей оборудования и автоматизации его.