Розрахунок вагон-цистерни (стр. 7 из 7)
6.2 Розрахунок котла на внутрішній тиск
При розрахунку котла цистерни на внутрішній тиск використовуємо формули безмоментної теорії оболонок, визначимо напруження в металі в різних частинах котла, керуючись розрахунковою схемою котла цистерни:
Рисунок 6.1 – Розрахункова схема котла цистерни
Розрахунковий тиск в середині котла визначається як сума тисків парів рідини і тиску, утвореним при торганні з місця або при гальмуванні:
Р=Рр+Рд , (6.16)
де Рр – тиск парів рідини (0,15МПа);
Рд– тиск рідини, виникаючий при торганні з місця або в процесі гальмування поїзду при максимальній допустимій швидкості (ІІІ режим)
Величина Рдвизначається по формулі:
, (3.17)де Тін – сила інерції рідини;
R1 – внутрішній радіус котла цистерни.
Сила інерції рідини при навантаженні цистерни по І режиму може бути визначена з формули:
, (6.18)де Gван – масса вантажу в котлі цистерни;
Qбр – масса цистерни брутто.
Розрахунковий тиск в середині котла становить:
Р=0,25+0,15=0,399МПа
Напруження в оболочках котрі не підлягають згину називаються мембранними і можуть бути визначені по наступним формулам:
а) в поперечному перетині
(6.19)б) в поздовжньому перетині
, (6.20)де
- товщина стінки циліндричної частини котла.в) напруження в оболонці сферичного днища
, (6.21)де
- товщина днища;R2 – радіус сферичної частини днища.
г) в місцях з’єднання циліндричної частини котла до днища виникають додаткові напруження, величину яких можна вирахувати за емпіричними формулами С.В. Вершинского. Оскільки
, то напруження будуть розраховуватися за формулою: 
(6.22) 
Міцність котла цистерни забезпечена, тому що
( 
, 
для сталі О9Г2С ) за І та ІІІ розрахунковими режимами.