Суммарный расход тепла

2.8 Суммарный расход тепла

Q_расх = Q₁+ Q₂+ Q₃ +Q₄+ Q₅+ Q₆ +Q₇ [1 c.251]

Q_расх = 74300+ 34136,4+12070,1+19722+242101,18+28700+1727·tx

Q_пр = Q_расх

780501 = 411020,7+ 1727·t_x

t_x = 199°С, что совпадает с принятой температурой 200°С

7. Механические расчеты

7.1 Выбор конструкционного материала и допускаемые напряжения

Расчетное давление Р = 28 МПа.

Расчетная температура равна температуре внутри аппарата t = 200 °С.

В качестве основного конструкционного материала выбираем сталь 12ХГНМ [2 c.120], толщина листа 4 мм, для которой при 200 °С:

σ_в = 666 МПа, σ_т = 468 МПа [2c.120].

Нормативное допускаемое напряжение:

σ* = min(σ_в/n_в; σ_т/n_т) [2 c.120]

n_в = 2,6; n_т = 1,5 – коэффициенты запаса прочности

σ* = min(666/2,6 = 256 МПа; 468/1,5=312 МПа) = 256 МПа

Допускаемое напряжение:

[σ] = ησ* = 1,0·256 = 256 МПа

η = 1,0 – поправочный коэффициент учитывающий условия эксплуатации.

Поправка на коррозию

С = ПТ_а =0,0001·10 = 0,001 м

где П = 0,0001 м/год – скорость коррозии

Т_а = 10 – срок службы аппарата

Давление гидравлических испытаний

Р_ги = 1,25Р[σ]₂₀/[σ]₂₅₀ = 1,25·28·283/256 = 39 МПа

Принимаем Р_ги = 39 МПа

При 20 °С: σ_в = 736 МПа, σ_т = 540 МПа [1c.120].

σ* = min(736/2,6 = 283 МПа; 540/1,5=360 МПа) = 283 МПа

Допускаемое напряжение:

[σ] = ησ* = 1,0·283 = 283 МПа

7.2 Расчет толщины стенки корпуса аппарата

Рисунок4 – расчетная схема колонны

Расчетный коэффициент толстостенности [3 с.3]:

lnβ = p_p/[σ]φ = 28/(256·1) = 0,1 → β = 1,105

φ = 1 – коэффициент прочности сварного шва

Расчетная толщина стенки [3 с.3]:

s_р = 0,5D(β – 1) = 0,5·2(1,105 – 1) = 0,105 м

Исполнительная толщина обечайки:

s > s_p + C = 0,315 + 0,001 = 0,106

При гидравлических испытаниях

lnβ = p_p/[σ]φ = 39/(256·1) = 0,15 → β = 1,162

s_р = 0,5D(β – 1) = 0,5·2(1,162 – 1) = 0,162 м

s > s_p + C = 0,461 + 0,001 = 0,163 м

Принимаем по ГОСТ 19903–74 s =180 мм.

Тогда коэффициент толстостенности:

β = (D+2s)/(D+2C) = (2,0+2·0,18)/(2,0+ 2·0,001) = 1,179

Допускаемое рабочее давление [3 с.3]:

[p] = [σ]φlnβ = 256·1,0·ln1,179 =42,24 МПа

Условие р < [p] выполняется.

Принимаем толщину внутренней обечайки 20 мм.

7.3 Расчет толщины стенки эллиптического днища корпуса

Внутренняя высота эллиптической части днища:

Н_д = 0,25D = 0,25·2,0 = 0,5 м

Расчетная толщина эллиптического днища [3 с.5]:

s_д.р =

φ = 1,0 – коэффициент прочности сварных соединений

s_д.р = 28·2.0·2,0/[(4·256·1,0 – 70)2·0,5] = 0,113 м

Исполнительная толщина днища

s_д = s_д.р + С = 0,113 + 0,001 = 0,114 м

Принимаем s_д.= 0,12 м

Рабочее допускаемое давление [3 с.6]:

[p] =

= 4·256·1,0/[2,0·2,0/2·0,5(0,12-0,001) + 1] = 30 МПа

Условие р < [p] выполняется.

Фактический коэффициент толстостенности

β = (D+2s)/(D+2C) = (2,0+2·0,12)/(2,0+ 2·0,001) = 1,12

Высота отбортовки днища [3 с.6]

h_o > 0,5D(β – 1) = 0,5·2,0(1,12 – 1) = 0,12 м

Принимаем h_o = 0,12 м

Рисунок5 – Днище эллиптическое

7.4 Расчет толщины стенки плоской крышки корпуса

Толщину плоской крышки определяют по следующей формуле [4 с.132]:

где D_а – наружный диаметр крышки;

D_б – диаметр окружности центров шпилек;

d_ош – диаметр отверстия под крепежную шпильку;

F – расчетное усилие;

(Расчет данных величин см. в следующем пункте).

Имеем D_а = 3020 мм; D_б = 2700 мм; d_ош = 158 мм; D_ср = 1100 мм;

Рисунок 6 – Крышка плоская