Исходные данные для расчетов

Исходные данные:

Объем аппарата

Значения диаметров

Масса привода

Среда в аппарате:

В корпусе реактора: СН₃О₄ - 25%, С₂Н₅ОН

В рубашке - пар

Температура:

В корпусе реактора - 80°С

В рубашке - 100°С

Давление абсолютное:

В корпусе реактора - 0,7 Мпа

В рубашке - 0,11 МПа

Место расположения опор - на стенке рубашки

Привод на чертеже изображен условно. Высоту привода принять равной высоте реактора .

Определение расчетных параметров

Расчетная температура стенок

Расчетная температура определяется на основании теплового расчета или результатов испытаний. В случае невозможности выполнения теплового расчета расчетная температура равна рабочей, но не менее 20⁰С, следовательно:

(1)

где - максимальная температура стенки;

Расчетные давления в корпусе и рубашке аппарата

Определяется расчетное давление среды в корпусе аппарата. Здесь могут быть 2 случая:

В случае внутреннего избыточного давления:

,

.

В случае наружного давления на аппарат:

.

Примем р_н = 0,1МПа.

Для рубашки внутреннее избыточное давление:

.

Примем р_руб = 0,1МПа.

Проверяется необходимость учета давления гидростатического столба жидкости в корпусе , по условию:

; (2)

; (3)

где - плотность среды в корпусе при рабочей температуре.

- высота уровня жидкости в корпусе аппарата, принимаем как высоту до края рубашки;

;

Тогда по формуле (2):

;

.

Условие выполняется, следовательно, давление гидростатического столба жидкости в аппарате учитывается. Тогда расчетное давление определяется по формуле:

, (4)

Допускаемые напряжения

Допускаемые напряжения материала корпуса в рабочем состоянии:

(5)

где – поправочный коэффициент, учитывающий вид заготовки. Для стального листового проката [2, стр. 10].

- допускаемые напряжения стали 12Х18Н10Т при [2, стр. 58].

Допускаемое напряжение материала корпуса при гидравлическом испытании:

(6)

где - предел текучести стали при Для стали 12Х18Н10Т [2, стр. 58].

Допускаемое напряжение материала рубашки в рабочих условиях:

вычисляется по формуле (6):

где - допускаемые напряжения стали Ст3сп [2, стр. 55].

Допускаемое напряжение материала рубашки при гидравлическом испытании:

вычисляется по формуле (7):

где - минимальное значение предела текучести [2, стр. 61] стали Ст3сп.

Пробное давление

Пробное давление при гидравлическом испытании корпуса определяется по формуле (8) при :

; (7)

Пробное давление при гидравлическом испытании рубашки определяется по формуле (8):

Проверяется необходимость расчета аппарата на внутреннее пробное давление по условию:

; (8)

где - расчетное давление гидроиспытания, определяется по формуле:

; (9)

где - плотность воды при 20 ^оС;

Н_в – высота реактора, берем из чертежа Н_в = 4,913

;

Тогда:

;

.

Условие (8) не выполняется, следовательно, требуется провести расчет на прочность корпуса аппарата в условиях гидроиспытания.

Проверяется условие (8) для рубашки:

;

где - высота уровня воды в рубашке при гидроиспытании;

.

По формуле (10):

;

.

Условие (8) не выполняется, следовательно, требуется провести расчет на прочность рубашки аппарата в условиях гидроиспытания.

Давление гидроиспытания примем р _Г.И = 0,2 МПа.