Расчет корпусных элементов аппарата. Подбор и расчет корпусных элементов аппарата и рубашки

Подбор и расчет корпусных элементов аппарата и рубашки

1.1. Объем аппарата

1.1.1. Объем, занимаемый жидкостью:

Q – производительность аппарата;

t – время пребывания жидкости в аппарате;

1.1.2. Полный объем:

А – коэффициент заполнения аппарата;

По объему и заданному внутреннему диаметру выбираем стандартный корпус:

Рис. 1.1 – Схема аппарата

Принимаем аппарат первого исполнения, т.е. крышка и днище приварены к корпусу.

Уточняем значение коэффициента заполнения аппарата рабочей средой для данного объема:

Подбор эллиптической крышки

Таблица 1.1 Параметры эллиптической крышки

				2,90	0,5864
8 – 16		2,98	0,6166
18 – 36		3,08	0,6568
38 – 60		3,18	0,6970
65 – 100		3,28	0,7372

Выбираем эллиптическую крышку:

Рис. 1.2 – Эллиптическая крышка

Условное обозначение днища:

Днище 1600-12 ГОСТ 6533-78

Подбор конического днища

Таблица 1.2 Параметры конического днища

	6, 8			4,53	1,072
		4,58	1,092
12, 14		4,63	1,112
16, 18		4,68	1,132
20 – 25		4,78	1,173

Выбираем коническое днище:

Рис. 1.3 – Коническое днище

Условное обозначение днища:

Днище 60-1600-12 ГОСТ 6533-89

Объем жидкости в аппарате

Объем жидкости в цилиндрической обечайке

Уровень жидкости в цилиндрической обечайке

Объем цилиндрической части

При проектировании аппарата будем учитывать, что объем жидкости в цилиндрической обечайке занимает часть крышки, т. к. больше объема цилиндрической части.

Подбор рубашки

1.8.1. Расчетное давлении в рубашке:

Таблица 1.3 Параметры рубашки

		3,20	6,9
4,00	8,7
5,00	11,8

Рубашка: тип – 3, с коническим днищем и углом при вершине конуса

Рис. 1.4 – Рубашка

Условное обозначение рубашки:

Рубашка 1700-2167-7,5-О ОСТ 26-01-985-74

Размер толщины обечайки s и днища s₂ неразъемной рубашки при условном давлении Р_у=1,0МПа:

Расчет корпусных элементов аппарата

1.9.1. Расчетная температура:

1.9.2. Расчетное давление в аппарате:

1.9.3. Расчет цилиндрической обечайки,нагруженной внутренним давлением:

Толщина стенки:

S_R – расчетная толщина стенки, мм;

Р – внутреннее давление, МПа;

[σ] – допускаемое напряжение обечайки из стали 12МХ, при рабочей температуре: [σ] = 146,37 МПа;

φ – коэффициент прочности сварного шва;

Для стыкового шва с двусторонним сплошным проваром, выполняемым автоматической или полуавтоматической сваркой, со 100% контролем сварных швов: φ = 1.

1.9.4. Расчет цилиндрической обечайки, нагруженной наружным давлением:

Толщина стенки:

S_R – расчетная толщина стенки, мм;

l – расчетная длина обечайки;

l= L+l_3к = 1,705 + 0,17 = 1,875м

l_3к = – для конических обечаек (днищ) с отбортовкой;

Коэффициент В вычисляют по формуле:

С – конструктивная прибавка, м;

С₁ – прибавка для компенсации коррозии, м;

С₂ – прибавка для компенсации минусового допуска, м;

С₃ – технологическая прибавка, м;

Принимаем толщину стенки цилиндрической обечайки s = 18 мм.

1.9.5. Определение допускаемого давления:

Допускаемое наружное давление:

– допускаемое давление из условия прочности, МПа;

– допускаемое давление из условия устойчивости, МПа;

1.9.6. Расчет эллиптической крышки на внутреннее давление:

Толщина стенки:

Примем

Допускаемое внутреннее давление.

R – радиус кривизны в вершине днища;

1.9.7. Расчет конического днища

1.9.7.1.Расчет конического днища на внутреннее давление:

Толщина стенки:

D_K – диаметр конического днища;

R_БОРТ – радиус отбортовки;

а₁– длина конической части отбортованной вставки;

а₂– длина цилиндрической части отбортованной вставки;

Для определения этих величин зададимся тогда:

Примем

Допускаемое внутреннее избыточное давление.

1.9.7.2. Расчет конического днища на наружное давление:

Толщина стенки:

Эффективные размеры конической обечайки:

Для определения этих величин зададимся тогда:

Принимаем толщину стенки конической обечайки 14 мм.

Допускаемое наружное давление.

1,36>1,122

1.9.7.3.Толщина стенки переходной части конического днища.

Β₃– коэффициент формы;

β – коэффициент, учитывающий влияние краевых напряжений;

β_Т – коэффициент, учитывающий наличие тороидального перехода

Для определения этих величин необходимо задается значением тогда:

Примем

Допускаемое внутреннее избыточное давление из условия прочности переходной части:

1.9.7.4.Расчет цилиндрической части рубашки на внутреннее давление:

Толщина стенки:

D_Р –диаметр цилиндрической части рубашки, мм;

φ – коэффициент прочности сварного шва;

Для стыкового шва с двухсторонним сплошным проваром, выполняемым автоматической или полуавтоматической сваркой, со 100% контролем сварных швов: φ = 1.

Принимаем:

Допускаемое внутреннее давление:

1.9.7.5.Расчет конической части рубашки на внутреннее давление:

Толщина стенки конической части рубашки:

D_K – диаметр конической части рубашки;

R_БОРТ – радиус отбортовки;

а₁– длина конической части отбортованной вставки;

а₂– длина цилиндрической части отбортованной вставки;

Для определения этих величин зададимся тогда:

Примем

Допускаемое внутреннее давление.

1.9.7.6.Толщина стенки переходной части конического днища рубашки:

Β₃– коэффициент формы;

β – коэффициент, учитывающий влияние краевых напряжений;

β_Т – коэффициент, учитывающий наличие тороидального перехода

Для определения этих величин необходимо задается значением тогда:

Примем

Допускаемое внутреннее избыточное давление из условия прочности переходной части: