Цыганков А.С. - Расчеты теплообменных аппаратов (1956) (1062129), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Поте и р на трение на прямых участках межтрубного пространства ~ив 2 2.0,53 0,7У.937,3 Р, = А и 2л — — 0,01935 О 0209 ° 2 9 81 —— 29,3 кг(м~. 138 5. Коэффициент сопротивления при повороте на 180' в межтрубном пространстве (по табл. 25) 1, =1,5. 6. Местные потери при повороте потока на 180' свтв 0,7У.937,3 Ьрг ="1 2 =1~5 '2 9 81 ' =44>7 кг/м .
7. Коэффициент сопротивления при входе в межтрубное пространство (по табл. 25) 1,=1,5. 8. Коэффициент сопротивления при выходе из межтрубного пространства (по табл. 25) ~,=1,0. 9. Местные потери на вход в межтрубное пространство и выход из него с'.1, 0,7У.937.3 ар,= Д+ ".,) — ' (1,5+ 1,0) . = 74,5 кг/м'. 10 Гидравлическое сопротивление пароохладителя ь=(ар, + йр, + ар,) 1о-"= =(29,3+44„7+ 74,5) 10 '=0,15 м вод. ст. Гидравлическое сопротивление маслоохладителя Исходные данные для расчета (из теплового расчета) Производительность маслоохладителя В = 16 точас.
Длина кромки (хорды) перегородки 3=0,366 м. Шаг расположения трубок С=13,5 мм. Наружный диаметр трубок с(„= 10 мм. Расстояние между корпусом и крайними трубками у,=15,3 мм. Число рядов трубок, пересекаемых потоком, т=18. Число промежутков между перегородками к=12. Расстояние между перегородками л=0,094 м. Средняя скорость масла между перегородками = 0,307 м!сек. Средняя скорость масла над перегородками о, = 0,307 м(сек. Кинематическая вязкость масла марки Т при средней температуре т =57 ° 10 ~ м'(сек. Удельный вес масла при средней температуре 7=879 кг~Й. Площадь сечения для прохода масла над перегородками А=0,0164 м'.
Ход расчета 1. Размер свободного сечения для прохода масла у кромки перегородки ь — 3 2У А 11„— =0366 0,366 — 2 0,0153 — 0,01 001 0 0,0135 ю =,116 м, Детали аппаратов, требующие повышенной прочности или необходимой и достаточной коррозийной устойчивости, а также подвергающиеся действию высоких температур, 'выполняются из никелевых, хромоникелевых и прочих легированных и мало- легированных сталей.
Основные характеристики различных сталей, применяемых для изготовления основных деталей теплообменных аппаратов и сосудов, приведены в табл. 29 — 37 и на рис. 62 — 67. /гуАВА 1г МАТЕРИАЛЫ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ В настоящее время в практике изготовления различных аппаратов и сосудов самое широкое распространение получила сварка как наиболее рациональный и дешевый способ производства, обеспечивающий хорошее качество продукции и безопасную эксплуатацию. Поэтому все приводимые ниже данные будут относиться и в основном к материалам, применяемым для сварных аппарато сосудов. Типы сварных соединений в судостроении приме- в няются согласно соответствующим нормалям.
й 28. СТАЛЬ Материалы, применяемые для аппаратов н сосудов, работающих под давлением, должны содержать (согласно контрольно-химическому анализу для любой стали) не более 0,3а/, С— при применении электросварки и не более 0,36'/еС вЂ” при примепепни других видов сварки, а также удовлетворять требованиям соответствующих стандартов.
Для изготовления судовых теплообменных аппаратов сталь применяется главным образом в виде проката, отливок и поковок. Детали аппаратов и сосудов, рабочей средой которых являются пар, конденсат, масло, нефть и воздух, выполняются из углеродистой стали при условии, если они не подвергаются прямому воздействию морской воды.
Для сварных стальных корпусов„днищ, крышек н прочих деталей, работающих под давлением, применяется листовая сталь марки Ст. 3, а для деталей менее ответственных — сталь Ст. 2. Стальные литые крышки, фланцы и прочие детали отливаются из стали по ГОСТ 977 — 63. Для стальных трубных досок, фланцев и прочих деталей в большинстве случаев применяется сталь Ст. 4 и реже Ст.
5. Стальные трубы выполняются цельнотянутыми или цельнокатаными из углеродистой стали по ГОСТ 301 — 60 142 Таблица 29 Механические свойства фасонных отливок иа углеродистой стали (по ГОСТ 977 — 53) Поперечное сжатие ,у е/ Относительное удлинение Ва е/а Предел текучести с кг/мм Предел прочности см кг/ммт Марка стали не менее Таблица 88 Механические свойства стального лнтьв при повынкнных температурах 143 15Л 20Л 25Л 30Л 35Л 40Л 45Л 50Л 55Л 40 42 45 48 50 53 55 58 80 20 22 24 28 28 30 32 34 35 24 23 19 17 15 14 12 11 10 35 35 30 30 25 25 20 20 18 Таблица 32 Механические свойства стальных труб (но ГОСТ 301 — 30) Таблица И Тгублица 33 Механические свойства углеродистой горячекатаной стали обыкновенного качества группы А (по ГОСТ 380 — 30) Предел прочности аь, иг)ммг Предел текучести а, кг)ммт Относительное Удлинение, е)е Марка стали г5 ~ гю и — а.с.
ц В табл. 30 приведены механические свойства стального литья (с содержанием С вЂ” 18%; Мп — 0,38')е; 31 — 0„28%; $+ Р+ Сп — 0,29е1е при продолжительности испйтаиия 40 мин.) при повышенных температурах. Физико-механические свойства металлов, применяемых в аппаратостроении, приведены в табл. 38. Наиболее отрицательно на прочность и безопасность работы аппаратов влияют высокая температура и ржавление — явления, чаще всего встречающиеся прн эксплуатации. Механические свойства поковок на углеродистой стали (ио ГОСТ 2333 — 30) Ст. 0 Ст. ! Ст. 2 Ст.
3 Ст. 4 Ст. 5 Ст. 6 32 — 47 32 — 40 34-42 38 — 47 42 — 52 50-62 60 — 72 22 24 31 22 33 27 — 31 25 — 26 21 — 24 15 — 20 13 — 14 18 28 23 — 26 21 — 22 ГТ вЂ” 20 13 — 16 )1 — 12 ТаблиЬяг 84 Механвчесвие свойства углеродистой конструхцноиной стали (по ГОСТ 1050 — 62) Таблица 87 Механические свойства некоторых легированных сталей Марка стали !х18Н9Т (ЭЯ!Т! ЗОХМА СХЛ-4 35Х Таблица 88 Механические сеойсгва сталей прн различных температурах Теб иц 88 Физико-механические свойства металлов и й! „о ~, х"ч о о а о н, О х х о хо хо х хо в.
,е,о х ооон Козффн- циент Пуассона Р Материал 2,0 — 2,2 8,0 — 8.5 О,З 7,85 1,2 15 — 22 О,З 2,9 — 5,5 4,1 — 4,9 3,1 — 4,! 3,8 Таблица 8б Механические свойства углеродистой конструвцнониой стали при повышенных температурах Алюминий Предел текучести ох «г(ммт, прн температурах 2,5 — 3,5 3.7 — 4.1 1.6 Предел прочности оз прн л!с С.
лг/мм' 1!ннк Олово 450 500 350 20 200 250 Мельхиор Влияние температуры на прочность учитывается, начийая с 230'С, снижением допускаемого напряжения для стали. Допускаемые напряжения для стали марки Ст. 3 в зависимости от температуры приведены на рис. 62. Для стали Ст. 2 напряжения должны быть соответственно понижены. Для стали Ст. 4 напряжения при температуре свыше 300'С не могут быть повышены по сравнению с напряжениями для стали Ст. 3 (рис. 62).
146 147 10 15 20 25 30 35 32 35 40 43 48 52 18 20 22 24 26 28 16 17,5 19 20,5 24 14,5 16 17,5 18,5 20 21,5 13,5 14,5 !5,5 16,5 17,5 19 11,5 12,5 13.5 14,5 15,5 17 ° 1О 11 12 13 13,5 14,5 8 6 1О 8 11 9 11„5 9.5 12,5 10.5 Сталь углеродистая Сталь никелевая Чугун Медь Латунь Бронза Никель 7,0 — 7,4 8,9 8,6 8,8 8,9 2,7 7,15 7.3 8,9 н о е т н х сьев И о о хВ хи~ х о хх ,е,х хс!с ,е.ш о ш ха Ю оххх Ь:хи хо 1,1 1.73 1.9 1,8 1,3 2,4 1,65 1,6 54 Змв — елх( 74 — 90 51 50 175 95 96 25 1,0 — 1,2 1,1 — 1,3 0,65 — 1,0 0,9 — 1,2 2,05 0,68 — 0,72 0,9 — 1,2 0,4 0,85 х н х х о °х л Ь. о ! а! сз 0.27 — 0,15 0,32 — 0„35 0,33 0,34 0,33 0,363 0,205 гул яг алл с г фи ы Ф, ь тк иаллгаил В юлы и амати жмлзгссбте гоатлаалит илгззйсгдвн и иг глт лв тю яи г'с Рис.
65. Изменение предела прочности сталей в зависимости от температуры. змию гзз ми мамы Рис. 64. Изменения ударной вязкости сталей в зависимости от температуры. ям а си аул лат дул гим'г 149 Рис. 62. Допускаемое напряжение стали Ст. 3 в зависимости от температуры. Рис. 63. Допускаемые напряжения в различных сталях в зависимости от температуры. Следует иметь в виду„что допускаемые напряжения (рис. 6к) включают суммарные напряжения, которые могут возникнуть от всех нагрузок, действующих на аппарат, а именно: а) внутреннее давление; б) ударные нагрузки, включая внезапное изменение давления; в) вес аппарата и содержащихся в нем рабочих сред при условии эксплуатации; г) нагрузка, вызванная качкой; д) местные напряжения, вызываемые опорными лапами и кольцами; е) разность температур.
Обычно в расчетах при выборе соотношений допускаемых напряжений принято считать, что йз = йл — — йз1 гт,„= 1,8Я;, Я,р — — 0,8й„ где гтз — допускаемое напряжение на растяжение; Йл — допускаемое напряжение на сжатие; гтз — допускаемое напряжение на изгиб; Й,р — допускаемое напряжение на срез; Й,„— допускаемое напряжение на смятие. График допускаемых рабочих напряжений для различных углеродистых и легированных сталей при температурах свыше 350 'С приведен на рис. 63.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
