124219 (689923), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

2. Повышение толщины оболочки только в некоторой зоне, расположенной вокруг отверстия. Последний способ более целесообразен, так как требует меньших затрат металла. Нормы и методы расчета на прочность, укрепление отверстий установлены ГОСТ 24755–81.

В данном случае для укрепления отверстий используем укрепляющие кольца.

Рис. 5.5. Отверстие, укрепленное с помощью кольца.

В этой схеме (на рис. 5.4) толщина укрепляющего кольца примерно равна толщине оболочки. Кольцо имеет сигнальное отверстие резьбой М10, которое предназначено для испытания сварочных швов на плотность. В это отверстие с резьбой при испытании подводится воздух давлением 0,6 МПа.

Прежде чем укреплять отверстие, нужно убедится в необходимости этой операции, для этого предварительно вычисляем наибольший диаметр одиночного отверстия в цилиндрическом корпусе, не требующего дополнительного укрепления.

где S - исполнительная толщина укрепляемого элемента, мм;

S_р=S - c-расчетная толщина оболочки, мм;

D_R - расчетный диаметр оболочки, для оболочки D_R=D_в,

c₂ - прибавка на коррозию;

Для обечайки:

мм

Если , то отверстия можно не уплотнять.

Если диаметр штуцера больше предельного диаметра отверстия, то такое отверстие должно быть укреплено. Условие достаточности укрепления отверстий за счет толщины стенки штуцера определяется по формуле:

,

где S_p-расчетная толщина оболочки;

d_в.шт. -внутренний диаметр штуцера, мм;

– длина штуцера, мм;

– расчетная толщина стенки штуцера, мм;

-исполнительная толщина стенки штуцера, мм;

c₂ - прибавка на коррозию, мм;

c₃ - прибавка для округления расчетной толщины штуцера до размера по сортаменту, мм;

В случае выполнения этого неравенства отверстие не требует укрепления дополнительными элементами.

Из расчетов следует, что отверстия нужно укреплять.

Диаметр укрепляющего кольца находится по формуле:

,

где d_н.шт. - наружный диаметр штуцера, м;

Рассчитаем диаметр укрепляющего кольца для патрубков конденсата пара:

м.

Действительную толщину укрепляющего кольца определяют из неравенства:

,

где S_K-толщина укрепляющего кольца, мм;

D_K-наружный диаметр кольца, мм;

d – диаметр укрепляемого отверстия, мм;

S-исполнительная толщина оболочки (обечайки), мм;

d₀^пред - предельный допускаемый диаметр, мм;

Из этого неравенства следует:

Таким образом, для патрубков конденсата пара:

мм

Исполнительную толщину кольца принимаем 8 мм.

Рассчитаем диаметр укрепляющего кольца для патрубков воды на ХВО:

м.

Действительную толщину укрепляющего кольца определяют из неравенства:

,

где S_K - толщина укрепляющего кольца, мм;

D_K - наружный диаметр кольца, мм;

d – диаметр укрепляемого отверстия, мм;

S - исполнительная толщина оболочки (обечайки), мм;

d₀^пред - предельный допускаемый диаметр, мм;

Из этого неравенства следует:

Таким образом, для патрубков воды на ХВО:

мм

Исполнительную толщину кольца принимаем 8 мм.

Расчет трубной решетки

Трубная решетка (трубная доска) предназначена для прочного и плотного крепления в ней теплообменных трубок с целью разграничения пространства с греющей и нагреваемой средами, то есть разграничения трубного и межтрубного пространства. Крепление трубок в решетке и толщина трубной решетки должны удовлетворять условиям прочности и гидравлической плотности.

Толщину трубной решетки определяем:

,

где средний диаметр под прокладку,

мм

– допускаемое напряжение для материала решетки;

C=4 мм – прибавка к расчетной высоте;

коэффициент ослабления трубной решетки отверстиями под трубки;

диаметр отверстия под трубку;

м,

м.

м

Дополнительные условия проверки прочности трубной решетки.

Условие прочности безтрубной зоны:

где d_E – максимальный диаметр окружности, вписанной в безтрубную зону решетки меж ду обечайкой и трубками, м; принимаем по компоновке D_e = 10 мм;

Р_т – давление в трубном пространстве, МПа; Р_т = 0,6 МПа;

Р_м – давление в межтрубном пространстве, МПа; Р_м = 0,4МПа;

- допускаемое напряжение для материала решетки, МПа; =154,76МПа;

м

S0,00418 м.

Толщина трубной решетки в сечении уплотнительной канавки должна быть не менее:

где (S – С) – расчетная толщина трубной решетки, м; (S – С) = 26 мм;

t_p – шаг разбивки трубной решетки t_p = 31,4 мм;

t_п – расстояние между ближайшими рядами труб, принимаем по компоновке t_п = 62,5 мм

b_п – ширина паза в трубной решетке; b_n = 10 мм;

d_o – диаметр отверстия под трубки в трубной решетке.

φ_р – коэффициент прочности трубной решетки,

мм.

Минимальная толщина трубной решетки, обеспечивающая надежность вальцовки труб:

где l_В – высота вальцовки, м;

[q] – допускаемая нагрузка, приходящаяся на единицу условной поверхности развальцовки и зависящая от способа развальцовки, МПа; для развальцовки с отбортовкой [q] = 30 МПа;

N_T – продольная сила, действующая в месте закрепления трубы в решетке, МН.

Так как рассчитываемый аппарат является аппаратом нежесткого типа, осевое усилие вычисляется по формуле:

Где Р=0,4 МПа – давление в межтрубном пространстве

мм

Минимальная толщина решетки под кольцевую прокладку.

,

где D_с.п. - средний диаметр прокладки, м;

допускаемое напряжение для материала решетки, МПа;

D_в - внутрений диаметр обечайки;

(м)

Условие выполняется.

Дополнительное условие:

мм

Все условия выполняются.

Расчет теплообменных трубок на прочность.

Расчетные напряжения в осевом направлении _1т, МПа, в трубах составляют:

,

где S_T – толщина стенки трубки, м.

.

Расчетные напряжения в окружном направлении _2т, МПа, в трубах составляют:

,

.

Условие статической прочности труб:

,

где []^Т – допускаемое напряжение для материала трубки, МПа, принимаем []^Т=230 МПа.

.

Таким образом, условие статической прочности труб выполняется.

Расчет прокладочной обтюрации

Обтюрация достигается сжатием с определенной силой, обеспечивающей герметичность уплотняемых поверхностей непосредственно друг с другом или посредством расположенных между ними прокладок из более мягкого материала.

Для герметичности соединения обечайки с жидкостными крышками используем прокладки типа 1. Тип обтюрации – I-А. Обтюрация типа I-А изображена на рисунке 13.1. Расчетная сила осевого сжатия для прокладок типа I определяется по формуле:

,

где D_сп – средний диаметр прокладки, м;

P – расчетное давление среды, воздействующей на фланцевое соединение, МПа,

K – коэффициент, зависящий от материала прокладки и ее конструкции, для паронита K=2,5;

b_экв – эффективная ширина уплотнения, м

,

b – ширина прокладки, м

.

.

.

МН.

Выбор линзового компенсатора.

Рисунок 5.7. Сварной линзовый компенсатор из двух штампованных полулинз

По давлению в межтрубном пространстве и наружному диаметру выбираем линзовый компенсатор по таблице 24.1 [6]. Таблица 2. Основные размеры линзового компенсатора.

Таблица 5.4

Dу	Dн	l	l1	D	s
мм
800	805	140	70	955	2,5

По конструктивным соображениям число линз принимаем

Расчет опор.

Установка аппаратов на фундаменты или на специальные несущие конструкции осуществляется в основном посредством опор. Непосредственно на фундаменты устанавливаются аппараты с плоским днищем. Опоры могут размещать или снизу аппарата или с боков и они жестко соединяются с аппаратом. Выбор типа опоры зависит от места установки теплообменного аппарата (в помещение или вне его), соотношения высоты к диаметру и массы аппарата.

Выбираем горизонтальную опору, так как аппарат располагается горизонтально. Чтобы избежать вмятин на стенках теплообменного аппарата и распределить усилие на большую часть площади обечайки под опорами располагаем подкладки, приваренные к обечайке.

Максимальное усилие G_max определяется по формуле:

Для расчета составляющих, входящих в формулу используем известное соотношение для i-го элемента:

где V_i – объем i-го элемента, м³

ρ_i – плотность материала элемента, кг/м³

Для стали: ρ_ст=7850 кг/м³

Для воды: ρ_в=1000 кг/м³

Характеристики

Список файлов курсовой работы