Расчет на прочность и устойчивость корпуса

2.6.3.1 Расчет обечайки, нагруженной внутренним избы-точным давлением

Цель расчета: расчет на прочность, определение толщины стенки аппарата, удовлетворяющая условиям прочности.

Расчетная схема аппарата приведена на рис 2.5.

Исходные данные для расчета:

где: s – исполнительная толщина стенки, мм; D – внутренний диаметр аппарата, мм.

– расчетное давление P_R, МПа;

– диаметр колонны D, мм;

– допускаемое напряжение при T °С, [s] МПа;

– коэффициент прочности сварного шва j;

– общая прибавка к толщине металла c, мм.

 

Толщина стенки аппарата определяется по формулам:

(2.39)

s ≥s_R + c,(2.40)

 

где: s – исполнительная толщина стенки, мм; D – внутренний диаметр аппарата, мм.

 

 

 

Рис 2.5. Расчетная схема аппарата

Исполнительная толщина стенки сосуда s (мм) принимается, а допускаемое внутреннее избыточное давление

для обечайки[ p ], рассчитывается по формуле:

 

Условия применения расчетных формул:

 

2.6.3.2 Расчет днищ

Цель расчета: расчет на прочность, определение тол-щины эллиптического днища удовлетворяющего условию прочности.

Расчетная схема эллиптического днища приведена на
рис. 2.6.

Исходные данные для расчета:

– расчетное давление P_R, МПА;

– диаметр колонны D, мм;

– допускаемое напряжение при T °С, [s] МПа;

– коэффициент прочности сварного шва j;

– общая прибавка к толщине металла c, мм.

 

 

 

Рис. 2.6. Днище эллиптическое

Для данной обечайки выбираются эллиптические отбор-тованные днища. Толщина стенки днища определяется по фор-мулам:

s_д³s + c (2.44)

 

где: R – радиус кривизны в вершине днища, м; R = D – для эллиптических днищ с:

 

H = 0,25 •D (2.45)

Принимаем толщину днищ стандартного значения s_Д, мм.

Допускаемое внутреннее избыточное давление для днища, определяется по формуле:

 

Условия применения расчетных формул для эллип-тических днищ:

 

 

Определим длину цилиндрической отбортованной части днища, м:

 

h₁> 0.8 • √ D • (s₁ – c). (2.48)

 

2.6.3.3 Расчет обечайки, нагруженной наружным давлением

Исходные данные для расчета:

- расчетное наружное давление P, МПа;

- диаметр колонны D, мм;

- допускаемое напряжение при T°С[s], МПа;

- коэффициент прочности сварного шва j;

- общая прибавка к толщине металла c, мм;

- модуль продольной упругости при расчетной темпера-туре Е, МПа;

- внутреннее избыточное давление при гидроиспытании P_пр, МПа;

- длина цилиндрической обечайки L₀, мм;

- толщина стенки s, мм определена ранее.

Так как толщина стенки была определена ранее, выпол-няем расчет по допускаемому наружному давлению:

где допускаемое давление, соответствующее условию проч-ности:

 

Допускаемое давление из условий устойчивости в пределах упругих деформаций:

 

Коэффициент В₁:

 

 

Для аппаратов типа ВЭЭ:

L₀ – длина цилиндрической части корпуса, мм;

h₁ – высота отбортовки днища, мм;

H_D – высота выпуклой части днища без учета цилиндри-ческой части, мм;

n_u – коэффициент запаса устойчивости.

2.6.3.4 Толщина днища, нагруженного наружным давлением

Принимаем толщину днищ стандартного значения s, мм.

Допускаемое наружное давление для оболочки, МПа определяется по формуле:

 

где К_э – коэффициент приведения радиуса кривизны эллипти-ческого днища:

 

 

 

где:

R = D – радиус кривизны в вершине днища, мм; [P]_P – допускаемое наружнее давление, МПа по (2.49).

Условие прочности - р < [P].

 

Выбор стандартных штуцеров

Присоединение технологических трубопроводов для подвода и отвода различных жидкостей и газов, а также контрольно-измерительных приборов и предохранительных устройств к аппаратупроизводятс помощью штуцеров. По технологии производства или эксплуатационным требованиям в стенках аппаратов, днищах и крышках делают отверстия для люков —лазов, загрузочных приспособлений, штуцеров и т. д.Размеры штуцеров выбирают по диаметру условного прохода D и условному давлению Р_у. Присоединение штуцеров к элементам корпуса производят с определенным вылетом.

Схема штуцера с приварным фланцем встык и тонко-стенным патрубком приведена на рис. 2.7.

Основные размеры патрубков, стандартных стальных фланцевых тонкостенных штуцеров выбираются по
ОСТ 26-1404-76, ОСТ 26-1410-76.

 

 

 

 

Рис. 2.7. Схема штуцера с приварным фланцем

встык и патрубком