Оглавление
1. Расчет на прочность эллиптической крышки аппарата 2. Расчет на прочность сферического днища аппарата 3. Расчет на прочность цилиндрической обечаек реактора 4. Расчет на прочность конической обечайки реактора и нетороидального перехода цилиндрической обечайки реактора (большего диаметра) в коническую 5. Расчет массы аппарата и подбор опор
Используемая литература
Перед расчетом определимся с выбором конструкционного материала в зависимости от необходимой химической стойкости. По табл.III.19. «Нержавеющие стали, сортамент, свойства и области применения» [1] выбираем листовую сталь марки 03Х18Н11. Сварные соединения из этой стали, обладают высокой стойкостью против МКК в средах окислительного характера, не подвержены ножевой коррозии. Используется для сварного оборудования емкостного, теплообменного и трубопроводов. Применяется от -253 до +610 °С.
Разрушающее действие среды на материал учитываем введением прибавки С к номинальной толщине детали:
С=П∙τа,
где τа – амортизационный срок службы аппарата (принимаем τа =20 лет);
П – коррозионная проницаемость, мм/год. По табл.III.21. «Коррозионная стойкость аустенитных и аустенитно-ферритных нержавеющих сталей» [1] принимаем П=0,025 мм/год.
С=П∙τа=0,025∙20=0,5мм
1. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ КРЫШКИ
АППАРАТА
Расчет толщины стенки эллиптической крышки, нагруженного избыточным внутренним давлением.
Толщину стенки крышки рассчитываем по формулам (52)-(54) [2]:
,
где , R=D с Н=0,25D.
0,0146 м.
s1 = 14,6+0,5 = 15,1 мм
Принимаем толщину крышки s1 = 16 мм.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле (54) [2]:
1,5564 МПа
Проведем проверку на необходимость укрепления отверстия для штуцера.
Согласно формуле (26) [3]
0,1303 м
где Dp=2D=2∙2=4 м при х=0 согласно (5) [3].
Толщину стенки крышки, при которой не требуется укрепление отверстия, определим подбором:
0,5498 м.
Исполнительная толщина крышки аппарата принимается s1=25 мм.
Допускаемое внутреннее избыточное давление:
2,4546 МПа
Согласно ГОСТ 6533-78 по таблице 7.2 [7] принимаем h1=60 мм.
Проведем проверочный расчет по п. 3.3.1.4. [2]:
0,8=0,8∙177,09>h1.
Согласно условиям п. 3.3.1.4. [2] принимаем толщину стенки 25 мм.
Расчет толщины стенки эллиптического днища, нагруженного избыточным наружным давлением.
Наружное избыточное давление принимаем равным атмосферному р=0,101 МПа, при абсолютном давлении внутри аппарата 0 МПа.
Толщину стенки днища рассчитываем по формулам (56)-(58) [2]
;
,
где Кэ=0,9 для предварительного расчета [2].
{0,0040;0,0009}=4,0 мм.
Дальнейший расчет проводим из условия толщины стенки s1=25 мм.
Определим допускаемое наружное давление по формуле (58) [2]:
где допускаемое давление [p]п из условия прочности:
2,73 МПа,
допускаемое давление [p]Е из условия устойчивости в пределах упругости:
3,73 МПа,
где Кэ=0,91,
0,18.
Допускаемое наружное давление:
1,78 МПа
Проверяем условие :
- условие соблюдается.
Принимаем эллиптическое днище с отбортовкой h1=60 мм толщиной стенки s1=25 мм по ГОСТ 6533-78.
2. РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ СФЕРИЧЕСКОГО ДНИЩА
КОРПУСА
Толщину стенки сферического днища корпуса, нагруженного внутренним избыточным давлением, рассчитываем по формуле:
,
Расчетная толщина стенки днища
0,0060 м
где R=0,5D с Н=0,25D; Р=р+ ρgh=1,47∙106+1000∙4,1∙9,81=1,51 МПа; р – давление внутри аппарата – 1,47 МПа, ρ=1000 кг/м3 – плотность воды при гидроиспытании аппарата, h=L1+L2+Lк+0,5D0=1200+1800+300+0,5∙1600=4100 мм.
Толщина стенки с надбавкой:
s1р = 6+0,5=6,5 мм;
Таким образом, по [4] принимаем толщину стенки 8 мм
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитываем по формуле:
1,881 МПа
Проверяем условие :
- условие соблюдается.
В результате произведённых расчётов и полученной толщины сферического днища корпуса аппарата под внутренним давлением принимаем толщину сферического днища 8 мм.
Согласно ГОСТ 6533-78 по таблице 7.2 [7] принимаем длину отбортованной части днища h1=40 мм.
Проведем проверочный расчет по п. ............
