расчет абсорбера. ПЗ. Курсовой проект 78 с., 1 рис., 2 табл., 7 источников

• Название: Курсовой проект 78 с., 1 рис., 2 табл., 7 источников
• Анкор: расчет абсорбера
• Дата: 20.01.2023
• Размер: 2.02 Mb.
• Имя файла: ПЗ.docx
• Тип: Курсовой проект; #896364
• страница: 3 из 4

Вывод: в данном разделе рассчитали изгибающий момент ,а так же выбрали уплотнение.

15 Расчёт укрепления вырезов в стенках сосудов и аппаратов и упрочнению штуцера

Расчёты по укреплению вырезов под патрубки в стенка сосудов и упрочнению штуцера следует выполнять:

- при толщине стенки S 50 мм по п. 15.1;

15.1 Расчёт укрепления вырезов в стенках сосудов и аппаратов

Отверстия в сосудах для установки штуцеров и люков ослабляют меридиальное сечение цилиндрической стенки аппарата. Поэтому их укрепляют либо наваркой накладного укрепляющего кольца 2 диаметром D_к (рисунок 15.1), либо утолщением стенки корпуса 3 и патрубка 1.

Укрепляющее кольцо ставят снаружи аппарата и снабжают сигнальным отверстием с резьбой М10, располагаемым в нижней части кольца. Во время эксплуатации и гидроиспытаний отверстие должно быть открыто, что позволяет обнаружить наружние герметичности основного шва, прикрепляющего патрубок к корпусу аппарта. Укрепляющее кольцо может быть выполнено составным (из двух половин). Угол сварного шва кольца должен быть выполнен на всю толщину составного кольца. В этом случае выполняют два сигнальных отверстия (по одному в каждой половине кольца).



Рисунок 15.1 – Схема размещения укрепляющего кольца

Расчёт укрепляющего отверстия

1.Расчётная площадь поперечного сечения металла стенки F₀ удалённого вырезом, должна компенсироваться за счёт площади сечения патрубка F_0, избыточного над расчётным, металла стенки корпуса F и площади сечения укрепляющего кольца F₂, т.е.



2. Укрепляющий металл должен быть расположен в зоне MNPQ (см. рис. 15.1). Протяжённость зоны определяется величиной L, за её границами укрепление неэффективно.

3. Располагать вырезы на продольных швах не рекомендуется. Величины, входящие в выражение (15.1), определяют по следующим формулам:



В формулах (15.2) согласно рис. 15.1, приняты следующие обозначения:

S и S_p, S₁ и S_lp – соответственно, соответственно, действительная и расчётная толщины стенки обечайки и патрубка, см;

S₂ и D_k – толщина сечения и диаметр укрепляющего кольца, соответственно, см;

D_P – наружный диаметр патрубка, см.

Избыточную, сверх расчётной, площадь F получают за счёт округления толщины стенки в сторону большую расчётной и наличия сварных швов в теле сосуда. Так как вырезы располагают вне швов, то коэффициент( φ идёт в запас и в формуле (15.2) вместо S_p подставляют φS_p). Величину L определяют следующим образом:

- при отсутствии укрепляющего кольца

где D_p – наружный диаметр патрубка.
Подставив в (6.3) имеющиеся значения, получим

15.2 Расчёт упрочнения штуцера

Расчётные характеристики:

- материал корпуса;

- материал штуцера;

- допускаемые напряжения корпуса – , МПа (при рабочей температуре);

- допускаемые напряжения штуцера – , МПа (при рабочей температуре);

-припуск на коррозию для штуцера – С.

Геометрические характеристики:

- расчётная толщина листа корпуса – S_B;

- принятая толщина листа корпуса – S;

- внутренний диаметр штуцера – d_шт;

- расчётный диаметр штуцера – d_{шт рас};

- принятый диаметр штуцера – d_{пр шт};

- упрочненный диаметр штуцера – d_{упр шт};

-принятая толщина стенки штуцера – S₁;

-упрочнённая толщина стенки штуцера – S_{1 упр};

-нижняя точка обработки на конус – h;

-верхняя точка обработки на конус – L;

-переходный радиус – r;

-радиус основания укрепленного патрубка – W.

Требуемая толщина штуцера S_1R для заданного внутреннего давления q


;

;


Подставив в (15.7) имеющиеся значения, получим:


Коэффициент упрочнения штуцера n_c принимаем в пределах 1,4…1,6 (в зависимости от рабочей среды).



Принимаем подставив значения в форму (15.8)


Тогда


Предел упрочнения, измеряемый параллельно стенке аппарата, включающий 100% требуемого упрочнения




Принимаем определённое целое значения В.

Предел упрочнения, измеряемый параллельно стенке аппарата, включающий 2/3 требуемого упрочнения

;

;

;


Подставив в (15.11) имеющиеся значения, получим:

Принимаем определённое целое значение В₁ = 25 см.

Площадь требуемого упрочнения

а) 100% упрочнение

где k - коэффициент уменьшения прочности, k = 0,97…0,98;
;

;
;

.

Подставив в (15.12) имеющиеся значения, получим:

б) 2/3 упрочнения А.

Площадь упрочнения в пределе В (или В₁)

;

;

;

;

.
Подставив в (15.13) имеющиеся значения, получим:



Упрочнение соответствует, если А > T.

Примечание: в расчетах параметр Н принимается конструктивно, но не более



Рисунок 15.2 – Расчетная схема упрочнения штуцера

Вывод: в данном разделе рассчитали требуемую толщину штуцера , также диаметр прокладки = 72 см.


16 Расчет опоры сосуда

16.1 Общий вид опорного элемента цилиндрического вертикального сосуда под давлением.

Опорный элемент сосуда (так называемый «юбка») представляет собой тонкостенный цилиндр со сквозной прямоугольной прорезью (рисунок 16.1).

Для определения размеров опорного элемента предварительно необходимо прочертить на миллиметровой бумаге приблизительные размеры (с точностью до 50 мм) дренажного патрубка с фланцем, отводящего патрубка с фланцем (рисунок 16.2).

Ширина прорези а «юбки» принимается не менее 400 мм, но не более 1,5 наружного диаметра фланца, если диаметр дренажного патрубка более 200 мм. Наружный диаметр D «юбки» принимается на 10…20 мм меньше наружного диаметра обечайки. Расстояние h принимается в пределах 200…300 мм (в зависимости от диаметра трубы). Радиус поворота отводящего патрубка принимается



а – ширина прорези, h – высота прорези, H – высота «юбки», D – наружный диаметр, d – внутренний диаметр.

Рисунок 16.1 – Опорный элемент сосуда («юбка»)

Для расчетов необходимо определить толщину стенки опорного элемента и все геометрические параметры, согласно рисункам 16.1 и 16.2.



1 – обечайка, 2 – днище (любой конфигурации), 3 – опорный элемент («юбка»), 4 - дренажный патрубок, 5 – фланцевое соединение, 6 – отводящий патрубок, 7 – фундамент, - расстояние от фундаментной плиты до нижней точки отводящего трубопровода, – наименьший радиус поворота отводящего патрубка, – наружный диаметр отводящего патрубка.

Рисунок 16.2 – Определение геометрических размеров опорного элемента
16.2 Определение толщины стенки опорного элемента

Упрощенный расчет опорного элемента выполняется по методу расчета прямолинейного стержня, нагруженного продольной силой при центральном сжатии.

Продольной силой поперечном сечении стержня является сумма проекций на нормаль к рассматриваемому сечению всех нагрузок, действующих по одну сторону от сечения.
; (16.1)

,

где – вес обечайки, кг;

– суммарный вес фланцев, кг;

– вес верхнего днища, кг;

– вес нижнего днища, кг;

– суммарный вес накладок при укреплении отверстий (по п. 15.1), кг;

– суммарный вес патрубков, кг;

– вес воды при гидроиспытании сосуда.

Напряжения (16.2), возникающие в поперечном сечении, проведенном перпендикулярно к оси стержня на достаточном расстоянии от места приложения нагрузки. В методических указаниях дается упрощенный расчет, так как формула 16.2 справедлива только для поперечных сечений, отстоящих от места приложения нагрузки на расстоянии, не меньшем поперечного размера стержня, принцип Сен-Венана. Вблизи места приложения нормальные напряжения распределяются неравномерно – по сложному закону.
(16.2)

= 17,39 ,

где F – площадь поперечного сечения «юбки», рассчитываемая по зависимости для тонкостенного кольца;

– допускаемое напряжение:

– коэффициент запаса прочности, для опорного элемента принимаем = 1,8…2,5 (в зависимости от объема сосуда),

Тогда внутренний диаметр «юбки» d можно вычислить по зависимости

120 см;

160 см
Подставив в (16.3) имеющиеся значения, получим:



Вывод: в данном разделе рассчитали площадь поперечного сечения «юбки»

17 Учет ветровых нагрузок

Эти силы воздействуют на аппарат в горизонтальной полости (рисунок 17.1) и создают опрокидывающие ветровые моменты и изгибающий момент на фундаментном креплении.
, (17.1)
где q – ветровая нагрузка на единицу площади,

– наружный диаметр аппарата в месте приложения расчетной сосредоточенной нагрузки Р;

(b – a) = L – длина цилиндрической части обечайки.


.
Подставив в (17.1) имеющиеся значения, получим:




Рисунок 17.1 – Ветровые нагрузки
Ветровая нагрузка на единицу площади определится по формуле
(17.2)

q = 700·1·1,2·2,5 = 2100 ,

где - нормативное значение статистической составляющей ветровой
нагрузки; территория России по значению нормативной ветровой нагрузки
разделена на семь районов. Расчетные значения по вариантам приведены в
таблице 3 задания;
k- коэффициент, учитывающий увеличение силы ветра с высотой сосуда (считая от фундамента), определяется по графику рисунка 17.2;
- аэродинамический коэффициент, для сосуда 1,2;
- коэффициент, учитывающий динамичность (пульсацию) ветрового напора.
Коэффициент динамичности определяется по периоду собственных колебаний сосуда Т, который определяем упрощенно, считая его стержнем постоянного сечения, защемленным у основания.


(17.3)

где - высота сосуда (без верхнего днища);
G/g - масса сосуда, кг;
- момент инерции сечения сосуда (по обечайке), см⁴, значение рассчитывается как для половины полого круглого сечения при малой толщине стенки;
Е-модуль упругости материала сосуда.




⁴.
Подставив в (17.3) имеющиеся значения, получим



Рисунок 17.2- Определение коэффициента, учитывающего увеличение силы ветра с высотой сосуда.
По параметру ε, пользуясь графиком рисунка 17.3, определяем значение β;

(17.4)

= 0,307



Рисунок 17.3- Определение коэффициентов β

По нагрузке находят ветровой момент, действующий на аппарат относительно опорной поверхности фундаментного кольца аппарата
(17.5)



Расчет на ветровые нагрузки аппарата производится в рабочих условиях, когда аппарат имеет вес G без учета веса воды при гидроиспытаниях.