Xreferat.com » Рефераты по теплотехнике » Выпускная работа

Выпускная работа

CELLPADDING=8 CELLSPACING=0> Диаметр корпуса, м 3,8 Длина корпуса, м 2,5 Рабочее расчетное давление, МПа 0,1 Давление испытания, МПа 0,2

Температура стенки, °С

130 Материал аппарата Х17 Срок службы аппарата, лет 14 Допустимые напряжения, МПа 196,15 Модуль продольной упругости, МПа

2Ч105


Определяем коэффициенты K1 и К2 по формулам (6) и (7):


По номограмме определяем : К2 =0,28.

Определяем расчетную толщину обечайки по формуле (4) :



Определим прибавку к расчетной толщине стенки :

с=с123 ,

где с1= П Ч Т = 0,01 Ч 14 =1,4 мм=0,0014 м;

с2= ±0,8 мм = 0,0008 м ;

с3= 2,8 мм = 0,0028 м.

Получим толщину :


Определим допускаемое давление из условия прочности по формуле (9) :

а допускаемое давления из условия устойчивости в пределах упругости определяются по формуле(10):

где

.


Допускаемое наружное давление определяется по формуле (9) :

Поскольку рр < [р] то толщина обечайки расчитана правильно.


  1. Расчет обечайки греющей части аппарата.

Исходные данные по расчету:


Диаметр корпуса, м 1,6
Длина корпуса, м 0,425
Рабочее расчетное давление, МПа 0,1
Давление испытания, МПа 0,2

Температура стенки, °С

130
Материал аппарата Х17
Срок службы аппарата, лет 14
Допустимые напряжения, МПа 196,15
Модуль продольной упругости, МПа

2Ч105


Определяем коэффициенты K1 и К2 по формулам (6) и (7):


По номограмме определяем : К2 =0,2.

Определяем расчетную толщину обечайки по формуле (4) :

Определим прибавку к расчетной толщине стенки :

с=с123 ,

где с1= П Ч Т = 0,01 Ч 14 =1,4 мм=0,0014 м;

с2= ±0,8 мм = 0,0008 м ;

с3= 2,8 мм = 0,0006 м.

Получим толщину :


Определим допускаемое давление из условия прочности по формуле (9) :

а допускаемое давления из условия устойчивости в пределах упругости определяются по формуле (10):

где

Допускаемое наружное давление определяется по формуле (9) :


Поскольку рр < [р] то толщина обечайки расчитана правильно.


4.5 Расчет фланцевого соединения.


4.4.1 Конструктивные размеры фланца.


Внутренний диаметр фланца D: 1600 мм.

Толщина обечайки S: 10 мм.

Толщина втулки принята S0=11 мм, что удовлетворяет условию :

S0Ч1,3 10<11<13

и

S0-S<5 11-10=1<5

Толщина S1 втулки по формуле :


(30)

где

.

Тогда толщина втулки из (30):


Высота втулки по формуле



(31)


Отсюда


Принимаем hb=0,60 м.


Эквивалентная толщина втулки фланца :


(32)


Подставим и получим:


Диаметр окружности по формуле :

Dб>D + 2(S1+dб+U),

(33)

где dб=20 мм;

U=6 мм - нормативный зазор между гайкой [], т.1.40.


Dб> 1600+2(48+20+6)=1748 мм.

Принимаем Dб=1760 мм =1,76 м.


Наружный диаметр фланца :


DH=Dб+а,

(34)

где а=40 мм - для шестигранных гаек М20 ([], т.1.41).


DH= 1760+40=1800 мм,

Принимаем D=1800 мм=1,8 м.


Наружный диаметр прокладки :

Dн.п.=Dб-e,

(35)

где е=30 мм - для плоских прокладок при dб=20 мм.


Подставим значения и получим:

Dн.п.= 1760-30=1730 мм.


Средний диаметр прокладки определяется по формуле:

Dc.п.=Dн.п.-в=1730-20=1710 мм.

(36)

где в = 20 мм - ширина плоской неметаллической прокладки для диаметра аппарата

D=1600 мм.


Отсюда

Dc.п.= 1730-20=1710 мм.


Количество болтов по формуле :


(37)

где tm=5db=5Ч20=100 мм - шаг расположения болтов при р=0,1 МПа ([], т. 1.43)


Тогда

Принимаем nb­=56, кратное четырем.


Высота (толщина) фланца :


(38)

где l=0,22 для р=0,1 МПа и приварных фланцев.



Принимаем hф=50 мм.


Расстояние между опорными поверхностями гаек для фланцевого соединения с уплотнительной поверхностью типа шип-паз (ориентировочно) :


Lб.о.»2(hф+hп)

(39)

где hп=2 - высота стенки прокладки.

Отсюда

Lб.о.=2(50+2)=104 мм = 0,104 м,


4.5.2 Нагрузка действующая на фланец.


Равнодействующая внутреннего давления определяется по формуле:



(40)


Тогда равнодействующая внутреннего давления имеет значение:



Реакция прокладки по формуле :


(41)

где кпр=2,5 для паронита ;

b0 - эффективная ширина прокладки :

Тогда


Усилие возникающее от температурных деформаций :


(42)

где a - коэффициенты линейного расширения материала фланца (Х17) и материала болта (35Х).

tp=0,96t=96°С - расчетная температура легированных фланцев;

tб=0,95 Ч 100=95°С - расчетная температура болтов;

Еб=1,9 Ч 105 МПа для болтов из стали 35Х;

fб=2,35 Ч 10-4 м2 - дл болтов диаметром М20;

nб=56 - количество болтов;

у - податливости болтов, фланцев и прокладки, определяемые по формулам:



(43)



(44)


(45)

где


Тогда подставим значения и получим:





Окончательно получаем по формуле (42):



Коэффициент жесткости фланцевого соединения находим по формуле:



(45)


Отсюда



Болтовая нагрузка в условиях монтажа до подачи внутреннего давления :



(47)

где рпр=20 МПа - допустимое давление паронитовой прокладки.


Тогда


Болтовая нагрузка в рабочих условиях :


Fб2 = Fб1 + (1-Кж)FД + Ft ,

Fб2 = 0,91(1-1,56)Ч0,23 + 0,33 = 1,1 МПа.

Приведенный изгибающий момент :



(48)



4.5.3 Проверка прочности и герметичности соединения.


Условие прочности болтов имеет вид:


(49)

где [s]б20 = 230 МПа - допустимое нормальное напряжение болта при 20° С.



Условие прочности неметаллической прокладки :


(50)

где [рпр]=130 МПа - для параонита;

FбMAX=max{F; F}=1,1 МПа.



Максимальные напряжения в сечении фланца, ограниченные размером S1 :



(51)

где D*=D=1,6 м, при D >20 Ч S1 (1,6>20Ч0,028);

,

Тогда


Максимальные напряжения в сечении, ограниченном размером S0:

.


(52)

Тогда


Напряжения во втулке от внутреннего давления :

- тангенциальные :


(53)



- меридианальные:


(54)



Условие прочности для фланца, ограниченного размером S1=28 мм выполняется, если:


(55)

где [s] = 195 МПа.


Подставим и получим:


Условие прочности для фланца, ограниченного размером S0=11 мм выполняется:



(56)


Подставим и получим:


Условия герметичности, определяемое по формуле углом поворота фланца ,также выполняется, если :


(57)


где [q] = 0,009 рад - допускаемый угол поворота приварного встык фланца при D=1600 мм :



Вывод - фланцевое соединение подобрано и просчитано правильно.


4.8 Расчет опор-лап для корпуса греющей камеры.


Принимаем что момоент дей ствующий на аппарат равен нулю (М=0), а осевая сила состоит из веса металла аппарата и жидкости, заполняющей его (принимаем критический случай - аппарат заполнен полностью) :


Р=Gкорпуса + Gжидкости =30000 +31224,24=61224 кг=0,8 МН.


Эскиз опоры :


Определим нагрузку на одну опору :



(67)


, где второе слагаемое мы не учитываем;

z =3 - число опор;

l1=1 - коэффициент зависящий от числа опор.


Подставим значения :



(68)


Проверка прочности стенки вертикального цилиндрического аппарата под опорой-лапой без накладного листа.


Осевое напряжение от внутреннего давления Р и изгибающего момента определяется по формуле :


(69)


Окружное напряжение от внутреннего давления :



(70)


Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок определяется по формуле


(71)


Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакции опоры определяется по формуле


(72)

где к1 принимается по [ ], рис. 14.6 в зависимости от параметра



(73)


.

Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры определяется по формуле :


(74)


где к2 - принимается по [ ], рис. 14.6 в зависимости от тех же параметров.


Условие прочности имннт вид :


(75)


где А=1,2 - для условий гидроиспытаний и монтажа.


Проверяем


Условие прочности выполнено, значит подкладной лист не требуется.

Опора выбрана правильно.


4.6 Расчет укрепления отверстий.


    Диаметр отверстия не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки укрепляемого элемента :


( 58)

где DR -диаметр укрепляемого элемента ;

s - толщина укрепляемого элемента ;

c - прибавка на коррозию.

.Наибольший диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления :


( 59)

При укреплении накладным кольцом его ширина определяется по формуле :


(60)

где sH - толщина накладки;

s - толщина стенки;

с - прибавка на коррозию.

Расчетная длина внешней и внутренней частей штуцера, участвующих в укреплении :


(61)

(62)

Проверка условия укрепления отверстия накладным кольцом :



(63)


Расчеты укрепления отверстий.


Сепарационная часть.


Диаметр отверстия не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки укрепляемого элемента :




.Наибольший диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления :



При укреплении накладным кольцом его ширина определяется по формуле :




Расчетная длина внешней и внутренней частей штуцера, участвующих в укреплении :





Проверка условия укрепления отверстия накладным кольцом :



Укрепление отверстий удовлетворяет условию укрепления.


Конический переход.


Диаметр отверстия не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки укрепляемого элемента :




.Наибольший диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления :



При укреплении накладным кольцом его ширина определяется по формуле :




Расчетная длина внешней и внутренней частей штуцера, участвующих в укреплении :





Проверка условия укрепления отверстия накладным кольцом :



Укрепление отверстий удовлетворяет условию укрепления.


Греющая камера.


Диаметр отверстия не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки укрепляемого элемента :




.Наибольший диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления :



При укреплении накладным кольцом его ширина определяется по формуле :




Расчетная длина внешней и внутренней частей штуцера, участвующих в укреплении :





Проверка условия укрепления отверстия накладным кольцом :



Укрепление отверстий удовлетворяет условию укрепления.


    Эллиптическое днище.


Диаметр отверстия не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки укрепляемого элемента :




.Наибольший диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления :



Поскольку диаметр отверстия меньше диаметра требующего отверстия, то укрепление отверстий не требуется.


2.5 Обечайка.


Диаметр отверстия не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки укрепляемого элемента :




.Наибольший диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления :



Поскольку диаметр отверстия меньше диаметра требующего отверстия, то укрепление отверстий не требуется.


    4.7 Расчет трубной решетки (трубной доски).


Определяем номинальную расчетную высоту решетки снаружи :



(64)


где р=рm=0,1 МПа;

sид=140 Мн/м2.



Коэффициент ослабления решетки отверстиями определяем по формуле :



(65)


Номинальную расчетную высоту решетки посередине определяем по формуле :



(66)


Округляем полученные величины (с учетом прибавки на коррозию) :


h1’=0,016 мм;

h’=0,040 мм.


Содержание :


  1. Введение............................................................................................................стр. 4

  2. Выбор материала..............................................................................................стр. 6

  3. Конструктивный расчет греющей камеры.....................................................стр. 6

  4. Конструктивные расчеты корпуса аппарата

    4.1 Расчет обечаек работающих под наружным давлением.........................стр. 7

  5. Общие сведения...............................................................................стр. 7

  6. Расчет обечайки сепаратора.......................................................... стр. 8

  7. Расчет обечайки распределителя...................................................стр. 9

  8. Расчет конических переходов.................................................................. стр. 12

  9. Расчет эллиптического днища..................................................................стр. 18

  10. Расчет фланцевого соединения................................................................ стр. 22

  11. Расчет укрепления отверстий....................................................................стр. 31

  12. Расчет трубной решетки.............................................................................стр. 35

  13. Расчет опор аппарата..................................................................................стр. 36

  14. Литература..........................................................................................................стр. 38


Литература :


  1. Лащинский А.А. «Конструирование сварных химических аппаратов. Справочник.» Л.: «Машиностроение», 1981.

  2. Лащинский А.А., Толчинский А.Р.,Л.: «Машиностроение», 1970 г.

  3. Михалев М.Ф. «Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Примеры и задачи.» Л.: «Машиностроение», 1984.

  4. Чернобыльский И.И. «Машины и аппараты химических производств» М.: «Машиностроение», 1974.

  5. ГОСТ 12815-80 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов».

  6. ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность».

  7. ГОСТ 6533-78 «Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов».


Сумский Государственный Университет

Инженерный факультет

Кафедра химической техники и промышленной экологии


Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему :


«Рассчитать и спроектировать выпарной аппарат с восходящей пленкой».


Студент

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: