Прочностной расчёт

4.2       Прочностной расчёт

Толщины стенок варочного сосуда и рубашки определяется условиями обеспечения их надёжной эксплуатации, что в свою очередь, связано с прочностью конструкции и устойчивостью к линейным деформациям. Узел варочный сосуд-рубашка воспринимает нагрузку, представляющую воздействие наружного и внутреннего давления.

За счёт перепада давлений стенки цилиндрической части сосуда и рубашки, а также днища различной формы испытывают напряжение.

Выбор толщины стенок (δ, мм) производится не только из условий прочности, но и с учётом коррозии металлических стенок при длительной эксплуатации, а также учитывается возможность вероятностного утоньшения стенок в результате изготовления элементов конструкции и вычисляется по следующей формуле

δ = δр + с1 + с2 + а, (2)

где δр - расчётная толщина стенки, обеспечивающая надёжную работу конструкции под нагрузкой без разрушения, мм;

 с1 – прибавка к расчётной толщине, учитывающая процессы коррозии при работе конструкции, мм;

 с2 – прибавка к расчётной толщине, компенсирующая возможное локальное уменьшение толщины стенок при изготовлении аппарата, мм;

а – изменение толщины стенки, связанное с округлением результата вычислений суммы (δр + с1 + с2) до ближайшего стандартного значения толщины листа, из которого изготавливается конструкция.

Прибавка к расчётной толщине, учитывающая процессы коррозии при работе конструкции рассчитывается по следующей формуле

с1 = Аτ, (3)

где А – скорость коррозии металла, мм/год (таблица 12, по источнику /6/.);

τ – срок службы аппарата, лет (принимается 10 лет).

Прибавка к расчётной толщине (с2), компенсирующая возможное локальное уменьшение толщины стенок при изготовлении аппарата принимается равной (5...15) , мм.

Расчётная толщина стенок (δр, мм) цилиндрических устройств из условий прочности определяется исходя из следующего

δр = ∆Рmax D / 2[σ] φ - ∆Рmax, (4)

где ∆Рmax – максимальный перепад давлений, который может испытывать

цилиндрическая стенка варочного сосуда (или рубашка), мПа

(для автоклава 0,2...0,25 мПа; для стенки рубашки принимается

на 0,05 мПа больше);

 D – внутренний диаметр цилиндра (для варочного сосуда D=D1, а для рубашки D=D2) мм;

 [σ] – допускаемое напряжение материала стенки мПа (таблица 13, по источнику /6/.)

 φ – коэффициент прочности сварных швов (таблица 14, по источнику /6/.)

Проведём расчёт толщины стенок варочного сосуда

δр = 0,25∙1000 / 2[135] 1,0 – 0,25=0,9268 мм;

с1 = 0,08∙10= 0,8 мм;

δ = 0,9268 + 0,8 + 0,15 + 0,1232=2 мм.

Следовательно, толщина стенок варочного сосуда составила 2 мм.

Проведём расчёт стенок рубашки

δр = 0,3∙1100 / 2[135] 1,0 – 0,3=1,2236 мм;

с1 = 0,08∙10= 0,8 мм;

δ = 1,2236 + 0,8 + 0,15 =2, 1736 мм.

Как видно из расчётов толщина стенок рубашки так же составит 2 мм

Спецификация:

Список использованных источников

1          Горбатов, В. М. Оборудование и аппараты для переработки продуктов убоя скота. Справочник / В. М. Горбатов [и др.] – М.: Пищевая пром-сть, 1975. – 487 с.

2          Груданов, В. Я Машины и аппараты пищевых производств (дипломное и курсовое проектирование): Учеб. пособие / В. Я. Груданов, И. М. Кирик, Л. Т. Ткачева, М. П. Руденок; Под ред. В. Я. Груданова. – Мн.: Изд. центр БГУ, 2003. – 224 с.

3          Ивашов, В. И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть I. Оборудование для убоя и первичной обработки / В. И. Ивашов. – М.: Колос, 2001. – 552 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).

4          Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. – М.: «Химия», 1973. -750 с.

5          Либерман, С. Г. Производство пищевых животных жиров на мясокомбинатах / С. Г. Либерман. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. – 256 с.

6          Липатов, Н. Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Н. Н. Липатов, М. И. Ботов, Ю. Р. Муратов. – М.: Коло, 1994. – 431 с.: ил. (Учебник и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

7           Оборудование технологическое для мясной и птицеперерабатывающей промышленности. Часть II. Оборудование для переработки продуктов убоя [Отраслевой каталог] – 689 с.

8          Фалеев, Г. А. Оборудование предприятий мясной промышленности / Г. А. Фалеев. – М.: Пищ. пром-сть, 1966. – 484 с.