Расчет приварных встык фланцев и буртов

5.3 Расчет приварных встык фланцев и буртов

Максимальное напряжение в сечении s₁ фланца в месте соединения втулки с плоскостью фланца определим по формуле

, (77)

D*=D+s₁, (78)

D*=450+34=484

Максимальное напряжение в сечение s₀ фланца наблюдается в месте соединения втулки с обечайкой

 

s₀=y₃×s₁, (79)

s₀=1×49,18=49,18 МПа.

Напряжения в кольце фланца от действия M₀ найдем по формуле

, (80)

 МПа.

Напряжение во втулки фланца от внутреннего давления найдем по формулам

, (81)

,  (82)

 МПа

МПа.

Условие прочности фланца

в сечение s₁

, (83)

d сечение s₀

, (84)

,

.

Условия прочности выполняется

Угол поворота фланца найдем по формуле

, (85)

.

Условие выполняется.

5.4 Расчет крышки

5.4.1 Расчетная схема для крышки люка показана на рисунке 10.

Рисунок 10 – Расчетная схема для крышки люка

Определим толщину плоской крышки люка по формулам

s₁³s_1p+c, (86)

где

, (87)

где К – коэффициент, определяется по таблице [2], К=0,4;

D_p – расчетный диаметр, D_р=D₃=D_б=690 мм;

j – коэффициент прочности сварного шва, j=1;

[s] – допускаемое напряжение при расчетной температуре, [s]=145 МПа;

p – расчетное давление, p=10 МПа;

К₀ – коэффициент ослабления крышки отверстиями, K₀=1.

.

s₁³76+1=77 мм.

5.4.2 Допускаемое давление на крышку определим по формуле

,

МПа

5.4.1 Область применения расчетных формул

Расчетная схема для крышки люка показана на рисунке 10. Формулы применимы для расчета крышки при условии

, (88)

где s₁ – исполнительная толщина крышки, примем s₁=200 мм;

D_р – расчетный диаметр, D_р=D_б=690 мм.

,

0,109£0,11.

Условие соблюдается.

6 Расчет весовых характеристик аппарата

6.1 Расчет веса аппарата Вес аппарата при рабочих условиях рассчитывается по формуле

G_A = G_K + G_ИЗ + G_Н.У + G_В.У + G_Ж, (89)

где G_K - вес корпуса, кН;

G_ИЗ - вес изоляции, кН;

G_Н.У - вес наружных устройств, кН;

G_В.У - вес внутренних устройств, кН;

G_Ж - вес жидкости, кН.

G_К = åG_Ц + åG_Д, (90)

где G_Ц - вес цилиндрической части корпуса, кН;

G_Д - вес днища, кН.

G_Ц = p×(D_В + s)×s×H_Ц×r_м×g, ( 91)

где H_Ц ¾ высота цилиндрической части корпуса, м;

r_м ¾ плотность металла, кг/м³, r_м=7850 кг/м³.

G_Д=S_Д×s×r_м×g, (92)

где S_Д - площадь днища, м²;

s_д - толщина днища, м.

G_Ц=3,14×(1,2 + 0,05)×0,05×25,9×7850×9,81=391,424 кН,

G_Д=2,31×0,05×7850×9,81=9,673 кН.

По формуле (90)

G_K=391,424+2×9,673=410,77 кН

Найдем вес изоляции цилиндрической части корпуса

G_из.ц=p×(D_B+2×s+s_из.)×s_из×H_Ц×r_из.×g, (93)

где s_из. – толщина изоляции, м;

r_из. – плотность изоляции, кг/м³.

, (94)

где s_м.в., s_Al - толщина минеральной ваты и фольги, s_м.в.=0,08 м, s_Al=0,8×10^-3 м;

r_м.в., r_Аl - плотность минеральной ваты и фольги, r_м.в.=250 кг/м³, r_Al=2500 кг/м³.

кг/м³.

G_из.ц=3,14×(1,2+2×0,05+0,0808)×0,0808×25,9×272,3×9,81=24,237 кН.

Найдем вес изоляции днищ

G_ИЗд=F_д×s_из×r_из×g, (95)

G_ИЗд=2,31×0,808×272,3×9,81=4,985 кН,

G_ИЗ=G_ИЗц+2×G_ИЗд, (96)

G_ИЗ=24,237+2×4,985=34,207 кН.

Вес внутренних устройств определяется по формуле

G_ВН=n_т×М_т×g+G_от, (97)

где n_т - число тарелок, n_т=40 шт.;

М_т - масса тарелки, М_т=70 кг по ОСТ 26-01-1488-83;

G_от – вес сетчатого отбойника, G_от=830,9 Н.

G_ВН = 40×70×9,81+830,9=28,3 кН.

Вес жидкости в рабочих условиях определяется по формуле

G_Ж=(p×(D_B)²/4)×H_Ж×r_ж×g+V_g×r_ж×g, (98)

где H_Ж - высота слоя жидкости, H_Ж=1,95 м;

r_ж - плотность жидкости, r_ж=900 кг/м³;

V_д - объем днища, V_д=0,45 м³.

G_Ж=(3,14×1,2²/4)×1,95×900×9,81+0,45×900×9,81=23,434 кН.

Найдем вес наружных устройств по формуле

G_н.у.=0,1×G_К, (99)

G_н.у.=0,1×410,77=41,077 кН.

По формуле (89)

G_A=410,77+34,207+28,3+23,434+41,077=537,788 кН.

Найдем вес аппарата при монтаже

G_А.М. = G_K + G_ИЗ + G_Н.У + G_В.У, (100)

G_A.М=410,77+34,207+28,3+41,077=514,354 кН

Максимальный вес аппарата определяется по формуле

G_Amax = G_K+G_НУ+G_ВУ+G_из.+G_В, (101)

где G_В ¾ вес воды.

G_В=((p×(D_B)²/4)×H_Ц+2×V_д)×(r_воды)²⁰×g, (102)

G_B = ((3,14×1,2²/4)×25,9+2×0,45)×1000×9,81=296,039 кН,

G_max=410,77+34,207+41,077+28,3+296,039=810,393 кН.