Прочностной расчёт основных элементов оборудования

4. Прочностной расчёт основных элементов оборудования

4.1. Прочностной расчёт трубы Вентури

Данные для расчёта:

Давление расчётное P_R=0,11Мпа

Температура расчётная t_R=100C

Расчёт конической обечайки диффузора:

Допускаемое напряжение при 20 С:

[]²⁰=140Мпа, при 100 С []^t=130Мпа

Пробное давление при гидроиспытании

Толщина стенки обечайки:

где D_К=1м – расчётный диаметр конической обечайки;

_Р=1 – коэффициент сварного шва;

₁=3,5 - угол конусности.

С учётом прибавки на коррозию

S_K=S_KR+C=0,4+2=2,4мм

Окончательно принимаем S_K=4мм.

Допускаемое внутреннее избыточное давление

Так как P_R и Р_пр < [P], условие прочности выполняется.

Расчёт конической обечайки конфузора.

Где D_K=1,2м расчётный диаметр обечайки;

₁ – угол конусности 14

Принимаем окончательно S_K=4 мм

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

Условие прочности выполняется.

Расчёт фланцевого соединения.

Исходные данные S=4мм, D=1м, P_R=0,11Мпа, t_R=100C

Фланец плоско приварной для аппаратов, болты ВСт5

Прокладка – плоская, неметаллическая, фторопласт.

Диаметр болтов М20.

Расчётная температура фланцевого соединения.

Диаметр болтовой окружности

Принимаем D_Б=1090мм.

Наружный диаметр фланца

Наружный диаметр прокладки

Средний диаметр прокладки

Эффективная ширина прокладки

Расчётные параметры прокладок

Ориентировочное число болтов

Принимаем

Ориентировочная толщина фланца

Принимаем

Безразмерные параметры

Угловая податливость фланца

Где Е_ф=1,91*10⁵Мпа – модуль продольной упругости материала фланца.

Линейная податливость прокладки

Е_n=2000Мпа – модуль продольной упругости материала прокладки;

S_n=2мм – толщина прокладки;

Расчётная длина болта

Где l_Б0 – длина болта между поверхностями головки болта и гайкой 65 мм.

Линейная податливость болтов

Где f_Б=2,35*10^-4 м² – расчётная площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы;

Е_Б=1,99*10⁵Мпа – модуль продольной упругости материала болта.

Параметры

Коэффициент жёсткости фланцевого соединения

Нагрузка действующая на фланцевое соединение от внутреннего избыточного давления.

Реакция прокладки в рабочих условиях

Усилие возникающее от температурных деформаций

Болтовая нагрузка в условиях монтажа

Болтовая нагрузка в рабочих условиях

Приведённые изгибающие моменты в диаметральном сечении фланца

Расчётное значение M₀=0,012 МН*М

Условие прочности болтов

Условие выполнено.

Условие прочности прокладки

Условие выполнено.

Расчёт форсунки

Зададимся давлением жидкости на входе в форсунку Р_ВХ=1500кПа (15кгс/см²), расход жидкости L=12806кг/ч=6,998м³/ч=6998л/ч, корневой угол факела 2=60, физические свойства жидкости =1830кг/м³, =1,09*10^-5м²/с=0,109см²/с.

Для величины корневого угла 2=60,находим _С=0,45 [6].

Площадь поперечного сечения сопла:

Радиус сопла 8 мм.

Массовая скорость истечения из сопла:

Принимаем по конструктивным соображениям:

N=4, =0,5, =30, L_K=35, =90

Радиус вихревой камеры:

По величине =0,5, =30, _С=0,45.

А_ЖZ=0,7 главный параметр форсунки

-коэффициент распада тангенциального канала.

Диаметр тангенциального канала:

Принимаем d_ВХ=12 мм

Расстояние от оси форсунки до оси тангенциальных каналов:

Число Рейнольдса тангенциальных каналов:

Находим при

Расчётный коэффициент расхода тангенциальных каналов:

Главный параметр форсунки:

Приближённое значение относительного радиуса:

Число Рейнольдса вихревой камеры:

При

Относительная длина вихревой камеры:

Относительная длина вихревой камеры с учётом трения:

Главный параметр относительно сопла: Z_Ж=Z=0,5*1,414=0,707

По Z_Ж=0,707, ₃=0,33

При ₃=0,33, =0,9 [10]

Относительный радиус ₁=₃=0,9*0,5*0,33=0,148 , из графика [рис.23.10] =0,92.

Главный параметр форсунки относительно вихревой камеры с учётом вязкости жидкости:

Коэффициент расхода форсунки относительно вихревой камеры:

Или по отношению к соплу:

Расход жидкости через форсунку:

Похожие работы

Реконструкция схемы управления процессом абсорбции в производстве высших алифатических аминов

Скачать

26986

5

5

... Выделение аммиака из его смеси с водой и аминами производится на ректификационной колонне поз.402. Этот процесс сложный с рассредоточенными параметрами. Информационная емкость процесса ректификации и абсорбции аммиака минимальная (до 40 контролируемых параметров), а всего производства в целом – средняя (от 160 до 650 параметров). Класс процесса – массообменный. Тип процесса – ректификация. ...

Реконструкция теплообменника в цехе N2 ЗАО "Каустик" с целью повышения эффективности

Скачать

142540

23

10

... установленные теплообменные элементы с трапецеидальным продольным сечением и заглушенными верхними торцами элементов и патрубком подвода охлаждающего теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем интенсификации теплообмена, он дополнительно снабжен наклонными перегородками, установленными одна над другой с образованием чередующихся проемов с противоположными ...

Процесс переработки нефти на ЗАО "Павлодарский НПЗ"

Скачать

76348

2

0

... процессы разделения нефти на фракции, когда используются ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству и качеству получаемых продуктов и полупродуктов — перегонка нефти; ко вторичным относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов, предназначенные для изменения ее химического состава путем термического и каталитического воздействия. При помощи этих методов ...

Разработка процесса производства изопропилбензола на ОАО "Омский каучук"

Скачать

70032

32

2

... фосфорнокислом катализаторе. В настоящее время только для получения фенола и ацетона производится свыше 7 млн. тонн в год изопропилбензола. Задачей выпускной работы является разработка и изучение процесса производства изопропилбензола на ОАО «Омский каучук». 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР   1.1.  Теоретические основы процесса алкилирования   Алкилирование – это широкий класс реакций, в результате ...