Прочностной расчёт холодильника

4.2. Прочностной расчёт холодильника

Обечайка корпуса

Расчётное давление Р_R=0,4Мпа

Температура t_R=25 C

Материал ВСт3сп5 ГОСТ 14637-79

Допускаемое напряжение []=140Мпа

Где D=1м – диаметр кожуха теплообменника

=1, коэффициент прочности сарного шва

С учётом прибавки на коррозию:

Окончательно принимаем с запасом S=6мм

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

Укрепление отверстий

Расчётный диаметр обечайки D_R=D=1м.

Ширина рабочей зоны укрепления в обечайке:

Расчётный диаметр одиночного отверстия не требующего укрепления:

Так как для штуцера с D_у 200 мм, d_R=220мм укрепление не требуется.

Расчётные параметры трубной решётки

Коэффициент перфорации трубной решётки:

Где d_T=0.038м – наружный диаметр трубы;

S_T=0.0025м – толщина стенки трубы;

Z_T=317 – число труб;

А₁ – расстояние от оси аппарата до оси наиболее удалённой трубы:

Расчётный коэффициент перфорации трубной решётки:

Где S_пр=0,030 м – глубина развальцовки труб;

S_P – толщина трубной решётки:

T_R=0,048м – шаг отверстий в решётке.

Принимаем S_P=0,04м

Коэффициент, учитывающий жёсткость трубной решётки:

₀=0,17 – коэффициент жёсткости перфорированной плиты при _Р=0,47;

d₀=0,039м – диаметр одиночного отверстия

Цилиндрическая жёсткость трубных решёток:

Где Е_Р=2,15*10⁵ Мпа – модуль упругости материала решётки;

D_=0,092-0,207*2,15*10⁵*0,018³=0,024 МН*м

Основные характеристики жёсткости и упругости элементов аппарата

Модуль упругости основания:

Где Е_Т=2,15*10⁵Мпа – модуль упругости материала труб;

L=4м - расстояние между трубными решётками.

Девиационный коэффициент основания:

Где l_ПР=0,29*l_П2=0,29*0,65=0,1885м; l_П2=0,65м - расстояние от трубной решётки до второй перегородки;

J_T – момент инерции поперечного сечения трубы:

Коэффициенты:

S₁ – толщина стенки в месте приварки к решётки, S₁=S_E= S₀=0,008 м

Жесткость стенки кожуха при изгибе:

R₁=1,073м – расстояние от центра тяжести сечения фланца до оси аппарата

Жёсткость фланцевого соединения при изгибе:

Приведенное отношение жёсткости труб к жёсткости кожуха:

Приведённое отношение жёсткости труб к жёсткости фланцевого соединения:

Коэффициенты учитывающие влияние давления среды в аппарате на изгиб фланцев кожуха и камеры соответственно:

Коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края решётки на поддерживающую способность труб:

Расчёт усилий

Приведённое давление:

_К, _Т – коэффициенты линейного расширения материалов кожуха и труб.

_К=_Т=15,1*10^-6 1/ос

температура кожуха аппарата t_K=21 C;

температура стенок труб t_T=35 C;

температура сборки аппарата t₀=20 C.

Вспомогательная величина p₁:

Изгибающий момент и поперечная сила в месте соединения решётки с кожухом:

Изгибающий момент и поперечная сила, распределённые по контуру перфорированной части трубной решётки:

Изгибающий момент и осевая сила в месте соединения кожуха с трубной решёткой:

Изгибающий момент и осевая сила в месте соединения трубы с решёткой:

Осевая сила в месте соединения трубы с решёткой:

Проверка прочности и жёсткости труб

Условие выполняется.

Условие выполняется.

Нагрузка на единицу площади при соединении труб с решёткой:

Напряжение при срезе сварного шва:

 - расчётная высота сварного шва в месте приварки трубы к решётке.

Допускаемая нагрузка, приходящаяся на единицу площади условной поверхности [q]=14,7Мпа

Допускаемое напряжение при срезе сварного шва []=0,5[]=0,5*140=70Мпа

Условие прочности:

Условие выполняется.

Допускаемая разность температур в кожухе и трубах в аппаратах с неподвижными трубными решётками:

Что превышает действительную разность температур.

5. Выбор насосно-компрессорного и вспомогательного оборудования

Перемещение воздуха и газов в сернокислотном производстве осуществляется вентиляторами и дымонасосами – при напоре менее 1000 кгс/м² , нагнетателями – при напоре свыше 1000 мм.рт.ст. и отсутствии охлаждения газа в процессе сжатия; компрессорами, вакуум – насосами и воздуходувками водокольцевого типа.

Выбор машин для перемещения газов и воздуха производится исходя из требуемых производительности и давления.

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 ...