Расчет на прочность и устойчивость корпуса вертикального аппарата с перемешивающим устройством

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Расчет на прочность и устойчивость корпуса вертикального аппарата с перемешивающим устройством»

1.Общий вид аппарата

1 - привод; 2 - патрубок ввода; 3 - люк-лаз; 4 - торосферическая крышка; 5 - вал; 6 - опора; 7 - коническое днище; 8 - разгрузочный патрубок.

2. Конструктивное исполнение аппарата. Условие его работы и выбор аппарата

Аппарат изготовлен вальцовкой, из листовой стали сварной конструкции. Аппарат пущен в эксплуатацию впервые. Газ в аппарате токсичен, материал аппарата подвержен незначительной коррозии. В качестве материала используем 12Х18Н10Т. Аппарат установлен вертикально между перекрытиями на 4 лапах. Части корпуса соединены между собой фланцами. Для выполнения технологических задач имеются 3 штуцера. Крышка торосферическая, сварная.

3. Исходные данные

3.1 Температура среды в аппарате, :

3.2 Избыточное внутренние давление в аппарате,

3.3 Внутренний диаметр аппарата, .

3.4 Длина цилиндрической обечайки, .

3.5 Центральный угол конического перехода, .

3.6 Внутренний диаметр отверстий

3.7 Расстояние между штуцерами, .

4. Обоснование расчетных параметров

4.1 Максимальная рабочая температура в аппарате

За расчетную температуру стенки принимаем максимальную расчетную температуру .

4.2 Расчетное давление

За расчетное давление принимаем максимальное давление, действующее на стенку аппарата

4.3 Пробное давление в условиях испытания

Проводим гидравлическое испытание.

где -допускаемое напряжение материала аппарата при температуре 20⁰С и расчетной температуре.

4.4 Допускаемые напряжения

4.4.1 Для рабочих условий

Выбор проводится при расчетной температуре.

Так как напряжение находится до температуры 550⁰С, то

4.4.2 Для гидравлического испытания

где - предел текучести стали 12Х18Н10Т при 20⁰С

4.5 Коэффициент прочности сварного шва

Сварные продольные кольцевые швы получены при сварке листов встык вручную с одной стороны.

4.6 Прибавка к расчетной толщине стенки

где

- скорость коррозии;

- время эксплуатации;

- эрозия 0 так как нет условий;

- компенсация минусового допуска, зависит от толщины стенки.

- технологическая прибавка, с листами стали, проводилась вальцовка.

5. Расчет на прочность цилиндрической обечайки корпуса

5.1 Расчетная схема цилиндрической обечайки

5.2 Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки

5.2.1 В рабочих условиях

5.2.2 В условиях испытания

5.3 Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки

За исполнительную толщину стенки принимаем .

5.4 Допускаемое избыточное внутреннее давление

5.4.1 В рабочих условиях

5.4.2 В условиях испытания

5.5 Условия прочности

;

Условия прочности выполняются.

5.6 Соблюдение условий применимости вышеприведенных формул

Приведенные формулы справедливы.

6 Расчет торосферического днища на прочность вертикального аппарата

Исходные данные приведены в предыдущем расчете и являются одинаковыми для всего аппарата.

6.1 Расчетная схема торосферического днища

- радиус отбортовки торосферического днища;

- радиус в вершине днища.

6.2 Геометрические параметры днища типа В

;

В виду того, что толщина стенки днища нами не определена, то вместо D₁ принимаем D. Этим самым мы вносим некоторую погрешность, которая должна отразиться на расчете толщины стенки.

6.3 Расчет толщины стенки днища в краевой зоне,

,

где ;

По черт. 14 (ГОСТ 14249-89)

6.4 Расчет толщины стенки днища в центральной зоне,

6.5 Исполнительная толщина стенки торосферического днища,

6.5.1 В краевой зоне, .

6.5.2 В центральной зоне,

За исполнительную толщину стенки принимаем .

6.6 Допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны,

;

где - коэффициент, зависящий от .

По черт. 15 (ГОСТ 14249-89) .

6.7 Допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны,

6.8 Проверка условия прочности;

;

Условия прочности в краевой и центральной зонах выполнены.

6.9 Соблюдение условий применимости вышеприведенных формул

;

Условие применимости не соблюдается, поэтому увеличиваем стенку и проводим повторный расчет.

6.5 Исполнительная толщина стенки торосферического днища,

За исполнительную толщину стенки принимаем .

6.6 Допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны,

;

где - коэффициент, зависящий от .

По черт. 15 (ГОСТ 14249-89) .

6.7 Допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны,

6.8 Проверка условия прочности ;

;

вертикальный обечайка торосферический днище

Условия прочности в краевой и центральной зонах выполнены.

6.9 Соблюдение условий применимости вышеприведенных формул

;

Условие применимости соблюдается.

7 Расчет конического днища на прочность вертикального аппарата

7.1 Расчетная схема конического днища

7.2 Расчетные параметры

7.2.1 Расчетные длины переходных частей, а

для конических обечаек (черт. 21б, ГОСТ 14249-89)

где Ь-угол в коническом днище, ,

7.2.2 Расчетный диаметр гладкой конической обечайки, D

Для конических обечаек без тороидального перехода.

7.2.3 Расчетный коэффициент прочности сварных швов переходов обечаек

ц_р-расчетный коэффициент прочности сварного шва.

7.3 Область и условия применения расчетных формул

;

Расчетные формулы применимы.

7.4 Толщина стенки, s_к

;

Принимаем

7.5 Расчетные формулы применимы при условиях

;;

7.6 Определяют толщину стенки, s₂

;

где в₁-коэффициент формы;

где в определяют по формуле

Размещено на Allbest.ru