2. Проверка прочности деталей фланцевого соединения

При прочностном расчёте достаточно проверить прочность шпилек, фланца, кольца, цилиндрической части деталей арматуры.

2.1. Расчёт фланца

Фланец рассчитывают по наиболее опасному сечению АС (см. рис. 9.1). При расчете фланца его можно представить в виде консольной балки с заделкой в сечении АС. Уравнение для рас­чета изгибающего момента балки

, (9.9)

где .

Момент сопротивления опасного сечения

. (9.10)

Напряжение в опасном сечении

. (9.11)

Допустимое напряжение [σ] определяют по пределу текучести материала фланца при запасе прочности 2,5.

2.2. Проверка шпилек и прокладки на прочность.

Внутренний диаметр резьбы шпилек проверяют по формуле

, (9.12)

где n = 3÷5 — коэффициент запаса прочности шпилек.

Для определения прочности прокладки проверяют параметр β·ι, отражающий устойчивость формы прокладки при действии на нее осевых сил:

, (9.13)

где

Если β·ι ≤ 1, расчет считается законченным. Если > 1, то надо сделать прокладку прочнее, например, изменить материал про­кладки и найти новую ширину сечения прокладки b.

2.3. Определение размеров корпусов деталей ар­матуры.

Размеры переводников, тройников и крестовин арматуры в их диаметральном сечении обусловлены заданными диаметром про­ходного отверстия этих деталей и толщиной стенок в этом сечении.

Длину центрального корпуса и отводов определяют размерами фланцев и удобством работы с гайками и шпильками.

Толщину стенок цилиндрических частей определяют по формуле

, (9.14)

где D_вн – внутренний диаметр цилиндрической части арматуры;

р – рабочее давление;

[σ] – допустимое напряжение на растяжение;

ΔS –запас толщины на коррозию.

Запас прочности по пределу текучести принимают равным 2,5÷3,0.

Лекция № 10

Расчёт и конструирование аппаратов и сосудов работающих под давлением

1. Аппараты и сосуды, применяемые для подготовки газа

Для подготовки нефти, газа и воды применяют следующие аппа­раты и сосуды:

1) сепараторы;

2) абсорберы и десорберы;

3) теплообменные устройства;

4) емкости различного назначения.

Сепараторы классифицируют:

а) по расположению в пространстве на: вертикальные и гори­зонтальные;

б) по принципу действия на: гравитационные, инерционные, центробежные, газожидкостные, разделители;

в) по конструкции сепарирующих устройств на: жалюзийные, сетчатые, циклонные, тарельчатые и др.

Абсорберы по конструкции внутренних устройств делятся на: тарельчатые (колпачковые, сетчатые, сегментные и др.) и насадочные (кольца Рашига, седла Берля и т. д.).

Десорберы по конструкции внутренних устройств классифици­руют на: тарельчатые и насадочные.

Внутренние диаметры и высоты аппаратов (сепараторов, аб­сорберов, десорберов) определяют по эмпирическим формулам в зависимости от типа внутренних устройств и пропускной спо­собности аппарата. Внутренние диаметры округляют до ближай­шего большего по ГОСТу, высоту аппарата определяет кон­структор.

Так, для абсорберов и десорберов с колпачковыми тарелками внутренний диаметр аппарата D_в определяется по формуле

, (10.1)

где Q_п – объемный расход паров в рабочих условиях;

w_доп – до­пустимая скорость паров в колонне.

, (10.2)

где G — расход газа, кг/с;

р, Т и р_o, Т_o – давление и температура текущие и при стандартных условиях соответственно;

z — коэффициент сверхсжимаемости газа;

М — молекулярная масса газа, кг/моль;

, (10.3)

где С_мах – эмпирический коэффициент, зависящий от типа та­релок, расстояния между ними, нагрузки по жидкости и поверх­ностного натяжения;

ρ _ж и ρ_п„ — плотности жидкой и паровой фаз соответственно.