4. Расчетная часть

4.1 Конструктивный расчет

где V- объема варочного сосуда, мЗ

К - отношение высоты сосуда к диаметру по конструктивным

эксплуатационным соображениям. К = 0,3 - 1,2;

К1 - отношение высоты стрелки к диаметру варочного сосуда,

конструктивным и эксплуатационным соображениям К = 0,05 - 0,1.

Тогда высота варочного сосуда и высота стрелки определяются

формулам:

Где з зап - коэффициент заполнения варочного сосуда, з зап = 0,8 - 0,85;

Затем определяются конструктивные размеры наружного задавшись предварительно диаметром, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 м, рассчитывается толщена изоляций, определяется диаметр защитного кожуха, высота крышки котла и высота постамента котла. При этом учитывают, что для удобства обслуживания высота котла не должна превышать 1,2 м.

Принимаем:

давление в варочном сосуде - 0 кПа

Коэффициент заполнения варочного сосуда - 80 - 90% от объема(0,82)

Максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения - 205 кг

Варочный сосуд цилиндрической формы с вогнутым дном (К= 0,8, К1 =0,05) выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной - SBH = 2 мм Зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла - SPy6 = 0,05 мм

Найдем высоту варочного сосуда по формуле:

0.743*0.08=0.594 м

Высота заполнения варочного сосуда определяется по формуле:

Hвн= 0,82 (0,8+0,5*0,05)*0,743=0,503 м

Определяем размеры наружного котла, задавшись предварительно его диаметром, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 это необходимо ля того, чтобы между варочным сосудом и наружным котлом образовалось пространство, представляющее собой рубашку для промежуточного теплоносителя.

Варочный сосуд выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной SBH= 2мм = 0,002м; наружный котел выполнен из углеродистой стали толщиной SH= Змм = 0,003м, зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла равен Spy6 = 0,05 м.

Диаметр наружного котла Dн вычисляем по формуле:

DH=Dвн +2*( Sруб + Sвн +Sн ) = 0,743+2*( 0,005+0,002+0,003) = 0,853 м

Высота выпуклости наружного котла h равна:

Hн =Dн * Кi = 0.853*0.05 = 0.043 м

Устанавливаем толщину изоляции стенок наружного котла, для чего предварительно определяем удельные потери тепла изолированным котлом q коэффициент теплоотдачи а от наружной поверхности котла воздуху для плоской стенки, температуру стенки наружного котла принимаем равной температуре пара (при избыточном давлении 0,4 атм - 140 кПа, ts 109,3°С), температуру изолируемой стенки tkk = 60°С, так как температура на поверхности котла не должна превышать 60°С.

где t в - температура воздуха в помещении, t воз = 20°С.

а = 9,1 А + 0,07 * (60 - 20) = 12,54 (Вт./(м2°С))

а=12,54 * (60 - 20) = 501,6 (Вт/м2)

Теплоизоляционный материал -- альфоль, гофрированная, ее коэффициент теплопроводности л находим по таблице, он определяется по следующей формуле:

л= 0,059 + 0,00026 * (ср, (Вт/(м2 °С))

tср= 0,5 * 109,3 + 60 = 87,7 °С

л = 0,059 + 0,00026 * 84,7 = 0,081 Вт/(м2 °С)

Толщина изоляции Dк определяется по выражению: диаметр защитного кожух будет равен:

0,5 мм = 0,0005 м толщина листа кожуха, выполненного из листовой углеводородистой стали, покрытой светлой малью.

D =0.853+2*(0.008+0.0005)= 0.87 м

Учитывая, что для удобства обслуживания общая высота котла не должна превышать НобЩ <1,2 м, и принимая высоту сферической крышки Икр = Ьвн= 0,037м, определяем высоту постамента Нпост

Нпост = 1,2 - hвн - hн - hкр = 1,2-0,594-0,043-0,037 = 0,526 м