Расчет штуцеров для отвода конденсата.
;
;
Плотность воды берем при температурах греющих паров, считая, что пар конденсируется, не охлаждаясь. Скорость течения жидкости принимаем равной 1 м/с для всех корпусов, считая ее движение самотечным.
Выбираем максимальный из трех диаметров:
.
По справочнику [5] выбираем штуцера с плоскими приварными фланцами типа 32-6-155-ВСт3сп4-10 ОСТ 26-1404-76.
Глава 6. Расчеты на прочность. Расчет цилиндрической обечайки.
Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили цилиндрические обечайки, отличающиеся простотой изготовления, рациональным расходом материала и хорошей сопротивляемостью давлению среды. Поэтому при конструировании аппаратов, если это не противоречит каким-либо особым требованиям, предъявляемым к аппарату, рекомендуется применять цилиндрические обечайки. Произведем расчет обечайки, нагруженной внутренним давлением.
Дано:
D=1400 мм
H=4100 мм
P=0.6 МПа
Толщину стенки цилиндрической оболочки будем искать по формуле , где
-допускаемое
напряжение для материала оболочки;
-коэффициент
безопасности сварного шва (для ручной
электро-дуговой сварки
=0.95);
С –расчетная прибавка, учитывающая физико-химические условия и отклонения и допуски на толщину проката.
,
где
-прибавка на коррозию (принимаем =0);
-прибавка
на возможность эррозии (если рабочая
среда движется с огромной скоростью и
несет абразивные частицы, принимаем
=0);
-допуск
на отклонение толщины листа проката от
номинального размера (принимаем
=0.0015
м).
Тогда
.
Допускаемое напряжение находим по формуле
,
где
-предел текучести стали марки Сталь20
при расчетной температуре
;
n-коэффициент запаса прочности.
Подставляя вышеуказанные величины в формулу для определения толщины стенки цилиндрической оболочки, получаем
.
Мы нашли толщину стенки аппарата в рабочем состоянии. Теперь необходимо произвести аналогичный расчет при гидравлических испытаниях.
Допускаемое напряжение найдем по формуле
Пробное давление при гидравлическом испытании
Тогда толщина цилиндрической оболочки
.
Принимаем S=6 мм.
Проверка на устойчивость.
Для проверки аппарата на устойчивость воспользуемся формулой Мизеса для длинных цилиндров. В соответствии с этой формулой, внешнее критическое давление будет равно
,
где
E-модуль
упругости (для стали
);
S-толщина стенки оболочки;
-коэффициент
Пуассона (для стали
=0.3);
R-средний радиус оболочки.
Тогда
.
Коэффициент
запаса устойчивости составляет примерно
.
Тогда допускаемое критическое давление
.
Как
мы видим, при толщине стенки S=6
мм устойчивость оболочки не обеспечивается,
поэтому принимаем S=12
мм. В этом
случае
.
И
.
Устойчивость обеспечена.
Список литературы
Практикум по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. А.М.Кутепова, Д.А.Баранова.-М.:МГУИЭ, 2000.-264 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л.: Химия, 1987.- 576 с.