Тема практического занятия. Расчет потребного количества металлопроката, необходимого для ремонта теплоэнергетических установок и систем

Задача 1. При замене металлического кожуха парового котла требуется определить необходимую массу стальных листов стали К 12 толщиной 5 мм (Аббревиатура стали: К - котельная сталь, 12 - среднее содержание углерода в сотых долях процента). Размеры котлоагрегата 4×4×6 м. Размеры окна для загрузки топлива 3×2 м.

Решение задачи:

Рассчитаем площадь наружной поверхности парового котла:

F₁=П∙Н²,

где П, Н – периметр и высота котла, м.

Периметр котла вычисляется по выражению:

П=2(В+L),

где В, L – ширина и длина котла, м.

Отсюда площадь наружной поверхности парового котла:

F₁=2(В+L)∙ Н² =2 ∙ (4+4)∙6=96 м²

Площадь окна для загрузки топлива вычисляется по выражению:

F₂=B₁∙H₁,

где B₁, H₁ – ширина и высота загрузочного окна, м.

Рассчитаем площадь окна для загрузки топлива:

F₂=B₁∙H₁=3∙2= 6 м²

Используя полученные данные, рассчитаем площадь металлического кожуха парового котла:

F₃ = F₁ – F₂ = 96 – 6=90 м²

Рассчитаем массу стальных листов, необходимых для сооружения кожуха котла, по формуле:

M=F₃ ∙h∙ρ,

где h – толщина стального листа, м;

ρ – плотность стали, кг/м³.

М= F₃∙ h∙ ρ= 90∙0,005∙7600=34200 кг.

Варианты заданий для решения задачи представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Варианты заданий для решения задачи

Варианты заданий	Размеры котлоагрегата, м	Размеры окна для загрузки топлива, м	Толщина стенки металлического листа, м
1	2×3×4	1×2	0,003
2	2×4×5	1×2	0,003
3	2×5×6	1×2	0,003
4	3×5×7	2×2	0,004
5	3×5×8	2×2	0,004
6	3×6×8	2×2	0,004
7	3×7×8	2×2	0,005
8	4×4×6	3×2	0,005
9	4×5×6	3×2	0,005
10	4×6×6	3×2	0,005
11	5×6×7	1×2	0,006
12	5×6×8	1×2	0,006
13	5×6×6	2×2	0,006
14	6×6×7	2×2	0,006
15	6×6×6	2×2	0,006

Задача 2. При замене изношенных трубных поверхностей нагрева парового котла в ходе ремонта требуется определить необходимую массу трубной стали марки 15ХМ, диаметром 100 мм. Трубы расположены с шагом в 2 диаметра. Размеры котла 4×4×6 м.

Решение задачи:

Количество труб, располагающихся вдоль котла на длине в 1 м, рассчитывается по выражению:

n = (1/m) +1,

где m – шаг между трубами, м.

Рассчитаем количество труб, располагающихся вдоль котла, на длине в 1 м:

n = (1/0,2) +1=6.

Учитывая, что на фронтальной поверхности котельные трубы отсутствуют, длину площади поверхности нагрева парового котла можно вычислить по выражению:

L = 2L + B,

где L, B – длина и ширина котла, м.

Рассчитаем длину площади поверхности нагрева парового котла:

L = 2∙2+2 = 6 м.

Количество труб, устанавливаемых вдоль поверхности нагрева, можно вычислить по выражению:

n₁ = n∙L,

Рассчитаем количество труб, устанавливаемых вдоль поверхности нагрева:

n₁= 6∙6=36 труб.

Общую длину труб, необходимых для ремонта поверхности нагрева, вычисляем по выражению:

L₀ = n₁∙ H,

где H – высота котла, м.

Рассчитаем общую длину труб, необходимых для ремонта поверхности нагрева, вычисляем по выражению:

L₀ = 36∙6 = 216 м.

Учитывая, что масса одного погонного метра (M₀) труб составляет 3000 кг/м, вычислим общую массу труб, необходимых для ремонта поверхности нагрева:

M = L₀∙M₀ = 216∙3000=648000 кг.

Варианты заданий для решения задачи представлены в таблице 2.

Таблица 2. – Варианты заданий для решения задачи

Варианты заданий	Размеры котлоагрегата, м	Диаметр труб, м	Масса одного погонного метра труб, кг/м
1	2×3×4	0,05	2600
2	2×4×5	0,05	2600
3	2×5×6	0,05	2600
4	3×5×7	0,075	2800
5	3×5×8	0,075	2800
6	3×6×8	0,075	2800
7	3×7×8	0,075	2800
8	4×4×6	0,100	3000
9	4×5×6	0,100	3000
10	4×6×6	0,100	3000
11	5×6×6	0,100	3000
12	5×6×6	0,120	3200
13	5×6×6	0,120	3200
14	5×6×6	0,120	3200
15	5×6×6	0,120	3200

Задача 3. Рассчитать количество электродов марки Э-46А диаметром 3 мм, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 10 м при замене изношенных трубных поверхностей нагрева парового котла в ходе ремонта.

Решение задачи:

Количество электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 1 м, вычисляется по выражению:

n=1/a,

где a – удельная длина сварочного шва, формируемая электродом соответствующего диаметра, м. Для сварочных электродов диаметром 3 и 5 мм она равна 0,2 и 0,3 м.

Рассчитаем количество электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 1 м:

n=1/a=1/0,2=5 электродов.

Рассчитаем количество сварочных электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 1 м:

n=1/a=1/0,2=5 электродов.

Рассчитаем количество сварочных электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 10 м:

n₀=n∙10=5∙10=50 электродов.

Варианты заданий для решения задачи представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Варианты заданий для решения задачи

Варианты заданий	Длина сварочного шва,м	Диаметр электрода,м
1	10	0,003
2	20	0,003
3	30	0,003
4	40	0,003
5	50	0,004
6	60	0,004
7	70	0,004
8	80	0,004
9	90	0,004
10	100	0,004
11	110	0,005
12	120	0,005
13	130	0,005
14	140	0,005
15	150	0,005