6. Прочностной расчет испарителя

6.1. Обечайка кожуха

Листовая сталь, сварная, продольный сварной шов, стыковой двухсторонний выполнен ручной электродуговой сваркой.

Нормативное допускаемое напряжение для стали МСт 3 сп при температуре 20 ⁰С (ГОСТ 14249-73)

.

Допускаемое напряжение

,

где  = 0,9 – поправочный коэффициент для R717, учитывающий работу аппарата со взрыво- и пожароопасными продуктами.

Толщина обечайки кожуха

,

где P_p – расчетное давление в межтрубном пространстве, P_p = 1,6 МПа,

D_1вн – внутренний диаметр обечайки, D_1вн = 0,6 м,

 – коэффициент прочности сварочного шва,  = 0,9,

C – прибавка толщины, принимаем: C = 0,001 м,

принимаем стандартное значение S₁ = 0,006 м.

Условия применимости формулы для определения толщины S₁

, .

Условие выполнено.

Исполнительная толщина стенки

где E = 1,99 ∙ 10⁵ МПа – модуль продольной упругости для углеродистой стали,

l = 4 м – длина труб,

Р_мтр – давление в межтрубном пространстве, Р_мтр = 0,1 МПа,

C – прибавка толщины, принимаем C = 0,001 м,

принимаем стандартное значение .

Условия применимости формулы для определения толщины

,

,

.

Условие выполнено.

6.2. Обечайка сухопарника

Материал - бесшовная труба из стали 10, размер - 32510 мм.

Расчетная толщина стенки сухопарника

,

где P_р = 1,6 МПа,

D = 0,325 м,

φ = 1 (труба бесшовная),

принимаем стандартное значение S₂ = 0,006 м.

6.3. Обечайка маслоотстойника

Обечайка изготавливается из бесшовной трубы размерами 245×8 мм. Материал – сталь 10.

Расчетная толщина стенки

,

где P_р = 1,6 МПа,

D = 0,325 м,

φ = 1 (труба бесшовная),

принимаем стандартное значение S₃ = 0,006 м.

6.4. Днище эллиптическое глухой крышки

,

где P_р – расчетное давление в трубном пространстве, P_р = 0,6 МПа,

φ = 1 (сварные швы отсутствуют),

принимаем стандартное значение S₄ = 0,006 м.

Условия применимости формулы для определения толщины S₄

,

Условие выполнено.

6.5. Днище эллиптическое с двумя патрубками

Коэффициент ослабления днища отверстиями

,

где d – диаметр патрубков охлаждающей воды, d = 0,108 м,

Толщина стенки днища

,

где P_р – расчетное давление в трубном пространстве, P_р = 0,6 МПа,

принимаем стандартное значение S₅ = 0,006 м.

6.6. Трубная доска

Толщина доски

,

где l – 1,25·S – характерный размер, м ;

Р_р – расчетное давление на трубную доску, МПа,

d₀ – диаметр отверстия в трубной доске, м, d₀ = (1,025…1,03)·d_н,

Толщина трубной доски при вальцовке (стальные трубы)

,

,

принимаем: δ = 0,010 м.

Расчётный диаметр болтов

,

где - диаметр болтовой окружности,

- наружный диаметр кольцевого шва в месте приварки плоского фланца к эллиптическому днищу.

Расчётное число болтов, исходя из рекомендуемого расстояния между центрами болтов

где t=(3,8…4,6)d_б=4,1 0,024=0,0984.