Минимальное значение предела текучести (sТ, МПа) сталей

 

Температура t, oC	Марка стали
ВСт3		20К	09Г2С 16ГС	12ХМ 12Мх* 15ХМ*	15Х5М	12Х18Н10Т 12Х18Н12Т 10Х17Н13М2Т 10Х17Н13М3Т	08Х18Н10Т 08Х18Н12Т	08Х17Н13М2Т 08Х17Н15М3Т
	-	-
	-
	-		-

 

Допускаемое напряжение, МПа

– в рабочем состоянии

, (2.38)

– при гидравлическом испытании

, (2.39)

Коэффициент запаса устойчивости: в рабочем состоянии n _у = 2, 4; при испытании n _у.и = 1, 8.

Определите расчетные коэффициенты

; , (2.40)

где =2, 4 – коэффициент запаса устойчивости в рабочих условиях [14, 17]. По номограмме (рис. 2.13) определите коэффициент .

Расчетная толщина обечайки корпуса в первом приближении S _р, м

(2.41)

Исполнительная толщина S, м,

. (2.42)

Критическая длина [13] обечайки l _кр, м

(2.43)

Если расчетная длина , то обечайка является длинной и она теряет устойчивость с образованием двух волн, то есть сплющивается. Если – короткой. Такие обечайки теряют устойчивость с образованием трех, четырех и более волн смятия.

Определите, к какому типу обечаек относится рассчитываемая.

Допускаемое наружное давление из условия прочности:

– при рабочих условиях [ Р _н] _σ , МПа,

; (2.44)

– при испытании [ Р _н]_{σ и}, МПа,

. (2.45)

Рис. 2.13. Номограмма для расчета на устойчивость в пределах

упругости обечаек, работающих под наружным давлением

 

Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:

– для коротких обечаек l _р ≤ l _кр в рабочих условиях [ Р _н] _Е, МПа

; (2.46)

– при испытании МПа,

(2.47)

где В ₁ – расчетный коэффициент,

. (2.48)

Для длинных обечаек :

– в рабочих условиях МПа,

(2.49)

– при испытании МПа,

(2.50)

Допускаемое наружное давление с учетом условий прочности и устойчивости;

– в рабочем состоянии , МПа,

(2.51)

– при испытании МПа,

(2.52)

Рассчитайте по приведенным выше зависимостям давление при гидравлических испытаниях , МПа.

Проверим условия устойчивости обечайки:

– в рабочих условиях Р _н.р < [ Р _н];

– при испытаниях Р _и < [ Р _н]_и.

В случае, если условия устойчивости не выполняются, измените исходные данные и расчет повторите.

Расчет днища аппарата. Расчетная температура днища равна температуре греющего пара t, °С. Расчетное давление примите равным давлению пара в паровой рубашке Р, МПа, а расчетный диаметр – равным диаметру паровой рубашки , м. Материал – сталь ВСтЗпс. Давление гидравлического испытания МПа, рассчитано выше.

Стандартное эллиптическое днище. Расчетную м, и исполнительную м, толщины днища определите по зависимостям

(2.53)

(2.54)

Допускаемое давление, МПа:

– в рабочем состоянии

(2.55)

– при испытаниях

(2.56)

Коническое днище с углом при вершине . Расчетная толщина стенки м, определяется по зависимости:

(2.57)

Исполнительная толщина днища м,

(2.58)

Допускаемое давление, МПа,

– в рабочем состоянии

(2.59)

– при испытании

(2.60)

Сферическое днище. Расчетная толщина днища , м,

(2.61)

Исполнительная толщина днища м,

(2.62)

Допускаемое давление, МПа,

– в рабочем состоянии

(2.63)

– при испытании

(2.64)

Плоское днище. Расчетная толщина плоского днища м,

(2.65)

где – коэффициент, учитывающий тип закрепления днища. При жестком креплении (рис. 2.1) ; коэффициент ослабления зависит от количества и расположения отверстий в днище. При одном отверстии .

Исполнительная толщина днища , м,

(2.66)

Допускаемое давление, МПа,

– в рабочем состоянии

(2.67)

– при испытании

. (2.68)

Порядок оформления отчета. Отчет о расчетно-практической работе включает в себя следующие разделы:

– цель работы;

– теоретическую часть, в которой приводятся основные теоретические положения конструирования и расчета цилиндрических, конических и эллиптических элементов емкостной аппаратуры, особенности расчета на устойчивость аппаратов различной длины, методы повышения их жесткости и прочности;

– расчетную часть, в которой приводится расчет аппарата, нагруженного давлением по предлагаемому варианту (табл. 2.3);

– графическую часть, в которой даются чертеж конструируемого аппарата и спецификация к нему.

 

Контрольные вопросы

 

1) Приведите классификацию сосудов и аппаратов, работающих под давлением и используемых в пищевой промышленности. Назовите способы их изготовления

2) В чем заключается сущность безмоментной теории расчета оболочек?

3) Какие сосуды относят к тонкостенным, а какие к толстостенным?

4) Как определить оптимальные размеры корпуса аппарата, работающего под внутренним давлением?

5) Как определить толщину стенки аппарата, работающего под внутренним давлением?

6) В чем состоит расчет обечаек на устойчивость?

7) Каким образом цилиндрические обечайки, работающие под наружным давлением делятся на короткие и длинные?

8) Как определить допускаемое наружное давление для цилиндрической обечайки из условия прочности и условия устойчивости в пределах упругости?

Таблица 2.3

Варианты индивидуальных заданий

 

№ варианта	D, м	H, м	P, МПа	t, °С	Вариант схемы
	1, 0	1, 2	0, 100	119, 6	а)
	1, 05	1, 4	0, 125	124, 2	а)
	1, 10	1, 6	0, 150	126, 8	а)
	1, 15	1, 8	0, 175	130, 0	а)
	1, 20	2, 0	0, 200	132, 9	а)
	1, 25	2, 2	0, 225	136, 0	б)
	1, 30	2, 4	0, 250	138, 2	б)
	1, 35	2, 6	0, 275	140, 6	б)
	1, 40	2, 8	0, 300	142, 9	б)
	1, 45	3, 0	0, 325	145, 0	б)
	1, 50	3, 2	0, 350	147, 0	б)
	1, 55	3, 4	0, 375	149, 0	в)
	1, 60	3, 6	0, 400	151, 0	в)
	1, 65	3, 8	0, 425	155, 0	в)
	1, 70	4, 0	0, 100	119, 6	в)
	1, 75	4, 2	0, 125	124, 2	в)
	1, 80	4, 4	0, 150	126, 8	г)
	1, 85	4, 6	0, 175	130, 0	г)
	1, 90	4, 8	0, 200	132, 9	г)
	1, 95	5, 0	0, 225	136, 0	г)
	2, 0	5, 2	0, 250	138, 2	г)
	2, 05	5, 4	0, 275	140, 6	а)
	2, 10	5, 6	0, 300	148, 9	б)
	2, 15	5, 8	0, 325	146, 0	в)
	2, 20	6, 0	0, 350	147, 0	г)
	2, 25	6, 2	0, 375	149, 0	а)
	2, 30	6, 4	0, 400	151, 0	б)
	2, 35	6, 6	0, 425	155, 0	в)

 

§ 3. Расчетно-проектная работа № 2.