- •1. Тепловий розрахунок
- •1.1 Визначення витрати гарячого теплоносія
- •1.2 Визначення орієнтовної площі теплообмінної поверхні
- •2. Гідравлічний розрахунок
- •2.1 Визначення гідравлічного опору в трубному просторі
- •2.2 Визначення гідравлічного опору в міжтрубному просторі
- •2.3 Вибір насосів і розрахунок потужності двигунів
- •3. Механічний розрахунок
- •3.1 Розрахунок на міцність обичайки
- •3.2 Розрахунок на міцність циліндричної камери
- •3.3 Розрахунок на міцність правої еліптичної кришки.
- •3.5 Розрахунок на міцність трубної дошки
- •3.6 Розрахунок на міцність труб
- •3.7 Розрахунок фланцевого з’єднання
- •4. Розрахунок теплової ізоляції
3. Механічний розрахунок
3.1 Розрахунок на міцність обичайки
Розрахунок на міцність обичайки полягає у визначені її товщини. Зробимо попередній розрахунок патрубка який слугує для подачі води.
Відповідно густина потоку за таблицями теплофізичних властивостей води:
Розрахунковий тиск:
Розрахункова температура:
, так якпри температурі < 250, то за розрахункову температуру приймаємо максимальну можливу температуру середовища при експлуатації.
Площа поперечного перерізу буде:
З іншого боку площа поперечного перерізу.
Приймаємо діаметр патрубка рівний: .
В даному випадку обичайка виконана із сталі Ст.20, має внутрішній діаметр:
Задамося товщиною обичайки, і визначимо тонкостінний чи товстостінний сосуд.
Отже, сосуд тонкостінний.
Для визначення коефіцієнта міцності необхідно дізнатися чи не є отвори для патрубків в обичайці рядом отворів.
Умова утворення ряду:
,
,
,
,
тоді вони не є рядом отворів.
Дізнаємося чи потрібно укріпляти ці отвори. Знайдемо мінімальне значення коефіцієнта міцності.
,
.
Визначимо гранично допустимий діаметр отвору:
Звідки можна сказати, що отвір- не потребує укріплень.
Визначимо мінімальну товщину стінки обичайки виходячи з умови міцності. Коефіцієнт міцності, який враховую послаблення одиночним отвором, знаходиться в залежності від параметра А за формулою:
;
.
Так як , то коефіцієнт міцності стінки обичайки, що ослаблена одиночним отвором, рівний:
Визначимо мінімальну товщину
;
.
Приймаємо зовнішній діаметр обичайки .
3.2 Розрахунок на міцність циліндричної камери
Розрахунок на міцність циліндричної камери полягає у визначенні товщини її стінки. В даному випадку камера має внутрішній діаметр
мм:
,
де- розрахунковий тиск, МПа,
= МПа,
- допустима напруга, МПа,
=140 МПа - при 130 ,
С – поправка на зменшення товщини стінки в результаті корозії металу, С=1 (мм).
Для подальших розрахунків приймаємо товщину стінки обичайки .
Перевіримо, чи не перевищує діаметр патрубка гранично допустиме значення :
,
де – діаметр отворів;
Необхідно з’ясувати чи утворюють ці отвори ряд:
- умова утворення ряду з двох чи більше отворів
- визначили у попередньому розрахунку.
Тому отвори не утворюють ряд.
– гранично допустимий діаметр незміцненного отвору:
де – мінімальне значення коефіцієнта міцності:
.
Отримаємо:
.
Так як 0 < 0,67, тоді:
.
Таким чином .
Використаємо накладку:
Площа поперченного перерiзу накладки:
Повинна виконуватись умова:
Тому:
(м)
(м)
Приймаэмо , тодi
Визначимо товщину стінки циліндричної камери виходячи з умови міцності. Для цього спочатку визначимо:
;
.
Так як , то коефіцієнт міцності стінки камери, з укріпленним отвором, рівний:
Визначимо товщину стінки обичайки:
;
.
Приймаємо товщину .
3.3 Розрахунок на міцність правої еліптичної кришки.
Товщина стінки знаходиться за формулою:
h=0,09 - взято з прототипу,
В кришці немає отворів, тому коефіцієнт міцності буде дорівнювати одиниці:
- коефіцієнт міцності для еліптичної кришки без отворів.
тоді
Приймаємо товщину кришки рівною .
3.4 Розрахунок на міцність лівої пласкої кришки.
Товщина стінки плоскої кришки дорівнює:
;
=140 (МПа) – напруження, що допускається; = МПа; – коефіцієнт форми кришки (кришка приварена з однієї сторони по всій товщині); – коефіцієнт, який враховує наявність отвору; , де S товщина стінки обичайки. Тоді
,
=0,033
Знайдемо :
Отже, товщина кришки:
.
Приймаємо S = 15 мм.