Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Таблица 1 – Основные размеры патрубков, стандартных стальных фланцевых тонкостенных штуцеров по ОСТ 26-1404-76, ОСТ 26-1410-76

Обозначение	Ду, мм	dт, мм	давление условное Pу, МПа	Sт, мм	Hт, мм
А	250	273	16	20	335
Б, Д	100	108	16	10	220
В, Е	150	159	16	16	260
Г	200	219	16	20	315
И	50	57	4	6	230
К, Р, С	50	57	2,5	6	165
М	50	57	1,6	6	165

 

3.4 Сопряжение узлов

 

Цель расчета: определить напряжение в сопряжение цилиндрической оболочки с эллиптическим днищем в условиях нагружения внутренним давлением.

Расчетная схема к определению краевых сил и моментов приведена на рисунке 4.

Исходные данные для расчета:

 

- расчетное давление P_R = 11МПа;

- диаметр колонны D=1200 мм;

- допускаемое напряжение при T=250 °С, [s]=145 МПа;

- коэффициент прочности сварного шва j=1;

- общая прибавка к толщине металла С=2 мм.

- соединение цилиндрической оболочки с эллиптическим днищем; 2 – расчетная схема.

 

 

Рисунок 4 – Схема к определению краевых сил и моментов

 

Определим краевые силы и моменты из уравнения совместимости деформацией для места стыка обечайки с эллиптическим днищем

 

 

                             (13)

 

где - соответственно радиальные и угловые перемещения края цилиндрической оболочки под действием нагрузок P, Q₀, и М₀;

      - соответственно радиальные и угловые перемещения края эллиптической оболочки под действием нагрузок P, Q₀ и М₀.

 

 Подставляем в уравнение (13) соответствующие значения деформаций

 

(14)

 

где b=b_Э, R=a=600 мм, b=300 мм.

 

,                                                  (15)

 

где m - коэффициент Пуассона, m=0,3.

 

 

,

 

,

 

,

 

.

 

Определим суммарные напряжения на краю эллиптического днища, меридиальное и кольцевое соответственно по формулам

 

                                 (16)

 

                                  (17)

 

где  - соответственно меридиальные напряжения действующие от нагрузок Р, Q₀, М₀;

 - соответственно кольцевые напряжения действующие от нагрузок P, Q₀, M₀.

 

Подставим соответствующие значения нагрузок в уравнение (16), (17)

 

,                                (18)

 

, (19)

 

 МПа,

 

 

Определим суммарные напряжения на краю цилиндрической обечайки, меридиальное и кольцевые соответственно

 

,                                       (20)

,                                      (21)

 

где - соответственно меридиальные и кольцевые напряжения, действующие от нагрузок P, Q₀, M₀.

 

Подставим соответствующие значения погрузок в уравнение (20), (21)

 

,                              (22)

 

,                       (23)

 

 МПа,

 

 

 

Определим максимальное напряжение на краю эллиптического днища и цилиндрической обечайке соответственно

 

,

 

,

 

,                                            (24)

139,29 МПа < 145 МПа,

 

 

139,36 МПа < 145 МПа.

 

Таким образом, напряжения на краю соединяемых эллиптической и цилиндрической оболочек s_maxЭ=139,29 МПа и s_max=139,36 МПа меньше критического допускаемого напряжения [s]_кр=145 МПа, т.е. условие прочности в месте сопряжения элементов выполняется.

 

     

Расчет укрепления отверстий

 

Цель расчета: определение размеров укрепляющих элементов. 

Расчетные схемы штуцеров приведена на рисунке 5.

Исходные данные для расчета:

 

- расчетное давление в колонне P_R = 11 МПа;

- внутренний диаметр колонны D=1200 мм;

- исполнительная толщина обечайки и днища s=50 мм;

- допускаемое напряжение при T=250 °С и s=50 мм, [s]=145 МПа;

- допускаемое напряжение при T=250 °С и s<50 мм, [s]=162 МПа;

- коэффициент прочности сварного шва j=1;

- общая прибавка к толщине металла для корпуса колонны с=2 мм;

- общая прибавка к толщине металла для штуцера c_s=1 мм.

 

 

 

Рисунок 5— Основная расчетная схема соединения штуцера со стенкой сосуда

 

4.1 Выбор материала

 

Удаление материала стенки в вырезе эквивалентно удалению каких - то связей в системе и для сохранения ее равновесия необходима их компенсация.

Для изготовления штуцеров применяется сталь 16ГС допускаемое напряжение для которого при t_R=250 °C равно [s]₂₅₀=162 МПа.

Для условного давления Р_у=11 МПа выбираются тонкостенные штуцера с фланцами по ОСТ 26-1410-76. Все размеры штуцеров заносятся в таблицу 2.

 

Таблица 2 — Таблица штуцеров

штуцер	Условный проход Ду, мм	Внутренний диаметр штуцера dт, мм	Толщина стенки s1, мм	Длина штуцера Hт, мм	Условное давление Ру, МПа
А	250	273	20	335	16
Б, Д	100	108	10	220	16
В, Е	150	159	16	260	16
Г	200	219	20	315	16
И	50	57	6	230	4
К1, К2, Р, С	50	57	6	165	2,5
М1, М2	50	57	6	165	1,6
Ж1, Ж2, Жn	450	450	28	200	16

 

4.2 Расчетные диаметры

 

4.2.1 Расчетные диаметры укрепляемых элементов определяются по формулам

 

    - для цилиндрической обечайки

 

D_R = D                                   (25)

 

Для штуцеров A1, В1, В2, И, К1, К2, Р, С, М1, М2, Ж1, Ж2, Жn

 

D_R = 1200 мм.

 

    - для эллиптических днищ при высоте днища H = 0,25×D

 

,                                  (26)

 

где x — расстояние от центра укрепляемого отверстия до оси эллиптического днища.

 

 

Для штуцера Д1, С

 

мм.

 

Для штуцера Е1, Г

 мм.

 

 

4.2.2 Расчетный диаметр отверстия в стенке обечайке, ось которого совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия определим по формуле

 

d_р=d+2×c_s,                                                (27)

 

Для штуцеров A1, В1, В2, И, К1, К2, Р, С, М1, М2, Ж1, Ж2, Жn

 

при d = 273 мм, d_Р = 273 + 2×1 = 275 мм,

при d = 108 мм, d_Р = 108 + 2×1 = 110 мм,

при d = 159 мм, d_Р = 159 + 2×1 = 161 мм,

при d = 57 мм, d_Р = 57 + 2×1 = 59 мм,

при d = 450 мм, d_Р = 450 + 2×1 = 452 мм.

 

Расчетный диаметр отверстия для смещенного штуцера на эллиптическом днище определяют по формуле

 

,                                      (28)

 

Для штуцера Д1

 

мм,

 

Для штуцера С

 

мм.

 

Для штуцера Е1

 

мм

 

Для штуцера Г

 

 мм.

 

Выбранные диаметры удовлетворяют расчет.

 

4.3 Расчетные толщины

 

Расчетная толщина стенки штуцера нагруженного как внутренним так и внешним давлением определяется по формуле

 

,                                       (29)

 

где j₁ — коэффициент прочности продольного сварного соединения штуцера, j₁ = 1, [s₁]=162 МПа

 

    при Д_у=50 мм,  мм,

    при Д_у=100 мм,  мм,

    при Д_у=150 мм,  мм,

    при Д_у=200 мм,  мм,

    при Д_у=250 мм,  мм,

при Д_у=450 мм,  мм.

 

Расчетные толщины удовлетворяю принятым толщинам.

 

4.4 Расчетные длины штуцеров

 

 Расчетные длины внешней и внутренней частей круглого штуцера, показано на рисунке 6, участвующие в укреплении отверстий и учитываемые при расчете, определяют по формулам 

 

,                             (30)

 

,                         (31)

 

Длину внешней части l₃ принимаем равной нулю.

 

 

Рисунок 6 – Схема укрепления отверстий в обечайке

 

 

при Д_у=50 мм,  мм,

    при Д_у=100 мм,  мм,

    при Д_у=150 мм,  мм,

    при Д_у=200 мм,  мм,

    при Д_у=250 мм,  мм,

при Д_у=450 мм,  мм.

 

Принятые длины штуцеров удовлетворяют расчетным длинам.

 

 

4.5 Одиночные отверстия

 

4.5.1 Отверстие считается одиночным, если ближайшее к нему отверстие не оказывает на него влияния, что имеет место, когда расстояние между наружными поверхностями соответствующих штуцеров удовлетворяют условию

 

,                               (32)

 

где  - расчетные внутренние диаметры укрепляемого элемента, мм.