Расчёт выпарного аппарата с выносной греющей камерой

м . /( 0,25ДD²)
1; по графику на рис. 29.6


М e(0,25ДD*) '
OTK_”
a Ha e H_{“ К}

будут равны:




ім,
0,25 ДZ›²

2W
х 0,6-

1- 0,024

0,25 0,23 1,4²

2- 0,024

=0,21MH -

М

^{к К к} 0,25 ДZ›²
х 0,9-

0,25 0,23 1,4²

= 0,42 MH м/м

Суммарные напряжения сжатия в корпусе аппарата при толщине стенки s f _к=0,0054 м в месте присоединения лапы (сверху) определяем: в меридиональном направлении по формуле (29.5)

‘‘ '
м S С_к

6Mp 0,21 6 0,0013 _{= 307a /м2}
^{{s— С}к)^{2 030054+ (0,0054) 2}

к
_S С_к
^бМ _к 0,42 6 0,0011

(s— ^С_к) ² 030054+ (0,0054) ²

= 305 МН/м²

Как видно, оба напряжения больше допускаемого, и, следовательно, лапа должна быть применена с накладкой. Толщину подкладного листа принимаем равным 6 мм, тогда оба напряжения будут равны: [11];

* i —

_м 6Mp 0,21 6- 0,0013



_{’ к} ^{(s— С}к) ^{30114+ (0,0114) 2}

=62 /м²

6•0,0011 _{= 54,5 МН/м2,}
(s—C )' 0,0114 (0,0114) ²

что меньше допускаемого напряжения, значит, условие прочности

выполняется.

Выбираем опорные лапы для греющей камеры по ГОСТ 26296-84
«Лапы опорные подвесных вертикалъных сосудов и аппаратов. Основные размеры» [11].
Рассчитаем массу греющей камеры.
Macca греющей камеры камеры:


3
р,_т —— 7850 кг/м ,’


т (D — D 7850 = 312 кс.

днища
кОН/с

(D,’ — D,’)
4

^{3,1-4 0,8’} (0,906 — 0,9’ j + (0,404 — 0,4) +(0,906 — 0,9 j (0,404—,4) +
4

3,1-4
0,025 ,812 — 0,8’
4

- 7850 —— 30,15 кг.

‘mp убок ₄
^{d н. mp
^{— d} вн..тр
^{_ 3,1-4 1,5} 170 (0,038² — 0,034 ² ) 7850 = 452,5 кс.
4

p 312 + 30315 + 452,5 = 794,6кз

Macca раствора

^{к D°} -м ^{3,1-4 0,8’} 100 —— 4582 кг.

•- -- —— 4
“" 4

_{зап aпn} 4582 + 794,6 = 5376,6 9,81 = 52,73 кН
Выбираем опорные лапы по OCT 26-665-79 «Лапы опорные подвесных вертикальных сосудов и аппаратов. Основные размеры» [11].

Таблица 2.14 — Конструктивные размеры лап, мм

Q,кн	а	ai	b	bi	с	ci	h 1	S1	К	K1	^hmax	d	dЦ
100	250	325	250	360	40	160	30	18	20	180	660	42	M36

Рисунок 2.11 Лапа тип 8

Основные размеры стоек OCT 26-665-79 [11] приведены в таблице.

Таблица 2.15 — Размеры стоек, мм

Q,кн	а	ai	b	bi	с	ci	h 1	S1	К	K1	^hmax	d	dЦ
63	185	245	210	280	40	120	24	14	15	150	515	35	M30

B1

Рисунок 2.12 - Стойка

5. Расчет развальцовочного соединения.

Осевое усилие, растягивающее трубы и корпус, будет равно:

Q = Pg (D' — nd2 ) + Pp d² ;

Q —— 0,45- ^3,14 (0,8² — 170 • 0,038²) + 0,1- 170 ^3,14
4
0,034² = 155 MH

При расчете развальцовочного соединения проводят проверку труб на вырывание. Если давление в трубах P_T незначительно по сравнению с давлением в корпусе _к• можно считать, что воспринимаемая трубой нагрузка

q от давления на площадь fтpyбнoй решетки, заключенной между четырьмя
трубами, определится как q —— P_к f
При расположении труб по вершинам правильных треугольников



'
f —— 0,866 t ² — ^d ;

Находим t ;

t = 1,2 dq + 2 мм

t = 1,2 38 -F 2 = 48 мм

f —— 0,866 0,048' — ³ ’ ” ^0,0382 = 0,87 м°

В общем случае необходимо учитывать действие давлений _к и _т Если не учитывать, что часть осевой нагрузки от давления воспринимает корпус, и считать, что вся нагрузка приходится на трубы, то усилие на одну трубу, при

условии равномерного распределения нагрузки на трубы.


¹⁵⁵ = 0,92 MH;
q — 70

Кроме давления, на трубы действуют температурные усилия. Так, если трубы нагреты больше, чем корпус, то в них возникают сжимающие напряжения, и они подвергаются продольному изгибу, поэтому развальцовка работает на вырывание труб из решетки.

Температурное усилие, приходящее на одну трубу.


qg = 0 ,

Где _• температурные напряжения в трубе, MПa;

Суммарное усилие


q —— q —— 0,92 ;

При этом в формуле принимают q_m Со знаком плюс, когда корпус нагрет больше, чем трубы, и со знаком минус, если трубы нагреты больше, чем корпус.

Удельная нагрузка от давления на единицу длины окружности развальцовки




О
^0,92 = 0,007 ; МН/м
3,14•0,038


Для обеспечения прочности развальцовки удельная нагрузка от давления w й = 0,04 МН/м — при развальцовке труб в отверстиях без
канавок. Получаем, что 0,007 N 0,04 МН/м значит прочность обеспечивается.

5. 
   Расчет толщины трубной решетки
   

Принимаем длину труб аппарата равной 1.5 метрам согласно
Поскольку в исходых данных не были указаны параметры для расчета конструктивных размеров аппарата, а именно длинны труб, площади поперечного сечения, число труб в аппарате. Задаемся сами этими параметрами, исходя из конструктивных соображений.


^{!трyб ' 130a} мм.
Число труб:

п := 17( труб

Для трубной решетки используем материал Сталь 12X18H10T Допускаемое напряжение трубной решетки:
p :' i MПa.
\2
^{Модуль упругости:} [4]

д д_е
:- 2. 1з io MПa.

Для труб используется материал: Сталь 12X18H10T
: i Е температура начальная
л
: о. i давление при гидроиспытании с :- 2 прибавка
_{3120 - 2.0510} модуль упругости
_{1 :-} ¿ толщина стенки аппарата
D_H :' 13 p :' 11a
Допускаемое напряжение трубного пучка:
[4]
[4]

20
^tтaбl " _1o5
184

8_.
‘табl ' ₁₇₄



8
MПa

°щio5 ^{Floor lintwp} 361 '=таб1 ^{р , 0.§ 172}
Модуль упругости:
_3105: ^— 1.01- 10 ^Па
Внуренний диаметр аппарата: D com мм; Диаметр трубы внутренний:
MПa

[4]

Толщина стенки трубы: Диаметр трубы наружный:
s := 2 MM;
dj : 3f MM;

Внутренний радиус кожуха:

а : D = 400 MM.

2

Расстояние от оси кожуха до оси наиболее удаленной трубы[14]:

^a_-i^— 37(

Расчет трубной решетки: соzласло [15]


Относительную характеристику беструбного края трубной решетки:

[15]

:= — = 1.081

а₁
Шаг расположения труб, располагаются по равностороннему треугольнику: [15]

t := 1. 2 + 2 = 47. 6 ^MM.

Коэффициент прочности решетки:


²¹ = 0.559


Толщина трубной решетки:
[15]

[15]

sp := ^D
437

+ с = 8.SO 1 MM.

Принимаем толщину трубной решетки:

Коэффициенты влияния давления на трубную решетку вычисляют по формулам:

- со стороны межтрубного пространства:



Н
n - d ² ’ = 0. 552
_{4 а і}² [15]

- со стороны трубного пространства:

<т ’ ^{' 1}

n •$ ^d _нp 2‘^S

⁴ а _і²

2
' = 0.641

[15]

Основные характеристики жесткости элементов выпарного аппарата.
Модуль упругости основания (системы труб) вычисляют по формуле


120’. <т <М ^н
- 12. 219

Модуль упругости кожуха при температуре 105 градусов:

:- 2.1s io MПa.

[15]
[4]

Приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха вычисляют по формуле

а _l -
Р -— ^{Екож -s} i
⁶ - 3. 943

[15]

Коэффициенты изменения жесткости системы трубы — кожух

Коэффициенты изменения жесткости системы трубы — кожух вычисляют по формулам:

Для аппаратов с неподвижными трубными решетками Кр1=Kq1=0

[15]


Kq - коэффициент изменения жесткости системы трубы - кожух при действии осевой

Ку:=l+ _l ^{= l [15]}

Kp - коэффициент изменения жесткости системы трубы - кожух при действии давления:
[15]
Kp := 1 + ^K_q1 1


Коэффициент системы решетка — трубы вычисляют по формуле:


_{sp :' 3£} толщина трубной решетки, мм.

Коэффициент жесткости перфорированной плиты ДО

ijg = 0. 641

Таблица 2.16 Коэффициент жесткости перфори рованной плиты ДО

0.6
_{ДО. 65} 0 таб ''
0. 3
ДО. 37

[15]

Коффициент прочности перфорированной трубы
_+о = Flo liПt ^і_{к таб 0 таб} , 0.Ф = 0.355

: 2 1 модуль продольной упругости материала трубной решетки, MПa Коэффициент системы решетка - трубы:

4
1. 82



- si

' ' 014

[15]

^{' Si} 0’@еш

Безразмерный параметр системы решетка — трубы вычисляют по формуле:
оэ : Ц a_i 5.264
[15]

4.