Выбор штуцеров. Расчет укрепления отверстий

 

Проверим необходимость укрепления стенки аппарата в местах присоединения основных технологических штуцеров:

Рассчитаем минимальные диаметры технологических штуцеров:

 

Таблица штуцеров

Таблица 3.4

Обоз.	Назначение	Кол-во	Диаметр DУ, мм
А	Питание
Б	Выход пара
В	Выход куба
Г	Горячая струя
Д	Вход флегмы
Л1-Л6	Люк
Е	Для пропарки аппарата

 

Проверим необходимость укрепления штуцеров в крышках аппарата.

 

Штуцер Б и В.

Найдем расчетный диаметр для эллиптической крышки [1]:

 

где D – внутренний диаметр днища/крышки, [м]

x – расстояние от центра отверстия до оси днища/крышки, [м]

Рис. 3.2 - Смещенный штуцер на эллиптической крышке

 

Ширина зоны укрепления в обечайках, переходах и днищах определяется по формуле:

 

 

где D_R – расчетный диаметр, м

s – толщина стенки крышки/днища, м

с – суммарная прибавка, м

Найдем расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления [1]:

 

 

где s – толщина стенки крышки/днища, м

с – суммарная прибавка, м

S_R – расчетная толщина стенки крышки/днища, м

B₀ – ширина зоны укрепления, м

Так как , отверстие под штуцер Б и В необходимо проверить на дополнительное укрепление.

 

Штуцер Б и В

Таблица 3.5

Внутренний диаметр штуцера	d	0,500	м
Толщина стенки штуцера	s1	0,010	м
Длина штуцера	l	0,350	м

 

Штуцер проходящий, укрепление происходит как внешней частью штуцера, так и внутренней (рис. 3.3).

Рис. 3.3 - Проходящий штуцер

 

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия стенкой штуцера:

Найдем расчетную толщину штуцера [1]:

 

 

где P_рас – расчетное давление, МПа

d – внутренний диаметр штуцера, м

[σ] – допускаемое напряжение при рабочей температуре, МПа

φ – коэффициент прочности сварного шва, φ=1,0

Определим расчетный диаметр отверстия штуцера на эллиптической крышке /днище [1]:

 

 

где d – внутренний диаметр штуцера, м

с – суммарная прибавка, м

Расчетная длина внешней части штуцера, участвующая в укреплении находится из выражения [1]:

 

 

где l₁ – длина внешней части штуцера, м

d – внутренний диаметр штуцера, м

s₁ – толщина стенки штуцера, м

с – суммарная прибавка, м

 

 

 

Расчетная длина внутренней части штуцера, участвующая в укреплении находится из выражения [1]:

 

 

где l₂ – длина внутренней части штуцера, м

d – внутренний диаметр штуцера, м

s₁ – толщина стенки штуцера, м

с – суммарная прибавка, м

 

t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>=0,027</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000" wsp:rsidRPr="00D153EA"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>">

 

 

Найдем расчетную площадь вырезанного сечения:

 

Расчетная площадь укрепляющего сечения укрепляемой стенки определяется по формуле [1]:

 

 

где b_1R = min {l_К ; B₀} = min {0,500 ; 0,317},

l_К – расстояние от стенки наружной стенки штуцера, до ближайшего несущего конструктивного элемента, не менее l_К = 0,500 м

B₀ – ширина зоны укрепления, м

s – толщина стенки крышки, м

s_R – расчетная толщина стенки крышки, м

с – суммарная прибавка, м

Расчетная площадь укрепляющего сечения внешней части штуцера [1]:

 

l_1R – расчетная длина внешней укрепляющей части штуцера, м

s₁ – толщина стенки штуцера, м

s_1R – расчетная толщина стенки штуцера, м

с – суммарная прибавка, м

Расчетная площадь укрепляющего сечения внутренней части штуцера [1]:

 

 

l_2R – расчетная длина внешней укрепляющей части штуцера, м

s₁ – толщина стенки штуцера, м

s_1R – расчетная толщина стенки штуцера, м

с – суммарная прибавка, м

Проверяем условие, при соблюдении которого толщина стенки выбранного тонкостенного штуцера является исполнительной [1]:

 

При сравнении:

F_R – F_sR = (340 - 1442)·10^-6 = -1102 · 10^-6

F_1R + F_3R = (531 + 165)·10^-6 = 696 ·10^-6.

Условие укрепления стенкой штуцера выполняется.

Для укрепления отверстия под штуцер Б примем следующий штуцер:

Параметры штуцера Б и В

Таблица 3.6

Внутренний диаметр штуцера	d	0,500	м
Толщина стенки штуцера	s1	0,010	м
Длина штуцера	l	0,350	м

 

Дополнительных проверок на укрепление отверстий, расположенных в крышке не требуется, так как .

Определим необходимость дополнительного укрепления отверстий под штуцера, расположенные в обечайке: А, Г, Д, Л₁ – Л₃.

Найдем расчетный диаметр для обечайки [1]:

 

где D – внутренний диаметр днища/крышки, [м]

Ширина зоны укрепления в обечайках, переходах и днищах определяется по формуле:

 

где D_R – расчетный диаметр, м

s – толщина стенки обечайки, м

с – суммарная прибавка, м

Найдем расчетный диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления:

 

 

где s – толщина стенки крышки/днища, м

с – суммарная прибавка, м

S_R – расчетная толщина стенки крышки/днища, м

B₀ – ширина зоны укрепления, м

Отсюда следует, что необходимо проверить штуцера Г и Л₁ – Л₆.

Рассчитаем по формулам (16-19), результаты расчета сведем в табл. 3.8.

 

Параметры штуцеров

Таблица 3.8

	D, мм	FR, м2	FSR, м2	F1R, м2	F3R, м2	s, м
Г		234·10-6	1017·10-6	293·10-6	75·10-6	0,008
Л1-Л6		944·10-6	1017·10-6	531·10-6	165·10-6	0,010