Расчет укрепления отверстия в эллиптическом днище (крышке) аппарата

1 Условия применения расчетных формул

 

S_IR= см или 0,3 мм.

 

Расчетная длина внешней части штуцера.

L_IR=min  1,25

L_IR=1,25 =2,45 см или 24,5 мм.

Расчетная длина внутренней части штуцера.

L_SR=min  0,5

L_SR=0,5 =0,56 см или 5,6 мм.

Расчетная ширина зоны укрепления в стенке днища (крышки)

L_R=min ;

L_R= =8,8 см или 88 мм.

Отношение допускаемых напряжений.

Х₁= min ;  Для внешней части

Х₁=

Х₂= min ;  Для внутренней части

Х₂=

Расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления при отсутствии избыточной толщины стенки днища.

D_ot=0,4· =0,4· =3,53 см или 35,3 мм

где D_R – внутренний диаметр штуцера

D – внутренний диаметр аппарата

 

где S – толщина стенки

D – внутренний диаметр аппарата.

Расчетный диаметр укрепленного эллиптического днища при Н=0,2D

 

D_R=2D  [11]

 

где D_R – расчетный диаметр укрепленного эллиптического днища

x – расстояние от центра закрепленного отверстия до оси эллиптического днища

(х=0) – в нашем случае

D_R = 2·130 =260 см или 2600 мм.

Расчетный диаметр отверстия в стенке эллиптического днища (крышки)

d_R= d+2C_S

где d_R – расчетный диаметр отверстия в стенке эллиптического днища (крышки)

d – внутренний диаметр штуцера

d_R=12,5+2·0,2=12,9 си или 129 мм.

Расчетная толщина стенки штуцера, нагруженного внутренним давлением

S_IR=

Расчетный диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления

d_OR=2 (

d_OR=2 ( =3,53 см или 35,3 мм

условие, при котором не требуется укрепление отверстия d_R≤d₀

35,3≤129 - условие выполняется

 

Расчет толщины тепловой изоляции

 

Толщину тепловой изоляции,  находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду.

 

                                                   [14]

 

где =9,3+0,058 t_пар – коэффициент теплоотдачи от верхней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м²к)

t_пар – температура изоляции со стороны окружающей среды, исходя из требований техники безопасности не должна превышать 95 ⁰С.

t_пар принимаем равной 40 ⁰С

t_ст1 – температура изоляции со стороны аппарата, ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции t_ст1 принимаем равной температуре среды в аппарате в нашем случае t_ст1= 55 ⁰С

t_в – температура окружающей среды (воздуха), ⁰С. Принимаем t_в=17,2 ⁰С

 – коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м∙к)

В качестве материала для тепловой изоляции выбираем совелит, имеющий коэффициент теплопроводности =0,09 Вт/(м∙к)

 

=9,3+0,058∙90=14,52 Вт/(м²∙к)

 

Толщина изоляционного материала

 

Расчет теплообменника

 

Исходные данные:

Тепловая нагрузка Q = 279160 Вт

Абгазы охлаждается от 65°С до 40°С водой с начальной температурой 25°С и конечной температурой 35°С.

 

C редняя разность температур при противотоке

65 40

35 25

=30

                                      [8]

8.3.2 Средняя температура воды