Расчет элементов корпуса варочного котла на прочность, страница 3

 ,кг·м²

    Определяю напряжения, возникающие в сечении:

                                                 , МПа        (3.25)

где W – осевой момент сопротивления сечения, м³

                                                     , м³                  (3.26)

 м³

МПа

                                                 , МПа        (3.27)

где  допускаемое напряжение изгиба материала лапы при рабочем давлении и рабочей температуре варочного процесса, МПа

(0,1<146), МПа.

Условие выполняется.

     Определяю максимальные контактные напряжения, возникающие при контакте цилиндрической поверхности катка (ролика) и опорной плиты из одинакового материала:

                                           , МПа  (3.28)

где b – ширина ролика, м;

R – радиус ролика, м;

E – модуль упругости материала ролика, МПа.

МПа

Расчетное напряжение в опасной точке равно:

                              (3.29)

, МПа

Правильность выбора материала и размеров катка проверяются неравенством:

,   () МПа. 

4 Выбор,  описание и расчет уплотнителя щепы

     4.1 Выбор и описание уплотнителя

    При загрузке котла щепой без применения уплотняющих устройств, происходит естественное уплотнение щепы, особенно в центральной части, и прочих равных условиях оно зависит от высоты котла. Наблюдения показывают, что на каждые 10 м³ увеличения объема котла объемная средняя степень наполнения возрастает на 0,3%. Считается, что увеличение влажности щепы на 1% увеличивает степень наполнения котла на 0,4%.  Для увеличения коэффициента загрузки котла раньше применялась пропарка щепы. В загруженный котел сверху или снизу или одновременно: и сверху и снизу подается пар, струя которого вызывает вибрацию щепы. Коэффициент загрузки котла щепой увеличился на 10%. т.е. стал равным 0,39.

    Пропарка щепы нашла применение не как средство уплотнения щепы, а как один из эффективных способов удаления воздуха из щепы. Воздух, находящийся в щепе, оказывает противодействие проникновению варочного реагента в древесину, а также, накапливаясь в газовом пространстве корпуса, ускоряет рост давления, тем самым замедляет процесс пропитки, что ухудшает условия заварки.

Для повышения эффективности использования объема котла, стали применять механические, воздушные и паровые уплотнители щепы. Основной принцип действия этих уплотнителей состоит в равномерном распределении поступающего потока щепы по сечению котла и сообщение ей кинетической энергии, способствующей ее уплотнению. В настоящее время механические и воздушные уплотнители не применяются.

    Уплотнение щепы  - это сложный процесс, обусловленный многообразием факторов, одновременно влияющих в той или иной мере на процесс уплотнения. Уплотнение щепы происходит за счет:

    - равномерного распределения щепы по горизонтальному сечению котла, что увеличивает плотность загрузки на 20%;

    - вращательной скорости движения паровоздушной смеси над поверхностью щепы, под действием которой наклонно падающая щепа приводится в горизонтальное положение;

    - дополнительной скорости, сообщаемой падающей щепе и увеличивающей силу удара щепы при ее падании;

    - размеров и объемного веса щепы;

    - веса слоя щепы, находящегося на рассматриваемом контрольном уровне и ее влажности;

    - статического давления в котле, увеличивающего степень сжатия массы щепы.

 4.1.1 Воздушный уплотнитель щепы

     Воздушный уплотнитель щепы (рисунок 8.б) представляет собой передвижной вентилятор, обоими патрубками с загрузочной воронкой, вставляемой в верхнюю горловину котла. Нагнетаемый вентилятором воздух подхватывает щепу и с силой разбрасывает ее по всему сечению котла. Выходящий из котла воздух засасывается вентилятором, благодаря чему в верхней части котла создается небольшое разряжение, способствующее увеличению живой силы падения щепы.