Разработка общей конструкции аппарат с мешалкой

Расчёт толщины стенки эллиптической крышки или днища из условия устойчивости:

                (13)

где s_эр2 – расчётная толщина стенки эллиптической оболочки из условия устойчивости, м;

К»0.9 – коэффициент приведения радиуса эллипса.

Полученные по формулам (12-13) значения толщины стенок, подлежат сравнению с данными расчётов на прочность и дальнейшему уточнению (см. 3.1.4) с учётом прибавки для компенсации коррозии, и округлению до стандартной толщины листов.

3.1.4.   Определение исполнительной толщины стенок оболочек.

Определение толщины стенок оболочек аппарата из условий прочности и устойчивости (разделы 3.1.2. и 3.1.3) было предварительным. Для каждой оболочки из двух вычисленных значений толщины (s_цр1, s_цр2; s_эр1, s_эр2) принимают большее значение: s_эр = 6.2 мм_, s_кр = 6.2 мм.

Окончательно исполнительную толщину стенки определяют с учётом прибавки для компенсации коррозии с (см. раздел 3.1.1) и прибавки с₁ для округления толщины листа до стандартного значения. Выражения для определения исполнительной толщины стенок оболочек корпуса имеют следующий вид:

А) для цилиндрической оболочки:

                     (14)

Б) для эллиптической оболочки (крышки, днища):

                      (15)

Прибавка с₁ в каждом уравнении подобрана так, чтобы толщина стенки оболочки совпала со стандартной толщиной листа, при этом с₁  должна быть не менее минусового допуска u на на толщину листа (для толщины 8 мм минусовой допуск равен 0.8 мм).

Таблица 4 «Расчётная и исполнительная толщина стенок оболочки»

3.1.5.  Определение допускаемых давлений.

Важными технологическими характеристиками аппарата являются допускаемые (предельные) внутреннее и наружное давления,  которые определяют возможные технологические резервы. За счёт прибавок с₁ при округлении расчётных значений толщины стенок оболочек до стандартной толщины листа увеличивается несущая способность оболочки и соответственно допускаемые давления. Если допускаемые давления больше или равны расчётным (Р_рв, Р_рн), то расчёты на прочность и устойчивость выполнены правильно. Допускаемые давления рассчитываются для каждого элемента корпуса, в качестве технических характеристик принимается наименьшее значение допускаемого внутреннего и наименьшее значение допускаемого наружного давления.

Расчёт допускаемых (предельных) внутренних давлений.

А) для цилиндрической обечайки:

               (16)

Значения входящих в формулу (16) параметров см. в пояснениях к формуле (9);  u – минусовой допуск на стандартную толщину листа (0.8*10^-3 м в нашем случае), м.

Б) для эллиптической крышки (днища):

                 (17)

Значения входящих в формулу (21) параметров смотрите в пояснениях к формуле (10).

Расчёт допускаемых (предельных) наружных давлений.

А) для цилиндрической обечайки:

                (18)

Значения входящих в формулу (18) параметров см. в пояснениях к формуле (12).

Б) для эллиптической крышки:

                (19)

Значения входящих в формулу (19) параметров см. в пояснениях к формуле (13).

Следовательно, расчёты на прочность и устойчивость аппарата были выполнены правильно и в качестве технических характеристик мы можем принять:

Р_доп.в = 0.48 МПа,

Р_доп.н  = 0.05 МПа.

3.1.6.  Фланцевые соединения.

Герметичность фланцевого соединения обеспечивается правильным подбором материала прокладки и учётом действующих усилий. Элементы фланцевого соединения (болты и прокладки) проверяются на прочность.

Фланцевые соединения отъёмной крышки корпуса, люка и других штуцеров комплектуются прокладками, материал которых выбирается в зависимости от коррозионной стойкости и термостойкости, причём следует отдавать предпочтение материалам с низкой величиной К_п – коэффициента материала прокладки.

Ширина прокладки b = 17.5 мм была выбрана для люка со сферической крышкой и с уплотнительной поверхностью затвора шип-паз (по ОСТ 26-2003-83, исполнение 2) с внутренним диаметром 400 мм.

Материал прокладки ПОН – паронит общего назначения (К_п = 2.5; допускаемая удельная нагрузка на прокладку [q] = 130 МПа; минимальная удельная нагрузка на контактной поверхности прокладки, необходимая для заполнения неровностей уплотнительных поверхностей фланцев q_min = 20 МПа; модуль упругости материала прокладки Е_п = 2500 МПа) был выбран в соответствии с рабочей средой (глицерин) и рабочими условиями (Т_с = 20⁰С, Р_рв = 0.45 МПа).

Толщина прокладок из паронита s_п = 3 мм.

Материал фланцев с учётом коррозионной стойкости принимается таким