Коэффициент запаса устойчивости. Расчет фланцевых соединений

Основной расчетной нагрузкой является расчетное давление.

Коэффициент запаса устойчивости.

, где

n - коэффициент перегрузки,

n =1.25

t – аргумент интеграла вероятности при обеспеченности 0.999,

t = 3.4

m_E - математическое ожидание (среднее значение) модуля упругости, МПа   

m_E =13890 МПа

σ_E – среднеквадратичное  отклонение модуля упругости, МПа,

σ_E = 817 МПа

n_τt -температурно-временной деформационный коэффициент,

n_τt  =0.42

m – коэффициент условий работы.

m =0.8

При температуре 25°С.

,

Принимаем расчетное значение модуля упругости E_y = 1560000 МПа.

Толщина стенки h неоребренного корпуса при давлении

q = 0.042 МПа и при температуре 25°С.

, где

D – диаметр аппарата,

q – давление в аппарате,

n_у – коэффициент запаса устойчивости,

E_y – модуль упругости.

0.018 м

Толщина стенки конической крышки:

где

Принимаем толщину стенки конической крышки 2 см.

Толщина стенки нижнего неоребренного конического днища:

Принимаем толщину стенки днища 2 см.

Здесь:

Расчет раструбов.

Радиальное перемещение (прогиб).

р– давление

I-момент инерции раструба [м⁴].

b=0.07 [м]

h=0.22[м]

Радиальное перемещение удовлетворяет условию.

Расчет фланцевых соединений.

Определение конструктивных размеров фланцев.                             Люк-лаз.

Толщина наформовки

s<s₀<1.3s

s₀-s<5

Принимаем s₀= 44 мм

40< 44 <1.3·40

40 < 44< 52

44-40<5

4<5

Данная толщина удовлетворяет всем условиям.

s₁= β · s₀

β = 2

s₁=2·44

s₁= 88 мм

Принимаем диаметр болтов d_E= 20

Диаметр болтовой окружности

D_Б>D + 2(s₀+d_Б+6)

D_Б > 700 + 2(44 + 20 + 6)

D_Б ≥ 840

Принимаем диаметр болтовой окружности D_Б = 870 мм

Диаметр фланца

D_Ф ≥D_Б+a

а = 40

D_Ф ≥ 870 + 40

D_Ф ≥ 910

Принимаем диаметр фланца D_Ф=970 мм

Определение диаметра прокладки.

D_П =D_Б -e

е = 30

D_П =870-30

D_П = 840 мм

Определение среднего диаметра прокладки

D_П.cp=D_П - b_П

b_П=12

D_П.cp=840-12

D_П.cp= 828 мм

b_Е= 0.5b_П ;  b_Е= 0.5·12

b_Е= 6

Ориентировочное число болтов

t_Б – шаг болтов

t_Б = 5· d_Б

t_Б = 5· 20=100

Определение высоты фланца

Принимаем h_В=135 мм

Выход раствора, люк чистки.

Толщина наформовки

s<s₀<1.3s

s₀-s<5

Принимаем s₀= 44 мм

30< 34 <1.3·30

40 < 34< 39

34-30<5

4<5

Данная толщина удовлетворяет всем условиям.

s₁= β · s₀

β = 2

s₁=2·34

s₁= 68 мм

Принимаем диаметр болтов d_Б= 20 мм

Диаметр болтовой окружности

D_Б≥ D_Б + 2(s₀ +d_Б+6)

D_Б> 520+ 2(34 + 16 +6)

D_Б > 600

Принимаем диаметр болтовой окружностиD_Б =610мм

Диаметр фланца

D_Ф≥D_Б+a

а = 40

D_Ф ≥ 610 + 40

D_Ф ≥ 650

Принимаем диаметр фланца D_Ф= 660 мм

D_П=D_Б -e

Определение диаметра прокладки е = 20

D_П=610-20

D_П =590 мм

Определение среднего диаметра прокладки

D_П.cp=D_П-b_П

b_П=12

D_П.cp = 590-12

D_П.cp. = 578

b_E=0.5b_П

b_E=0.5·12

b_E=6

Ориентировочное число болтов

t_Б – шаг болтов

t_Б = 5· d_Б

t_Б = 5· 20=100

Определение высоты фланца

h_B>102

Принимаем  h_B =120mm                                                                                                         Определение суммарного осевого усилия затяга болтов фланцевого соединения

Люк чистки, выход раствора.

Р_б = mах(Р_б1, Р_б2)

Р_б1 -суммарное осевое усилие затяга болтов фланцевого соединения при монтаже;

Р_б2 -суммарное осевое усилие затяга фланцевого соединения без самоуплотнения в рабочих условиях (при действии внутреннего разжимающего фланец давления р) 

Р_б1= αР^̀̀̀̀ ˋ_с+Рˋ_n

Р_б2= Р^̀̀̀̀ ˋ_с+Рˋ_n

α - константа жёсткости соединения α = 1,45

Р'_с - расчётная сила от давления среды.

Р'_n  -расчётная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностей в рабочих условиях, необходимая для обеспечения герметичности.

D_П.cp-средний диаметр уплотнения;

b_э - эффективная ширина уплотнения;

k - коэффициент, принимаемый в зависимости от материала прокладки;

k =2,5 (для паронита)

Р_n = 3,14 · 0,578 · 0,006 ·2,5 ·2.4 = 0,065 МН

Р_б1 = (1,45 ·0,11) + 0,065 = 0,22 МН

Р_б2 = 0,11 + 0,065 = 0,175 МН

Р_б=Р_б1= 0,22 МН

Люк смотровой.

Определение суммарного осевого усилия затяга болтов фланцевого соединения

Р_б = mах (Р_б1, Р_б2)

Р_б1 -суммарное осевое усилие затяга болтов фланцевого соединения при монтаже;

Р_б2 -суммарное осевое усилие затяга фланцевого соединения без самоуплотнения в рабочих условиях (при действии внутреннего разжимающего фланец давления р)

Р_б1= αР^̀̀̀̀ ˋ_с+Рˋ_n

Р_б2= Р^̀̀̀̀ ˋ_с+Рˋ_n

α - константа жёсткости соединения α = 1,45

Р'_с - расчётная сила от давления среды. Р'_n - расчётная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностей в рабочих условиях, необходимая для обеспечения герметичности.

D_П.cp- средний диаметр уплотнения

       

b_э - эффективная ширина уплотнения;

k - коэффициент, принимаемый в зависимости от материала прокладки;

k =2,5 (для паронита)

Р_n = 3,14 · 0,578 · 0,006 ·2,5 ·2.4 = 0,065 МН

Р_б1 = (1,45 ·0,11) + 0,065 = 0,22 МН

Р_б2 = 0,11 + 0,065 = 0,175 МН

Р_б=Р_б1= 0,22 МН

Расчет на ветровую нагрузку.

Определение растягивающих и сжимающих нагрузок.

1. Растягивающие нагрузки.

где

Т_раст - растягивающая нагрузка

q* =3.12q_B

q_B- ветровой напор                                                                                        К = 2 ÷2.5; принимаем К = 2.25

q_H-нормативный ветровой напор q_H = 38

q_B=2.25·38 = 85.5

q* =3.12·85.5 = 266.76

l- расстояние между опорами.

l1	l2	l3	l4	l5	l6	l7	l8	l9	l10
1.20	1.80	1.20	1.04	1.72	1.08	1.36	1.36	1.36	1.04

D - диаметр скруббера, м

D = 3.5 м

q^*=3.12·85.5 = 266.76

  Т_раст¹= Т_раст²;  Т_раст⁴= Т_раст¹⁰;  Т_раст⁷= Т_раст⁹

2.Нагрузки сжимающие