Расчет кожухотрубчатого теплообменника. Технологический и механический расчет, страница 3

В данном теплообменники необходимо укрепить два отверстия для входы и выхода оборотной воды (В, Г).

Номинальная расчетная толщина стенки штуцера В:

Примем с учетом коррозии = 0,002 м.

Длина части штуцера, участвующей в укреплении отверстия:

Примем  = 0,025 м.

По следующему уравнению проверим, достаточно ли данного штуцера для укрепления отверстия :

                (3.15)

вычислив отдельно левую часть неравенства:

и правую часть:

Поскольку правая часть неравенства меньше левой, то укрепление не обеспечено.

Укрепим отверстие накладным листом толщиной, равной толщине стенки корпуса, т.е. S_н = 8 мм. Этот способ целесообразен, так как позволяет использовать отходы при изготовлении соответствующих по толщине обечаек и днищ.

Ширину укрепляющей накладки:

примем равной  = 0,07 м.

Укрепление в этом случае будет обеспечено при условии:

Левая часть этого неравенства вычислена выше, найдем правую часть:

1–й член ее известен 0,056∙10^-3 м²;

2–й член:

Сумма обоих членов 0,05∙10^-3 + 0,0011 = 0,00115 м². Условие 0,12∙10² < 1,15∙10^-3,т.е. укрепление обеспечено.

3.2.4 Расчет седловой опоры аппарата

Для начала найдем максимальный вес аппарата:

                                  ,                              (3.16)

где  – масса пустого аппарата /1, с. 56/;

М_жид – масса жидкости, кг.

Количество опор принимаем равное 2.

На одну опору действует вертикальная сила Q (реакция опоры), горизонтальная сила Р₁ (перпендикулярная к оси аппарата) и горизонтальная сила трения Р₂ (параллельная оси аппарата).

Q_max = 0,5 ∙ G_max = 0,5 ∙ 4861 = 2430,5 Н.

Горизонтальная сила Р₁ определяется по формуле:

Р₁ = К₁₈ ∙ Q_max = 0,24 ∙ 2430,5 = 583,32 Н, где К₁₈ = 0,24 – коэффициент, определяемый по рисунку 20.21 /2/.

Горизонтальная сила трения равна:

Р₂ = 0,15Q_max = 0,15 ∙ 2430,5 = 364,6 Н, где 0,15 – коэффициент трения между аппаратом и опорой.

Расчетная толщина опорной плиты:

                                                         (3.17)

где  b – ширина поперечных ребер, м;

К₁₉ – коэффициент,определяемый по рисунку 20.23/2/.

 =  6 МПа –  допускаемое напряжение сжатия бетона фундамента марки 200;

 = 170 МПа – допускаемое напряжение для материала опорной плиты (сталь Вст3).

Исполнительная толщина опорной плиты:

S_п = S_п.р. + с = 0,022 + 0,001 = 0,023 м.

Толщины ребер проверяют на устойчивость от действия сжимающей нагрузки q. Нагрузка на единицу длины ребра:

 q = 1,2Q_max/l_общ,             (3.18)

где l_общ – общая длина ребер.

l_общ = а(m – 1) + 2b∙m = 0,15∙(5-1)+2∙0,09∙5 = 1,5 м, где m – число ребер на опоре.

q = 1,2 ∙ 2430,5/1,5 = 1944,4 Па.

По ОСТ 26-2091-93 принимаем неподвижную опору 10 314-1.

3.2.5 Расчет фланцевого соединения

По таблице 19.1 /2/ выбираем фланец стальной плоский с гладкой уплотнительной поверхностью (ГОСТ 28759.2-90). Основные размеры приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Параметры фланца

Условное обозначение: Фланец 1-600–16-40 ГОСТ 28759.2-90

Так как фланец исполнения 1 с гладкой уплотнительной поверхностью, то для него выбирают прокладку по ОСТ 26-430-79: Прокладка 1-600-16 (D_п = 663 мм, d = 637 мм).

Фланцы и прокладки, подобранные по стандартам, в расчете не нуждаются.

При конструировании аппаратов выполняют проверочный расчёт болтов в соответствии с ОСТ 26-373-82

Определяем нагрузку, действующую на фланцевое соединение от внутреннего давления :

                                                                                   (3.19)