где σд – допускаемое напряжение на растяжение для материала днища, МПа.
Поскольку отношение больше 25, то толщина стенки определяется по формуле
где RB=DB/4hB – внутренний радиус кривизны в вершине днища, м.
Здесь hВ – глубина выпуклости, м /6, прил. 10/.
Выбираем дополнительную прибавку на округление толщины стенки
С0=1,33 мм.
Общую прибавку к номинальной расчетной толщине определяем по формуле
Толщина стенки днища с учетом прибавок
Допускаемое давление в днище определяется по формуле
Расчет стяжного полукольца и накладки плавающей головки
Стяжное кольцо (рис. 2.2.3.1) рассчитывается в сечении по линии АА на изгиб, растяжение и срез.
Допускаемая нагрузка на одну шпильку
где d0 – внутренний диаметр резьбы шпильки,мм (для М24: d0=21,4 мм);
[σ] – допускаемое напряжение для материала шпильки, МПа.
Изгибающий момент в сечении АА от действия усилия qб в одной шпильке
где l1=0,015 м, h=0,028 м, h2=0,04 м - размеры стяжного полукольца (см. рис. 2.2.3.1).
Предварительно примем h1=0,034 м, тогда
Рис. 2.2.3.1 – Схема к расчету стяжного полукольца
Усилие, растягивающее сечение от действия одной шпильки
Момент сопротивления изгибу участка сечения по линии АА, приходящегося на одну шпильку
где t1=πD/n=t (n – число шпилек; t – шаг между шпильками).
D – диаметр подвижной трубной доски, м.
Принимая число шпилек n=8 получим
Напряжение изгиба для стяжного полукольца по линии АА
Напряжение среза для стяжного полукольца по линии АА
Напряжение растяжения по линии АА
Суммарное напряжение с учетом среза
где [σ] – допускаемое напряжение для материала стяжного кольца, МПа.
Принимаем величину h1=0,034 м.
Накладки 1 (рис. 2.2.3.2), соединяющие стяжные полукольца 2, рассчитывают на растяжение по сечению, ослабленному отверстием. Растягивающая нагрузка эквивалентна силе трения, которая возникает между накладкой и полукольцом. Учитывая это, можно записать
где [σ], [σ]н – допускаемые напряжения соответственно для болтов и накладки, МПа;
f=0,3 – коэффициент трения.
Так как обычно для применяемых сталей [σ]=0,9[σ]н, то толщина накладки определится по формуле
Рис. 2.2.3.2 – Соединение стяжного кольца накладками
Заменяя d0 и d1 на близкую величину (наружный диаметр d болта) и принимая как минимум b=2d, получим h=0,9d. Толщину накладки принимается с учетом прибавки на коррозию
Принимаем толщину накладки h=30 мм.
2.3 Гидравлический расчет трубопровода
0,95 кг/с исходной смеси подается из резервуара с давлением 1 ат в ректификационную колонну, с давлением в зоне питания Р=0,112 МПа. Точка подачи раствора в колонну расположена на 11,5 м выше уровня смеси в резервуаре. Длина трубопровода от резервуара до теплообменника 16 м; на этом участке имеется 2 задвижки и два плавных поворота на 90º при
относительном радиусе поворота R0/d=4. В двухходовом кожухотрубчатом теплообменнике смесь подогревается от 18 до 94,31 ºС. Теплообменник имеет общее число труб 82, их длина 3 м и диаметр 25х2 мм. Температура внутренней поверхности стенок труб, внутри которых проходит нагреваемая смесь, составляет 138,3 ºС. Длина трубопровода от теплообменника до ректификационной колонны 12,5 м; на этом участке установлена задвижка и имеется один поворот на 90º при относительном радиусе поворота R0/d=4. Требуется определить диаметр трубопровода и подобрать насос, устанавливаемый на уровне исходного резервуара.
1. Проведение гидравлических расчетов требует определения значений плотности и динамической вязкости смеси при трех значениях температур.
Согласно формуле 
где 
-
массовая доля и плотность i-го
жидкого компонента, находим значения плотностей раствора при 18 ºС
где ρБ=881 и ρук=881– плотности бензола и уксусной кислоты при 18 ºС, кг/м3
и
-
массовые доли бензола и уксусной кислоты;
при 94,31 ºС
при (18+94,31)/2=56 ºС – средней температуре раствора в теплообменнике – аналогично ρF=943 кг/м3.
Значения динамической вязкости смеси определим по формуле
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.