|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчет такелажной оснастки
Исходные данные:
P = 1800 мм - внутренний диаметр аппарата;
H = 4054 мм – общая высота аппарата;
V = 7.5 м 3 – объем аппарата;
РТ = 0.6 МПа – рабочее давление в трубном пространстве;
Тt = 67 0C – рабочее давление в трубном пространстве;
m = 10261 кг – масса аппарата при монтаже;
рк = 0.6 МПа – рабочее давление в кожухе;
Тк = 155 0 С – рабочая температура в кожухе;
т г = 17850 кг – масса аппарата при гидроиспытании;
dхSхL – 38х2х2490 – размер теплообменной трубки;
2.1.1 Определение максимального рабочего усилия ветви каната, Н /1.26/
Fmax = (1)
где G – вес пустого аппарата, Н
Iп – кратность полиспаса / 1.31 /
Iп = 2 для аппаратов более 10 тонн
G = m · g (2)
где g – ускорение свободного падения, м/ с 2
G = 17850 · 9.81 = 175108 Н
Fmax = = 87554 H
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
Fp Fmax · Kk (3)
где Kk – коэффициент запаса просности каната, /1.23/
Kk – 5.5 для режима 4М
Fp = 87554 · 5.5 = 481547 Н
2.1.3 Выбор диаметра каната, мм, /7.693/
По разрывному усилию принимаем dk = 32 мм для каната двойной сливки, тип ЛК- Р ГОСТ 2688-80, маркировочная группа 1470 Н/мм2
2.1.4 Определение диаметра барабана, мм, /1.23/
DБ ≥ dk · Kв (4)
где Kd – коэффициент запаса прочности барабана, /1.23/
Kk – 25 для режима 4М
DБ = 25 · 32 =800 мм
Принимаем диаметр барабана DБ = 1 м
2.1.5 Определение длины каната навиваемого на барабан, м, /1.31/
Lk = Hп · Iп (5)
где Нп – высота подъема аппарата, м
Нп – 6 м по чертежу
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
Lk = 6 · 2 = 12 м
2.1.6 Определение шага нарезки канавки, мм,/1.32/
Sш = dk + (2…3) (6)
Sш = 32 + 2 = 34 мм
2.1.7 Определение длины рабочего участка нарезной части барабана, м,
/1.33/
Lp · Sш (7)
Lp = · 0.034 = 0.20 м
2.1.8 Определение длины каната для закрепления планкой, м,/1.33/
L3 = Sш · (2…3) (8)
L3 = 0.034 · 2 = 0.068 м
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.1.9 Определение общей длины сдвоенного барабана, м, /1.33/
LБ = Lp + L3 + 2 · Lбор (9)
где Lбор – толщина бортика, м, /1.33/
Lбор = 0.01 м
Lб = 0.20 + 0.068 + 2 · 0.01 = 0.288 мм
2.1.10 Определение толщины стенки литого барабана, мм, /1.33/
0.02 · DБ + (6…10) (10)
= 0.02 · 1000 + 6 = 26 мм
Принимаем толщину стенки барабана 30 мм
2.1.11 Определение максимального напряжения сжатия, МПа, /1.33/
= (11)
= = 86 МПа
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
/1.33/
сж = (12)
где сж - предел текучести для стального барабана, МПа, /425/
сж = 250 МПа для стали 20Л
сж = = 166.7 МПа
2.1.13 Проверка выполнения условия прочности /1.33/
сж ≤ сж
86 МПа < 166.7 МПа - условие выполняется
Подобран барабан диаметром 1 м, длиной 0.288 мм, диаметр каната 32 мм,
толщина стенки барабана 30 мм, шаг канавки 34 мм.
2.2 Выбор конструкционных материалов и
расчетных параметров
2.2.1 Выбор конструкционных материалов и расчетных параметров /2.16/
Конструкционный материал выбирают в зависимости от давления температуры и среды. Так как в кипятильнике среда в межтрубном пространстве вода,
температура 155 0 С, 0.6 МПа, то выбираем сталь 20К по ГОСТ 5520 -79, применяемую при неограниченном давлении и интервале температур от минус 20 0 С до
плюс 475 0 С, так как в трубном пространстве углеводородная фракция - нейтральная, температура 67 0, 0.6 МПа, то выбираем сталь 20К по ГОСТ 5520-79,
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.2.2 Определение расчетного давления, МПа, /2.35/
ПО правилам Ростехнадзора допускается превышение давления за счет запаздывания предохранительного клапана для аппарата, работающего под давлением до 0.6 МПа на 15 %.
По существующим нормам расчетное давление принимают равным 90 % от давления срабатывания
РR1 = 0.9 · р · 1.15 + Ргид (13)
РR1 - расчетное давление с учетом предохранительного
Ргид - гидростатическое давление МПа клапана
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
где р - плотность воды, кг/м 3
g -ускорение свободного падения, м/с 2
Напп - высота опоры, м
р = 1000 кг/м 3
g = 9.81 м/с 2
Напп = 4 м
Ргид = 1000 · 9.81 · 4 = 39240 Па = 0.039 МПа
По существующим нормам, если гидростатическое давление превышает 5% от рабочего то учитывают при определение расчетного
= 6.5 %
так как 6.5 5 гидростатическое давление учитываем
РRK = 0.6 · 1.15 · 0.9 + 0.039 = 0.66 МПа
Принимаем РRK = PRT = 0.7 МПа
2.2.3 Определение прибавки на коррозию с, мм
с = · (15)
где - срок службы аппарата, год
– скорость коррозии, мм
= 10 лет
= 0.2 мм / год
с = 10 · 0.2 = 2 мм
2.2.4 Определение коэффициента прочности сварного швов при длине контролируемых швов 100 %
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.2.5 Определение допустимого напряжения материала МПа, /3.38/
[ G ] = 142 МПа для стали 20К при температуре 67 0С
[ G ] 20 = 147 МПа для стали 20К при температуре 20 0С
[ G ] = 136 МПа для стали 20К при температуре 155 0С
[ G ] 20 = 147 МПа для стали 20К при температуре 20 0С
2.2.6 Определение пробного давления Рр, МПа /3.29/
Рпр = 1.25 · Рр · (16)
но не менее Рр + 0.3
РRT = 1.25 · 0.7 · = 0.945 МПа
РпрТ = 0.6 + 0.3 + 0.9 МПа
РRK = 1.25 · 0.7 · · = 0.901 МПа
Принимаем пробное давление Рпр = 1 МПа
2.3 Расчет на прочность кожуха и крышек
распределительной камеры.
2.3.1 Определение толщины стенки кожуха, мм /2.40/
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
Рисунок 1 – Эскиз к расчету
D – внутренний диаметр кожуха
SК – толщина стенки кожуха
SK = (17)
Sк = + 2 = 6.64 мм
Принимаем по ГОСТ 10885 – 75 Sk = 10 мм
2.3.2 Определение допускаемого давления, МПа /2.40/
= (18)
= = 1.20 МПа
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.3.3 Определение рабочего напряжения, МПа /2.40/
= (19)
= = 79.1 МПа
2.3.4 Проверка выполнения условной прочности, /2.40/
[ p ] pk (20)
[ k ] (21)
1.20 МПа > 0.7 МПа
136 МПа > 79.1 МПа
Условие прочности выполняется
2.3.5 Определение толщины днища, мм, /2.45/
Диаметр аппарата 1800 мм, то меньше 4000 мм, давление 0.6 МПа, к установке принимаем эллиптическое днище
Рисунок 2 – Эскиз к расчету
D – внутренний диаметр днища
Sд – толщина днища
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
Sд = + с (22)
Sд = + 2 = 5.80 мм
Принимаем по ГОСТ 6533 – 82 Sд = 10 мм
2.3.6 Определение допускаемого давления, МПа /2.46/
= (23)
= = 0.62 МПа
2.3.7 Определение расчетного напряжения, МПа /2.46/
= (24)
= = 67.7 МПа
2.3.8 Проверка выполнения условий прочности по формулам 19 и 20
1.20 МПа > 0.7 МПа
142 МПа > 67.7 МПа
Условия прочности выполняются
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.3.9 Определение толщины стенки распределительной камеры, мм /2.40/
Spk = + c (25)
Spk = + 2 = 6.44
Принимаем по ГОСТ 10885 – 75 Spk = 10 мм
2.3.10 Определение допускаемого давления, МПа /2.40/
= (26)
= = 1.25 МПа
2.3.11 Определение расчетного напряжения, МПа /2.40/
= (27)
= = 79.1 МПа
2.3.12 Проверка выполнения условий прочности по формулам 18 и 19
1.25 МПа > 0.7 МПа
142 МПа > 79.1 МПа
Условия прочности выполняются
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.4 Расчет и выбор опор
2.4.1 Определение расчетной нагрузки на одну опору, Н /1.76/
Q = 1 · + λ2 · (28)
где z – число опор, шт
1 , λ2 – коэффициенты
е – расстояние от равнодействующей реакции опоры до наружной стенки, м
М – изгибающий момент, КН · м
z = 4
λ1 = 2
λ2 = 1
е = 184 мм по чертежу
Gmax = mг · g
где Gж – вес жидкости в аппарате, Н
Gmax = 17850 · 10 = 178500 Н
М = Gmax · L (29)
где L =1100 мм - плечо
М = 178500 · 1100 = 196 МН мм
Q = 2 · + 1 · = 0.18 МН мм
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
2.4.2 Определение меридионального напряжения в стенке аппарата, МПа /2.76/
м = (30)
м = + = 48.9 МПа
2.4.3 Определение кольцевого напряжения, МПа /1.77/
к = (31)
к = = 78.75 МПа
2.4.4 В качестве расчетного мембранного напряжения от основных нагрузок принимают наибольшее из двух указанных напряжений 0, МПа /2.77/
0 = max{ k, M } (32)
Принимаем 0 = к = 78.75 МПа
2.4.5 Определение максимального мембранного напряжения от основных нагрузок и реакции опоры, МПа /1.77/
мемб = 0 + К1 · (33)
где К1 – коэффициент, /2.78/
К1 = 0.7
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150411 00 00 00 ПЗ |
мемб = 78.75 + 0.7 · = 222.5 МПа
2.4.6 Максимальное изгибающее напряжение от реакции опоры, МПа /2.77/
изг = К2 · (34)
где К2 – коэффициент /2.78/
К2 = 0.7
H = 430 мм
изг = 0.7 · = 842 МН мм
2.4.7 Условие прочности имеет вид
2 + · ≤ 1 (35)
где А – коэффициент /2.77/
А = 1 – для условий эксплуатации
- предел текучести для материала опоры, МПа /7.38/
= 240 МПа для Ст3
2 + · = 11.4МПа
11.4 МПа > 1 – условие не выполняется
Так как, условие не выполняется, к установке принимаем подкладной лист, /7.78/
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
|
КП 150 411 00 00 00 ПЗ |
где К3 – коэффициент
К3 = 0.6 МПа
S = = 2.2 ·10 -2
Принимаем S = 26 мм
мемб = 0 + К1 ·
мемб = 78.75 + 0.6 · = 88.3 МПа
изг = К2 ·
изг = 0.6 · = 39.9 МПа
2 + · = 0.27 МПа
0.27 < 1 - условие выполняется
Подобран вертикальный теплообменник тип ТН, толщина 10 мм, эллиптического днища 10 мм.
Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 39 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| | Записаться на прием можно по ссылке ниже |