Элементы аппаратов, нагруженные внутренним давлением

Рассмотрим основные зависимости для расчета цилиндрических и конических обечаек, сферических и эллиптических оболочек, плоских крышек и днищ, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением.

Стандартные эллиптические днища (крышки).

Исполнительную толщину стенки s_э определяют по формулам:

где — расчетная толщина стенки эллиптического днища.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Практическая работа №2

Допускаемое давление: в рабочем состоянии

при испытаниях

Формулы применимы для сталей, алюминиевых и медных сплавов при

для титановых сплавов при

Плоские днища и крышки.

Исполнительную толщину s_п вычисляют по формулам:

 

где - расчетная толщина плоского днища (крышки).

Допускаемое давление: в рабочем состоянии

при испытании

Расчетный диаметр D_р и коэффициент К, учитывающий тип закрепления днища или крышки, принимают в соответствии с табл. 1.11. Коэффициент ослабления К₀ определяют в зависимости от характера расположения отверстий в днище (крышке) по данным табл. 1.12 и рис. 1.4.

Толщину s_п плоского круглого днища (крышки), нагруженного дополнительным краевым моментом (см. табл. 1.11, тип 10), в месте нахождения прокладки рассчитывают по формуле

 

где —наибольшее значение болтовой нагрузки;

—средний диаметр прокладки;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Практическая работа №2

D_б —диаметр болтовой окружности.

Толщину утоненной части s_п.у плоского днища или крышки (см. табл. 1.11, тип 7) следует определять по формуле

 

где — внешний диаметр окружности днища (крышки) толщиной .

Формулы применимы при условии

При величину допускаемого давления, рассчитанного по формулам выше, следует умножить на поправочный коэффициент:

Пример расчета:

Определить толщину стенки конического днища листового фильтра

Исходные данные.

Внутреннее давление р = 0,4 МПа, высота фильтра Н_п = 3500 мм, внутренний диаметр D — 1600 мм, угол при вершине конуса 2α — 90°, расчетная температура t = 60 °С, материал днища — сталь 10. Допускаемые напряжения для рабочего состояния [σ] — 127 МПа, для гидравлических испытаний [σ]_и = 147 МПа, плотность обрабатываемой среды ρ_с =. 1300 кг/м³, прибавка к расчетной толщине стенки с = 2,54 мм, коэффициент прочности сварного шва = 0,9.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Практическая работа №2

Решение.

 

Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист Практическая работа №2   Листовой вертикальный фильтр (а) и расчетная схема его конического днища (б): 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — коллектор; 4 — опора; 5 — фильтрующий элемент

Расчетное давление

р_р = р + р_г,

р_г = gρ_сH_п= 9,81 · 1300 · 3,5 = 0,045 МПа, что больше 0,5 % р = 0,05 · 0,4 = 0,02 МПа

р_р = р + р_г, = 0,4 + 0,045 = 0,445 МПа