Ознакомление с результатами расчетов основных деталей теплообменного аппарата с профильными трубками на прочность. Рассмотрение и характеристика процесса выбора коэффициента прочности сварных швов. Определение расчетного давления для рабочих условий.
Аннотация к работе
Химические аппараты предназначаются для осуществления в них химических, физических или физико-химических процессов (химическая реакция, теплообмен без изменения агрегатного состояния, испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, выпарка, ректификация, абсорбция, адсорбция, сепарация, фильтрация и т. д.), а также для хранения или перемещения в них различных химических веществ. В зависимости от назначения, чаще всего по протекающему технологическому процессу, химические аппараты называются: реактор, теплообменник, испаритель, конденсатор и т. д.В данном разделе приведены расчеты основных деталей теплообменного аппарата с профильными трубками на прочность.Рабочие условия: - среда - бензин; Внутренний диаметр аппарата D=1400 мм;Материалами для изготовления стальных сварных аппаратов являются полуфабрикаты, поставляемые металлургической промышленностью в виде поковок и отливок. Материалы должны быть химически и коррозионностойкими в заданной среде при ее рабочих параметрах, обладать хорошей свариваемостью и соответствующими прочностными и пластическими характеристиками в рабочих условиях, допускать холодную и горячую механическую обработку, а также иметь возможно низкую стоимость и быть недефицитными.Сварка является основной технологией изготовления стальной сварной химической аппаратуры, когда требуется неразъемно соединить между собой различные ее детали. Сварные швы подлежат контролю качества соединения (внешним осмотром, измерением, механическими испытаниями, металлографическим исследованием, стилоскопированием, ультразвуковой дефектоскопией, просвечиванием рентгеновскими или ?-лучами, замером твердости, в ряде случаев испытанием на межкристаллитную коррозию и гидравлическим или пневматическим испытанием ).Расчетная температура выбирается следующим образом трасч = max {траб, 20 ?С}={140?С, 20?C}=140?C. (2.1)Расчетное давление для рабочих условий определяется по формулеРасчетное давление для условий испытаний определяется по формуле Пробное давление рассчитывается по формуле Определим допускаемые напряжения из следующих условий: - для рабочих условий при траб равной 140?С , (2.6) где ?-поправочный коэффициент, учитывающий вид заготовки, так как обечайка сварная то примем ? равным 1; Рассчитаем допускаемое напряжение при условиях испытаний по (2.7)Толщина стенки цилиндрической обечайки выбирается по следующему выражению Рассчитаем толщину стенки цилиндрической обечайки по (2.9) соответственно при рабочей температуре и при температуре 20?С мм, мм. Принимаем толщину стенки цилиндрической обечайки Действительная толщина стенки цилиндрической обечайки аппарата рассчитывается следующим образом , (2.10) где С - сумма прибавок, мм, которая рассчитывается по формулеРассчитаем толщину стенки днища по (2.13) соответственно при рабочей температуре и температуре испытаний мм; Поскольку толщина стенки у днища и корпуса не должна быть различной изза появления дополнительных нагрузок принимаем толщину стенки днища равной толщине стенки цилиндрической обечайки.В корпусе и днищах цилиндрических аппаратов для установки люков и штуцеров вырезают отверстия. Вырезанное сечение обычно компенсируют приваркой накладного укрепляющего кольца диаметром Dk по его наружному периметру к корпусу аппарата или утолщением стенки корпуса и патрубка. Местные напряжения по краю отверстия могут достигать предела текучести. Укрепляющее кольцо обычно ставят снаружи аппарата. Это позволяет обнаружить нарушение герметичности основного сварного шва, прикрепляющего патрубок к корпусу аппарата.На фланцах присоединяются к аппаратам трубы, арматура и так далее. Выбираем стальной приварной встык фланец с соединительным выступом или впадиной. Определяем размеры фланца и число отверстий под болты или шпильки: Dф=370 мм; Прокладка устанавливается между уплотнительными поверхностями и позволяет обеспечивать герметичность при относительно небольшом усилии затяжки болтов. Прокладка должна отвечать следующим требованиям: при сжатии с возможно малым давлением заполнять все микро неровности уплотнительных поверхностей; сохранять герметичность соединения при упругих перемещениях элементов фланцевого соединения (для этого материал прокладки должен обладать упругими свойствами), сохранять герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия коррозионных сред при высоких и низких температурах, материал прокладки не должен быть дефицитным.
План
Содержание
1. Техническая характеристика аппарата, его устройство, назначение и принцип действия
2. Конструкторско-механическая часть
2.1 Расчет аппарата на прочность
2.1.1 Исходные данные
2.1.2 Выбор конструкционных материалов основных элементов аппарата
2.1.3 Выбор коэффициента прочности сварных швов
2.1.4 Определение расчетных параметров
2.1.4.1 Определение расчетной температуры
2.1.4.2 Определение расчетного давления для рабочих условий
2.1.4.3 Определение расчетного давления для условий испытаний
2.1.4.4 Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки. Выбор стандартной толщины. Прибавки к расчетным толщинам
2.1.4.5 Расчет толщины стенки днищ. Выбор стандартных днищ
2.2 Расчет укрепления отверстия
2.3 Расчет фланцевого соединения
Список использованных источников
1. Техническая характеристика аппарата, его устройство, назначение и принцип действия
Список литературы
1. ГОСТ 31838-2012. Межгосударственный стандарт. Аппараты колонные. Технические требования
2. Баязитов М.И., Чирков А.Г. Конструирование и расчет элементов - оборудования отрасли - Уфа: УГНТУ, 1999г. - 172 с.
3. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов - Л.: Машиностроение, 1981г. - 385 с.
4. Мальцева Г. Н. Под редакцией д. т. н., профессора С. Н. Виноградова. Коррозия и защита оборудования от коррозии: Учеб. пособие. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. - с.
5. http://www.ngpedia.ru/id639389p1.html - Большая Энциклопедия Нефти Газа