Прибавку с при с3 = 0,8 * 10-3 м (таб. 2.15) [3] определяем по формуле (15.15) [3]

С = с1 + с2 + с3 = (1+0+0,8) 10-3 = 1,8 * 10-3 м;

S´ = (0,4+1,8)10-3 = 2,2 * 10-3 м, принимаем S = 3 мм.

Проверим напряжение в стенке обечайки при гидравлическом испытании аппарата водой рж = жg Нж = 1000 * 9,81 * 6 = 58860 Па 0,059 МПа. Жидкость - вода. Расчетное давление испытания определяем по формуле (15,25) [3] и таб. (14.5) [3]:

Ри = рг + рж = 10*104 + 5,9*104 = 15,9 * 104 Па 0,16 МПа

Напряжение в стенке обечайки при гидравлическом испытании аппарата определяется по формуле (15,24) [3]:

σ = [Дв + (S – C)] pи / 2(S – C) ш = [ 2,2 + (3 – 1,8) * 10-3] 0,16 / [2(3 – 1,8) * 10-3 * 0,95] = 154,5 МПа, что < σт / 1,2 = 220 / 1,2 = 183,3 МПа

5.1.3 Расчет конического днища сепаратора

Исходные данные:

Материал днища – сталь 1Х18Н10Т; внутренний диаметр Дв = 2200 мм; днище коническое неотбортованное с углом конуса 2 α = 1500 и , с центральным отверстием d = 0,05 м; ш = 0,95;

Давление на днище р = 5,432 * 104 Па 0,05 * 106 МПа ; С1 = 1,0 мм, С2 = 0

Расчет:

Фактор формы днища при α = 75о определяем по графику (16.8) [3] при Rб/Дв = 0,01 и у = 9;

Эскиз днища смотреть рисунок 8.3

Рис. 8.3 Эскиз днища сепаратора

Расчетную толщину днища определяем по формуле (16.7) [3]:

S´ = (Дв р у / 2 σид ш ) + с = 2,2 * 0,05 * 9/( 2*146 * 0,95) + с = ( 0,0036 + с) м = (3,6*10-3 + с) м.

Прибавку с при с3 = 0,4 мм (таб. 2.15) [3] определяем по формуле (15,15) [3]

С = с1 + с2 + с3 = (1 + 0 + 0,4) * 10-3 = 1,4 * 10-3 м;

S´ = (3,6 + 1,4)10-3 = 5 * 10-3 м.

Принимаем ближайший размер по таблице 16,19 [3], но не менее, толщину стенки обечайки S = 5 мм. Площадь поперечного сечения укрепляющего кольца в нижней части обечайки определяем по формуле:

= 2,22 * 0,05 * tg75о / (8*146) = 0,00077

При соотношении размеров конечного сечения кольца по фигуре (16.11) [3] расчетная толщина будет: Sк = = = 0,016 м. (см рис. 8.4)

Размеры укрепляющего кольца Sк = 16 мм; 3 Sк = 16*3 = 48 мм

2 S = 5*2 = 10 мм.

Sк > S

5.1.4 Расчет трубной решетки греющей камеры

Эскиз расчетный смотреть рис.8. 5

Рис. 8.5 К расчету трубной решетки греющей камеры

Исходные данные:

Давление в трубном пространстве рm = рс + рж = 1295 * 9,81 * 6 + 0,04 * 106 = 76223,7 Па

Давление в междутрубном пространстве рм = 0,3 Мпа;

Длина трубок L = 6000 мм;

Матерная труб – сталь 1Х18Н10Т;

Матерная трубной решетки – сталь 0 х 13;

Диаметр – Дв = 800 мм = 0,8 м;

Диаметр труб – ф 38 х 2 мм.

σид = 177,0 МПа для стали 1Х18Н10Т – σид = 146 МПа – для стали

С = 1,8 * 10-3 м

Расчет

Расчетную высоту наружной части решетки при = 1 определим по формуле (23.1) [3]:

h´t = kДв + с = 0,43 * 0,8 + 0,0018 = 0,0078 + 0,0018 = 0,0096 = 9,6 мм.

Коэффициент прочности решетки определяем по формуле (22,5) [3]

= = = 0,99

Расчетную высоту средней части решетки при = 0,99 определим по формуле (23.1) [3]:

h´1 = kДв + с = 0,99 * 0,8 + 0,0018 = 0,0181 + 0,0018 = 0,0199 = 19,9 мм.

5.1.5 Расчет компенсатора кожуха греющей камеры

Исходные данные:

Диаметр внутренний кожуха Дв = 800мм;

Длина L = 6000 мм;

Давление рm = 0,076 Мпа;

Рм = 0,3 МПа

Температура:

tm = 900C

tк = 132,90С

Sк = 10 мм, ск = 1,5 мм

Трубы ф 38 *2 мм; с т = 1,2 мм

Z = 187 шт.

Материал корпуса сталь 1Х18Н10Т

Компенсатора сталь – 1Х18Н10Т,

σтк (132,90С) = 152 МПа Ек (132,90С) = 1,91 * 105 Па

σтт (90оС) = 146МПа Ем (90оС) = 2,00 * 105 Па

кt = 17,2 * 10-6 1/оС мt = 17,2 * 10-6 1/оС

Расчет:

Площадь поперечного сечения корпуса (стр.320)[3]:

Fk = (Дв + Sк) Sк = 3.14(0,8+0,010)*0,010 = 254,34*10-3 м2

Площадь поперечного сечения труб (стр.320)[3]:

Fт = (dH – Sm) SmZ = 3.14(38-2)2 * 187 = 42276,96 мм2 = 0,042 м2 = 420 * 10-4 м2

Сила взаимодействия между корпусом и трубами за счет температурных напряжений определяется по формуле (24.1) [3]:

Суммарную силу, растягивающую корпус и трубы, от давления среды в трубном и междутрубном пространстве при расчетном диаметре трубной решетки Дв определяем по формуле (24.2) [3]:

Р = 0,785[(Дв2 – dн2Z)pm + dв2 Zpm] = 0,785[(0.82 – 0.0382*187)*0.3*106 + 0.0382*187*0.076 ]= 87128,4 Н;

Максимальное напряжение в корпусе определим по формуле (24.5) [3]:

σmaxk = Pt / Fk + PEkt / (Et * Fk + EmtFm) = (2.27 / 254,34 * 10-4 ) + (8*7128,4 *191*105) / (1,91*105 *254,34 * 10-4 + 2,0*105 * 420*10-4) = 95,82 МН/м2, что < σткто /1,2 = 220 * 106 / 1,2 = 183,3 * 10,6 Н/м2 ,

т.е. условия (24.5) [3] выполнено .

Максимальное напряжение в трубах определим по формуле (24.6) [3]:

σmaxт = Pt / Fт + PEтt / (Et * Fk + Emt + Fm )= 2,27 / 420*10-4 – (87128,4*191*105)/ (191*105 * 254,34 *10-4 + 2,0*105*420*10-4) = 93,21 МН/м2,

< σтт90/1,2 = = 121,7 МН/м2

условие (24.6) [3] выполнено, значит, компенсатор не требуется.