Расчет геометрических размеров корпуса аппарата

Расчет основных размеров корпуса аппарата проводится по данным номинального объема V и внутреннего диаметра аппарата D_a (рис. 1).

Рис. 1.

Эллипсоидные крышка и днище имеют форму эллипсоида вращения, у которого Н_э = 0,25D_a,= 0,25*1200=300 мм и снабжены цилиндрической отбортовкой (высотой h_отб) с целью удалить сварной шов от закруглённой части, чтобы не нагружать его изгибающими напряжениями.

Высота цилиндрической части:

где V — номинальный объем аппарата,.

V_K — объем крышки,.

V_Д — объем днища.

для аппарата ВЭЭ:

Подставляем в эти формулы численные данные:

Н_ц.ч.= = 4.023м? 4000 мм.

Высоту цилиндрической части без учета высоты фланца и отбортовок днища и крышки назначаем из следующего ряда (выборка): 800, 900, 1000, 1100, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2500, 2800, 3200, 3600, 4000, 4500, 5000 и т. д. через 500 до 10 000, а затем через 1000 до 30 000.

Диаметр рубашки D_p (мм) рассчитываем по формуле:

D_p = D_a + 100 = 1200+100 = 1300 мм. (при 1000 >D_a < 2000).

Определение расчетных давлений

Расчет внутреннего давления.

Расчетное внутреннее давление для элементов корпуса, Р_ав, расположенных выше уровня жидкости в аппарате, принимается равным рабочему избыточному давлению газовой среды:

Р_ав = Р_и

где Р_ав — расчетное внутреннее давление для корпуса аппарата;

Р_и — рабочее избыточное давление (заданное).

Определим гидростатическое давление в нижней точке аппарата:

Рг = g * Нж = 1,09*103кг/м3 * 9,81м/с2 * 4,325 м = 0,46МПа.

Так как гидростатическое давление в нижней точке аппарата превышает рабочее избыточное давление на 15%, то Р_ав для расчета толщины стенок аппарата будет:

Р_ав = Р_и + Р_г = 0,4+ 0,46 = 0,86МПа.

При расчете на прочность стенок рубашки принимается:

Р_рв = Р_руб = 0,5МПа, где Р_рв — рабочее давление теплоносителя (задано).

Расчет наружного давления.

Расчетное наружное давление для элементов корпуса без рубашки равно:

Р_ан = Р_а = 0,1МПа.

где Р_а = 10⁵ Па = 0.1МПа — атмосферное давление.

Для элементов корпуса, находящегося под рубашкой, расчетное наружное давление рассчитывается по формуле:

Р_ан = Р_а — Р_о + Р_руб = 0,1 — 0,04 + 0,5 = 0,56МПа.

где Р_о = 0,04МПа — остаточное давление в корпусе аппарата (задано).

Р_руб = 0,5МПа — давление в рубашке (задано).

Расчет пробного давления Р_пр.

Расчет максимального избыточного давления, создаваемого при гидравлических испытаниях, (рабочее давление Ррв? 0,5МПа и сосуд не литой), рассчитывается по формуле:

Р_рв = 1,25 * Р_рв * [ ]₂₀ / [ ]₃₀ = 1,25 * 0,5 = 1,625МПа, где: [ ]₂₀? [ ]₃₀ — расчетные допускаемые напряжения при соответствующих температурах.