Прочностной расчет гранулятора барабанного типа
Рассчитать толщину стенки цилиндрической обечайки, эллиптической крышки, днища, фланцевое соединение крышки гранулятора, допускаемое давление внутри аппарата при рабочих условиях и гидравлических испытаниях. Сварные швы аппарата выполнены вручную электродуговой сваркой. Сумма прибавок к расчетной толщине стенок с=1мм.
Температуру стенки принимаем равной максимальной температуре среды в аппарате.
Диаметр аппарата: D=4000мм;
Длина аппарата: L=8000мм;
Марка стали аппарата: 15Х5М;
Максимальная температура среды t =90°С;
Давление: Р=0,4МПа;
Среда в аппарате: плотность: rс=1500кг/м3;
[s]20=155МПА
[s]=152МПа
Расчетная температура стенок:
T=max(tc;20°С)=max(90;20)=66°C
Расчетное давление:
а) внутри аппарата
Рр=Р+Рг
Рг=rсg(2H+l1+l)
Рг =9,81×1500×(2×1+0,245+3,3)=0,081 МПа
Н=0,25D=0,25×4=1м
Рг/P=0,081 /0,4=0,2>0,05→ гидростатическое давление учитываем.
Р=0,4+0,081 =0,481 МПа
б) при испытаниях аппарата (пробное)
1,25×P [s]20/[s]=1,25×0,481×155/152=0,61МПа
Ри=mах
Р+0,3=0,481+0,3=0,781 МПа
[s]20=h×s*20=1×155=×155 МПа - для стали 15Х5М h=1, т.к. аппарат изготавливается из листового проката;
[s]=h×s*=1×152=152МПа – в рабочем состоянии
Ри=0,781 МПа - давление при гидравлических испытаниях аппарата
Допускаемые напряжения при гидравлических испытаниях
[s]и=sT20/1,1=220/1,1=200 МПа;
sТ20=220МПа для стали марки 15Х5М при +20°С.
Коэффициент запаса устойчивости:
для рабочих условий nу=2,4
для условий испытаний nу.и.=1,8
Расчетное значение модуля продольной упругости для стали марки 15Х5М при t=110°C и при +20°С соответственно равны Е=1,9×105МПа и Е20=1,99×105МПа.
Коэффициент прочности сварных швов j=0,95- для ручной дуговой сварки.
Расчетная длина цилиндрической обечайки корпуса
lp=l+H/3=8300+1000/3=8633мм
Толщина стенок
Расчетная толщина цилиндрической обечайки корпуса:
а) при действии внутреннего давления
PpD/(2j[s]-Pp)= 0,481×4000/(2×0,95×155-0,481)
Sp=max
PиD/(2j[s]и-Pи)= 0,781 ×4000/(2×0,95×200-0,781)
6.54
Sp =max =8,23мм
8,23
Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки корпуса
S=maxSр.+c+c0=8,23 +1+0,5=9.73мм
Принимаем большее стандартное значение S=10мм.
Допускаемое наружное давление:
Из условия прочности
[PH]s=2[s](S-c)/(D+S-c)=2×155(10-1)/(4000+10-1)=0,69 МПа
Из условия устойчивости в пределах упругости при lp<l0
lp=8450мм
C учетом обоих условий
Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 1407;