Курсовая работа (т): Проектирование реакционного химического аппарата

; (3.82)

где - длина болта между опорными поверхностями головки болта и гайки;

; (3.83)

 - [2, стр. 95, табл. 1.41];

;

 - расчетная площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы, [1, стр. 264, табл. 13.27];

 - модуль продольной упругости материала болта;

;

 - угловая податливость фланца:

; (3.83)

Где w - безразмерный параметр;

 - коэффициент;

 - безразмерный параметр;

 - ориентировочная толщина фланца;

 - модуль продольной упругости материала фланца;

; (3.84)

где - безразмерный параметр;

; (3.85)

для плоских приварных фланцев

;; (3.86)

 - принимаем согласно [1, стр. 267, рис. 13.14];

; (3.87)

где; (3.88)

 - эквивалентная толщина втулки фланца для плоских приварных фланцев;

 - меньшая толщина конической втулки фланца;

, но ; (3.89)

;

;

;

;

;

;

 - принимаем согласно [1, стр. 268, рис. 13.17];

- принимаем согласно [1, стр. 14, табл. 1.5];

 - коэффициент температурного линейного расширения материала фланцев;

 - коэффициент температурного линейного расширения материала болтов;

 согласно [1, стр. 259, табл. 13.21];

 согласно [1, стр. 14, табл. 1,6];

;

;

.

Болтовая нагрузка в условиях монтажа при :

;(3.90)

где - параметр, принимаем согласно [1, стр. 265, табл. 3.28];

 - коэффициент жесткости фланцевого соединения;

; (3.91)

где; (3.92)

;

для плоских приварных фланцев.

;

 - принимаем согласно [2, стр. 93, табл. 1.38];

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

; (3.93)

;

Приведенные изгибающие моменты в диаметральном направлении сечения фланца:

; (3.94)

; (3.95)

; (3.96)

;

;

;

Условия прочности болтов:

; (3.97)

; (3.98)

;;

;.

Крутящий момент на ключе при затяжке болтов (шпилек) определяется по [1, стр. 271, табл.1 3.19] .

Условие прочности прокладки:

; (3.99)

;.

Условие прочности прокладки выполняется.

Максимальное напряжение в сечении s1 фланца:

; (3.100)

при   - принимаем согласно [1, стр. 268, табл. 13.16]

.

Максимальное напряжение в сечении s0 фланца:

; (3.101)

где  - принимаем согласно [1, стр. 269, табл. 13.18];

.

Напряжение в кольце фланца от действия момента М0:

; (3.102)

.

Напряжения во втулке фланца от внутреннего давления:

; (3.103)

; (3.104)

;

.

Условие прочности фланца:

; (3.105)

при ; (3.106)

;

;

.

Угол поворота фланца:

; (3.107)

для плоских фланцев  [2, стр. 102];

.(3.108)

3.5 Выбор и расчет опоры

Расчет ведется по [1].

Определяем расчетные нагрузки. Нагрузка на одну опору определяется по формуле:

; (3.109)

где,  - коэффициенты, зависящие от числа опор;

Р - вес сосуда в рабочих условиях и в условиях гидроиспытания;

М - внешний изгибающий момент;- диаметр рубашки;- расстояние между точкой приложения усилия и подкладным листом.

Так как внешний изгибающий момент равен нулю, то формула (3.109) принимает вид:

; (3.110)

При числе опор   [1, стр. 291];

 - вес сосуда в рабочих условиях;

 - вес сосуда в условиях гидроиспытаний;

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

;

Осевое напряжение от внутреннего давления и изгибающего момента:

; (3.111)

где - толщина стенки аппарата в конце срока службы;

; (3.112)

гдеs - исполнительная толщина стенки аппарата;

с - прибавка для компенсации коррозии;

с1 - дополнительная прибавка;

;

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

.

Окружное напряжение от внутреннего давления:

; (3.113)

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

.

Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакции опоры:

; (3.114)

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

.

Максимальное мембранное напряжение от основных нагрузок и реакции опоры определяется по формуле:

; (3.115)

где - коэффициент, зависящий от параметров

и.  [1, стр.293, рис.14.8];

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

Максимальное напряжение изгиба от реакции опоры:

; (3.116)

где- коэффициент, зависящий от параметров и.  [1, стр. 293, рис. 14.9];

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

.

Условие прочности имеет вид:

; (3.117)

где - для рабочих условий;

для рабочих условий

;

;

для условий гидроиспытаний

;

Условие прочности выполняется.

Толщина накладного листа определяется по формуле:

;

где - коэффициент, принимаем согласно [1, стр. 294, рис. 14.10];

для рабочих условий

;

для условий гидроиспытаний

;

Окончательно принимаем .

Выводы

Итогом курсового проектирования является подробный расчет аппарата и его элементов исходя из условий его эксплуатации. В частности, был произведен расчет толщин обечайки, рубашки, днища; расчет фланцевого соединения; расчет укрепления отверстий; расчет опор. Также был произведен подбор материалов с учетом технико-экономических показателей. Большинство толщин элементов аппарата были приняты с запасом исходя из прочностных расчетов, что дает возможность применять аппарат при более жестких условиях, чем заданные.

Итак, на основании расчета можно сделать вывод, что спроектированный аппарат пригоден к эксплуатации при заданных условиях.

Список используемой литературы

1. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ие, 1981. - 382 с., ил.

. Михалев М.Ф. "Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств";

. Конспект лекций по КРЕО