Рассчитать и сконструировать выпарной аппарат со встроенным теплообменником жесткого типа

Автор: Пользователь скрыл имя, 17 Февраля 2013 в 07:28, курсовая работа

Описание работы

Параметры
Обозначение
Значение
1
2
3
Давление в аппарате
PT
0,8 МПа
Давление в межтрубном пространстве
PM
0.4 МПа
Диаметр аппарата
D
1200 мм

Содержание

1. Исходные данные 3
2. Расчет эллиптической крышки нагруженной внутренним давлением. 5
3. Расчет укрепления одиночных отверстий для эллиптического днища 6
4. Расчет цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением D=1500мм 7
5. Расчет укрепления отверстия для гладкой цилиндрической обечайки D=1500мм 8
6. Расчет укрепления отверстий утолщением толщины стенки штуцера 8
7. Расчет цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением D=1200мм 10
8. Расчет укрепления отверстия для гладкой цилиндрической обечайки D=1200мм 11
9. Расчет конического перехода 12
10.Расчет конического днища, нагруженного внутренним избыточным давлением 13
11. Выбор стандартных штуцеров 14
12. Расчет на прочность элементов теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками 15
12.1 Вспомогательные величины и коэффициенты 17
12.2 Определение усилий в элементах аппарата 18
12.3 Усилия в элементах конструкции 19
12.4 Расчетные напряжения в элементах конструкции 21
12.5 Расчет трубных решеток на прочность 22
12.6 Расчет кожуха на прочность и устойчивость 24
12.7 Проверка прочности крепления трубы в трубной решетке 24
13.Расчет массы 26
14. Расчет опоры 27
Литература 29

Скачать полностью (179.48 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

1.1.doc

— 620.00 Кб (Скачать)

Расчетная толщина стенки штуцера:

Отношение допускаемых напряжений:

Расчетная длина внешней части штуцера, участвующая в укреплении и учитываемая при расчете по условиям укрепления:

Расчетная ширина зоны укрепления обечайки:

Расчетный диаметр отверстия:

Расчетный диаметр отверстия, не требующего укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки сосуда:

При укреплении отверстия утолщением толщины стенки штуцера должно выполняться условие:

- условие выполнено

7. Расчет цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением D=1200мм

Таблица 6. – Данные для расчета

Наименование	Обозн.
Внутренний диаметр аппарата , мм	D	1200
Расчетное давление, МПа	P	0,4
Расчетная температура , ^оС		140
Материал	Сталь 108Х178Н15М2Т
Допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа	[σ]	149,6
Расчетный коэффициент прочности сварного шва	φ_р	0,9
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки , мм	С	2

Расчетная толщина стенки обечайки

Исполнительная толщина стенки обечайки:

Принятая толщина стенки: S=6 мм

8. Расчет укрепления отверстия для гладкой цилиндрической обечайки D=1200мм

Таблица 7. – Данные для расчета

Наименование	Обозн.
Внутренний диаметр аппарата , мм	D	1200
Расчетная толщина стенки обечайки, мм	S_p	1,79
Исполнительная толщина стенки обечайки , мм	S	6
Расчетный диаметр обечайки	D_p=D	1200
Внутренний диаметр штуцера	d	36
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки обечайки, мм	С	2
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки штуцера , мм	С_s	2

Расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления:

Диаметр одиночного отверстия должен удовлетворять условию:

Где

- условие выполняется, укрепление отверстия не требуется

9. Расчет конического перехода

Таблица 8. – Данные для расчета

Наименование	Обоз.
Внутренний диаметр аппарата , мм	D	1500
Расчетное давление, МПа	P	0,8
Расчетная температура , ^оС		155
Материал	Сталь 08Х17Н13М2Т
Допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа	[σ]	167,2
Допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа	[σ]	167,2
Расчетный коэффициент прочности сварного шва	φ	0,9
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки , мм	С	2
Половина угла раствора при вершине конической обечайки , десятичные град	a₁	50,00
Исполнительная толщина обечайки (предварительно принимаемая конструктивно)	Sк=S₁	10

Расчетная длина переходной части:

Расчетный диаметр гладкой конической обечайки

Расчетная толщина стенки конической обечайки:

Проверка толщины стенки конической обечайки:

- условие выполняется.

10. Расчет конического днища, нагруженного внутренним избыточным давлением

Таблица 9. – Данные для расчета

Наименование	Обоз.
Внутренний диаметр аппарата , мм	D	1200
Расчетное давление, МПа	P	0,8
Расчетная температура , ^оС		155
Материал	Сталь 10Х17Н13М2Т
Допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа	[σ]	167,2
Допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа	[σ]	167,2
Расчетный коэффициент прочности сварного шва	φ	0,9
Сумма прибавок к расчетной толщине стенки , мм	С	2
Половина угла раствора при вершине конической обечайки , десятичные град	a₁	45,00
Исполнительная толщина обечайки (предварительно принимаемая конструктивно)	Sк=S₁	8

Расчетная длина переходной части:

Расчетный диаметр гладкой конической обечайки

Расчетная толщина стенки конической обечайки:

Проверка толщины стенки конической обечайки:

- условие выполняется.

11. Выбор стандартных штуцеров

Штуцер и :

По ГОСТ8732-78 выбираем патрубок ф159х8, стандартный вылет для штуцера 110мм. Устанавливаем плоские приварные фланцы 1-150-1,0.

Штуцер и :

По ГОСТ8732-78 выбираем патрубок ф51х4, стандартный вылет для штуцера 110мм. Устанавливаем плоские приварные фланцы 1-40-1,0.

3. Штуцер :

По ГОСТ8732-78 выбираем патрубок ф108х4, стандартный вылет для штуцера 110мм. Устанавливаем плоские приварные фланцы 1-100-1,0.

12. Расчет на прочность элементов теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками

Таблица 10. – Данные для расчета

Наименование	Обозн.
1	2	3
Расчетное давление в межтрубном пространстве, МПа	Р_м	0,4
Расчетное давление в трубном пространстве , МПа	Р_тр	0,8
Средняя температура стенки кожуха, ^оС	t_к	140
Средняя температура стенки труб, ^оС	t_т	155
Средняя температура сборки, ^оС	t_о	20
Расчетная длина обечайки кожуха, мм	L	6000
Толщина стенки кожуха, мм	S_к	8
Расчетная прибавка на коррозию к толщине стенки кожуха , мм	С_к	2
Диаметр трубы , мм	d_т	25
Толщина стенки трубы , мм	S_т	2
Количество труб	i	341
Половина длины трубы , мм	l	3062
Максимальный пролет трубы между решеткой и перегородкой , мм	l_1R	6000
Максимальный пролет трубы между перегородками , мм	l_2R	6000
Глубина развальцовки труб , мм	lв	26
Высота сварного шва в месте приварки трубы к решетке , мм	d	2
Диаметр отверстий в решетке , мм	d_o	25,5
Шаг расположения отверстий в решетке , мм	t_p	50
Диаметр окружности, вписанной в максимальную беструбную площадь, мм	D_Е	168
Расстояние от оси кожуха до оси наиболее удаленной трубы , мм	a₁	590
Внутренний диаметр тарелки фланца кожуха , мм	D	1200
Внутренний радиус тарелки фланца кожуха , мм	а	600
Наружный диаметр тарелки фланца кожуха , мм	D_н	1350
Толщина тарелки фланца кожуха , мм	h₁	60
Расчетная прибавка на коррозию к толщине трубной решетки , мм	С	2

Продолжение таблицы 10.

1	2	3
Расчетная температура стенки кожуха , ^оС	Т_к	140
Расчетная температура стенки труб и трубной решетки , ^оС	Т_т	155
Материал кожуха	Сталь 08Х17Н10М2Т
Допускаемое напряжение при расчетной температуре материала кожуха, МПа		149,6
Модуль продольной упругости материала кожуха, МПа	Е_к	1,99E+05
Коэффициент линейного расширения материала кожуха, 1/^оС	a_к	1,68E-05
Материал труб	Сталь 08Х17Н10М2Т
Допускаемое напряжение при расчетной температуре материала труб, МПа		147,2
Допускаемая амплитуда напряжений при N		460
Модуль продольной упругости материала труб , МПа	Е_т	1,99E+05
Коэффициент линейного расширения материала труб , 1/^оС	a_т	1,68E-05
Материал трубной решетки	Сталь 08Х17Н10М2Т
Материал фланца камеры	Сталь 08Х17Н10М2Т
Допускаемое напряжение при расчетной температуре материала трубной решетки, МПа		147,2
Модуль продольной упругости материала трубной решетки , МПа	Е_р	2,0E+05
Модуль продольной упругости материала фланца камеры , МПа	Е₂	2,0E+05
Расчетная прибавка на коррозию материала трубной решетки , мм	С	2
Толщина стенок кожуха и камеры в месте соединения с решеткой или с фланцем , мм	S₁	8
	S₂	8
Количество циклов нагружения за расчетный срок службы	N	2000
Допускаемая амплитуда напряжений при N		460
Условное давление фланца кожуха	P_у	1
Тип прокладки		Плоская

Расчетное, максимально возможное давление на решетку:

Радиус центра тяжести тарелки фланца кожуха:

Ширина тарелки фланца кожуха:

Толщина трубной решетки из условия прочности беструбной зоны:

Принятая толщина 60мм.

12.1. Вспомогательные величины и коэффициенты

Относительная характеристика беструбного края:

Коэффициенты влияния давления на трубную решетку:

- по межтрубному пространству:

- по трубному пространству:

Коэффициент ослабления трубной решетки:

Коэффициент жесткости перфорированной плиты:

Модуль упругости основания (системы труб):

Приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха:

Коэффициенты изменения жесткости системы трубы – кожух:

- для аппаратов с неподвижными трубными решетками

Приведенное давление:

где

12.2. Определение усилий в элементах аппарата

Характеристики жесткости элементов конструкции:

Коэффициент системы решетка – трубы:

Коэффициенты системы кожух - решетка и обечайка - фланец камеры:

Жесткость фланцевого соединения:

где

Коэффициенты влияния давления на изгиб фланцев:

Приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения:

Коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края решетки и поддерживающие влияние труб:

Ф₁=	5,932
Ф₂=	3,956
Ф₃=	6,024

Коэффициенты Т1, Т2, Т3 :

12.3 Усилия в элементах конструкции

Усредненное давление:

Приведенная длина труб:

Момент инерции поперечного сечения трубы:

Изгибающий момент M , Н мм/мм, и перерезывающая сила Q , Н/мм распределенные по краю трубной решетки:

Изгибающий момент Ma, Н мм/мм , и перерезывающая сила Qa, Н/мм распределенные по периметру перфорированной зоны трубной решетки:

Осевая сила NT (Н) и изгибающий момент МT ( Н мм) действующие на трубу :

Усилия в кожухе:

Усилие, распределенное по периметру кожуха:

Изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха:

Информация о работе Рассчитать и сконструировать выпарной аппарат со встроенным теплообменником жесткого типа