.RU

4. МЕТОДИКА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА - Пособие по проектированию Издательство тпу


^ 4. МЕТОДИКА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА


При подборе нормализованных вариантов конструкции теплообменных аппаратов необходимо ориентироваться на достижение возможно более высоких значений коэффициентов теплопередачи, что в конечном итоге приводит к возможному уменьшению необходимой поверхности теплопередачи со всеми вытекающими отсюда последствиями. Рекомендуется, по возможности, на первом этапе подбирать не один аппарат, а сразу несколько, чтобы на стадии оценки гидродинамических режимов течения теплоносителей выделить из них для уточненного расчета наиболее перспективные, для которых .

При таком подборе нормализованного варианта конструкции необходимо уточнять действительную скорость течения теплоносителя для сравнения с предельно допустимым ее значением, определяемым по справочным данным.

Схема расчета теплообменника представлена в приложении (Рис. 1).


^ 5. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ


Целью расчета тепловой изоляции является определение толщины слоя теплоизоляционного материала, покрывающего наружную поверхность теплообменника с целью снижения тепловых потерь и обеспечения требований безопасности и охраны труда при обслуживании теплоиспользующих установок. С этой точки зрения температура поверхности слоя изоляции не должна превышать 450с. Расчет толщины теплоизоляционного слоя материала можно проводить по упрощенной схеме, используя следующие уравнения:

(5.1)

(5.2)

т.к. , то из этого следует:

(5.3)

здесь и - соответственно тепловой поток от наружной поверхности слоя изоляции в окружающую среду и тепловой поток теплопроводностью через слой изоляции, Вт;

- коэффициент теплоотдачи в окружающую среду (воздух), Вт/м2К;

, - соответственно толщина (в м) и коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/м2К;

, , - соответственно температуры наружной стенки аппарата, окружающей среды и наружной поверхности теплоизоляционного слоя, 0с.

Коэффициент теплоотдачи, который определяет суммарную скорость переноса теплоты конвекцией и тепловым излучением для аппаратов, находящихся в закрытых помещениях, при температуре поверхности до 1500с можно рассчитать по приближенному уравнению:

(5.4)

здесь

Для расчета толщины тепловой изоляции по уравнению (5.4) допускается принять, что , т.к. термическим сопротивлением стенки кожуха допускается пренебречь и принять температуру стенки кожуха равной температуре среды (т.е. теплоносителя) в межтрубном пространстве. Среднегодовая температура окружающего воздуха в закрытом помещении составляет 250с (принимается условно).

Порядок расчета тепловой изоляции:

1. По справочным данным подбирается теплоизоляционный материал.

2. Задаются значениями температур: , , .

3. Рассчитывается значение коэффициента теплоотдачи (по уравнению 5.4)

4. По уравнению 5.3 рассчитывается толщина тепловой изоляции.


^ 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ


Основной целью гидравлического расчета теплообменных аппаратов является определение затрат энергии на перемещение жидкости (пара) через теплообменник и подбор насоса или венти­лятора. Подбор насоса (вентилятора) осуществляется по следую­щим основным параметрам: свойствам теплоносителя, необходи­мой объемной производительности, развиваемого напора и мощ­ности двигателя. Во всех случаях при подборе насосов или венти­ляторов их паспортные характеристики должны быть не ниже требуемых по расчету. Наибольшее применение в химической промышленности получили центробежные насосы и вентиляторы, основные характеристики которых приведены в таблицах 9-11 (см. приложение).


    1. 6.1 Расчет потребляемой мощности.


Основными типами насосов, применяемых в химической технологии, являются центробежные, поршневые и осевые насосы. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора и мощности при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам выбирают насос конкретной марки.

В общем случае мощность N (в кВт), потребляемая двига­телем насоса (или вентилятора) рассчитывается по уравнению:

(6.1)

здесь Q - объемная производительность, м3 /с;

- потеря давле­ния при течении теплоносителя, Па;

- потеря напора, м;

- соответственно коэффициенты полезного дейст­вия собственно насоса, передаточного механизма и электродвигателя.

Если КПД насоса неизвестен, можно руководствоваться следующими примерными значениями:

Насос Центробежный Осевой Поршневой

КПД 0,4 – 0,7 (малая и средняя подача) 0,7 – 0,9 0,65 – 0,85

0,7 – 0,9 (большая подача)

КПД передачи зависит от способа передачи усилия. В центробежных и осевых насосах вал электродвигателя обычно непосредственно соединяется с валом насоса; в этих случаях . В поршневых насосах чаще всего используют зубчатую передачу;

при этом .

Зная N, по каталогу выбирают электродвигатель к насосу; он должен иметь номинальную мощность равную N. Если в каталоге нет электродвигателя с такой мощностью, следует выбрать двигатель с ближайшей большей мощностью.


Если КПД двигателя неизвестен, его можно выбирать в зависимости от номинальной мощности:



0,4 – 1

1 – 3

3 – 10

10 – 30

30 – 100

100 – 200



0,7 – 0,78

0,78 – 0,83

0,83 – 0,87

0,87 – 0,9

0,9 – 0,92

0,92 – 0,94






    1. 6.2 Расчет объемной производительности (подачи).


Расчет объемной производительности производится на основании уравнения объемного расхода:

(6.2)

здесь - площадь поперечного сечения потока, м2;

- скорость движения теплоносителя в данном сечении, м/с2.


6.3 Расчет гидравлического сопротивления аппарата


В общем виде расчет гидравлического сопротивления можно проводить по оценке потери давления , или потере напора , что совершенно равнозначно, т.к.

(6.3)

Для каждого из пространств теплообменного аппарата (трубное и межтрубное пространство), существуют свои определенные особенности расчета гидравлического сопротивления, обусловленные спецификой конструкции и условиями взаимодействия потока и канала.


6.3.1 Трубное пространство


В трубном пространстве перепад давления определяют по формулам:

(6.4)

(6.5)

где — коэффициент трения;

и — соответственно длина и эквивалентный диаметр трубопровода;

— сумма коэффициентов местных сопротивлений;

— плотность жидкости или газа;

- скорость жидкости или газа в трубах.

Эквивалентный диаметр определяют по формуле:

(6.6)

где - площадь поперечного сечения потока, м2;

- полный смоченный периметр.

Скорость жидкости в трубах определяется по уравнению:

(6.7)

где - число ходов в теплообменнике.

Формулы для расчета коэффициента трения зависят от режима движения и шероховатости трубопровода.

При ламинарном режиме:

(6.8)

где - число Рейнольдса;

А – коэффициент, зависящий от формы сечения трубопровода.

Ниже приведены значения коэффициента А и эквивалентного диаметра для некоторых сечений:

Форма сечения A

Круг диаметром d 64 d

Квадрат стороной а 57 а

Кольцо шириной а 96 2а


В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент к рассчитывают по разным формулам:

для зоны гладкого трения (2320
(6.9)

для зоны смешанного трения (10/е
(6.10)

для зоны, автомодельной по отношению к Re (Re>560/e):

(6.11)


При его можно также можно определить по формуле:

(6.12)

В формулах 6.10 – 6.12 - относительная шероховатость трубы, - высота выступов шероховатостей, м.

Значения абсолютной шероховатости для теплообменных труб можно принять из следующих справочных данных:

Трубы , мм

Стальные новые 0,06—0,1

Стальные, бывшие в эксплуатации, с незначительной коррозией 0,1—0,2

Стальные старые, загрязненные 0,5—2

Чугунные новые, керамические 0,35—1

Чугунные водопроводные, бывшие в эксплуатации 1,4

Алюминиевые гладкие 0,015—0,06

Трубы из латуни, меди и свинца чистые цельнотянутые, стеклянные 0,0015—0,01

Для насыщенного пара 0,2

Для пара, работающие периодически 0,5

Для конденсата, работающие периодически 1,0

Воздухопроводы от поршневых и турбокомпрессоров 0,8


Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в трубном пространстве:

- входная и выходная камеры;

- поворот между ходами;

- вход и выход из труб.


Местное сопротивление на входе в распределительную камеру и на выходе из нее следует рассчитывать по скорости жидкости в штуцерах. Диаметры штуцеров нормализованных кожухотрубчатых теплообменников приведены в таблице 2 (см. приложение).

В конечном итоге, уравнение для расчета гидравлического сопротивления трубного пространства кожухотрубчатого теплообменного аппарата принимает вид:

(6.13)

где - число ходов по трубам.

6.3.2 Межтрубное пространство.


В межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление можно рассчитать по формуле:

(6.14)

Скорость жидкости в межтрубном пространстве определяют по формуле:

(6.15)

где - наименьшее сечение потока в межтрубном пространстве.

Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:

- вход и выход жидкости;

- поворот через сегментную перегородку;

- сопротивление пучка труб.

где ;

- число рядов труб, омываемых теплоносителем.

Общее число труб при их размещении по вершинам равносторонних треугольников равно , где а — число огибающих трубы шестиугольников (в плане трубной доски). Число труб в диагонали шестиугольника b можно определить, решив квадратное уравнение относительно а:

(6.16)

Число рядов труб, омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, приближенно можно принять равным 0,5b, т.е.:

(6.17)

Сопротивление входа и выхода следует также определять по скорости жидкости в штуцерах, диаметры условных проходов которых приведены в табл. 2.

Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарата. Для нормализованных теплообменников эти числа приведены в табл. 1 (см. приложение).

В конечном итоге, уравнение для расчета гидравлического сопротивления межтрубного пространства кожухотрубчатого теплообменника принимает вид:

(6.18)

где - число сегментных перегородок;

- скорость теплоносителя в подводящем и отводящем штуцере.


6.4 Порядок подбора насоса (вентилятора)


1. Рассчитывают необходимую объемную производитель­ность (уравнение 6.2).

2. Рассчитывают полное гидравлическое сопротивление по­току теплоносителя

(уравнения 6.11; 6.15).

3. По объемной производительности и свойствам теплоноси­теля по каталогам (таблицы 9,10,11) подбирается соот­ветствующий насос (вентилятор).

4. Используя паспортные характеристики, по коэффициентам полезного действия рассчитывают потребляемую мощ­ность электродвигателя (уравнение 6.1).

5. Рассчитывают потерю напора при течении теплоносителя (уравнение 6.3).

6. Сравнивают расчетные значения объемной производи­тельности, напора и мощности электродвигателя с пас­портными характеристиками выбранного насоса (вентиля­тора) и делают вывод о его пригодности. В противном слу­чае подбирают другой насос.


^ 7. КОНСТРУКТИВНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ


В задачу конструктивно-механического расчета входит оп­ределение необходимых геометрических размеров отдельных де­талей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и геометрические разме­ры. Следует различать детали, которые являются ответственными за механическую прочность всего аппарата в целом и детали, ко­торые не обеспечивают его механическую прочность. В первом случае геометрические размеры рассчитываются на основе зако­нов механики (сопротивления материалов), во втором случае гео­метрические размеры определяются из конструктивных соображений и обуславливаются соответствующими ГОСТами. По­скольку полный конструктивно-механический расчет представля­ет собой сложную задачу и выходит за рамки программы, то в данном методическом пособии по расчету теплообменных аппа­ратов приводится краткий минимальный перечень необходимых расчетных задач, а именно:

1. Расчет размеров штуцеров для подвода и отвода теплоно­сителей.

2. Подбор крышек, днищ, фланцевых соединений.

3. Проверка на механическую прочность обечайки аппарата.

4. Определение толщины трубных решеток.


7.1 Расчет и подбор штуцеров


Присоединение труб к химическим аппаратам бывает разъемное и неразъемное. Первое осуществляется в основном с помощью фланцев или на резьбе, второе — на сварке или пайке.

Кроме труб к аппаратам часто присоединяется всевозможная арматура (вентили, задвижки, краны, клапаны и т. д.), а также различные измерительные приборы (термометры, манометры, уровнемеры и т. д.). В большинстве случаев трубы и особенно арматура и измерительные приборы имеют разъемное присоединение к аппаратам, что обусловливается главным образом удобством (при необходимости) их осмотра, ремонта и замены.

Для разъемного присоединения труб, арматуры и измерительных приборов на аппарате обычно предусматриваются штуцера (патрубки) фланцевые или резьбовые.

Наибольшим распространением пользуются фланцевые штуцера для присоединения труб, арматура и приборов с , а резьбовые штуцера — с

В табл. 12, 13, 14(см. приложение) приведены основные данные о нормализованных штуцерах: для аппаратов из двухслойной стали, стальных с эмалевым покрытием, медных.

При конструировании аппаратов штуцера следует принимать нормализованные. В случаях отсутствия нормали на штуцера, последние принимают по конструктивным соображениям. При этом рекомендуется: в изолируемых аппаратах вылет штуцеров принимать из расчета, чтобы фланцевое или резьбовое соединение штуцера было бы за пределами изоляции аппарата с целью доступа к этим соединениям для осмотра и подтяжки; в неизолируемых аппаратах вылет штуцеров принимать из расчета заводки болтов или шпилек со стороны аппарата (во фланцевых штуцерах), что часто диктуется удобством сборки. Данное условие не является обязательным, поскольку во многих случаях заводить болты возможно и в сторону аппарата, что позволяет уменьшить величину вылета штуцеров.





Рис. 7.1 Конструкция присоединения малых штуцеров к стенкам сварных и паянных аппаратов


Во всех случаях рекомендуется вылеты штуцеров в аппаратах из любых материалов делать возможно меньшими (определяется соответствующими ГОСТами), за исключением тех случаев, когда это не идет вразрез с конструктивными особенностями того или иного аппарата или спецификой его монтажа.

В отдельных случаях, когда к аппарату на незначительном расстоянии, хотя и превышающем рекомендуемый вылет, требуется присоединить другой аппарат, арматуру и т. п. с целью исключения лишних фланцевых или резьбовых соединений, целесообразно предусматривать удлиненные штуцера, а иногда и фасонные штуцера с заворотами, коленами и т. п.

Присоединение к аппарату на сварке или пайке штуцеров с рекомендуется укреплять одной или двумя планками согласно рис. 7.1.

Диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуце­ров для подвода и отвода теплоносителей рассчитывается на ос­нове уравнения массового расхода:

(7.1)

откуда

(7.2)

здесь - скорость течения теплоносителя в штуцере, м/с.

Обычно расход перекачиваемой среды известен и, следовательно, для расчета диаметра штуцера требуется определить единственный параметр — . Чем больше скорость, тем меньше требуемый диаметр штуцера, т. е. меньше стоимость, его монтажа и ремонта. Однако с увеличением скорости растут потери напора в трубопроводе, что приводит к увеличению перепада давления, необходимого для перемещения среды, и, следовательно, к росту затрат энергии на ее перемещение.

Оптимальный диаметр, при котором суммарные затраты на перемещение жидкости или газа минимальны, следует находить путем технико-экономических расчетов. На практике можно исходить из следующих значений скоростей, обеспечивающих близкий к оптимальному диаметр трубопровода:

^ Перекачиваемая среда ω, м/c

Ж и д к о с т и

При движении самотеком:

вязкие 0,1 – 0,5

маловязкие 0,5 – 1,0

Г а з ы

При естественной тяге 2 – 4

При небольшом давлении (от вентиляторов) 4 – 15

При большом давлении (от компрессоров) 15 – 25

П а р ы

Перегретые 30 – 50

Насыщенные при давлении, Па:

больше 105 15 – 25

(1— 0,5) 105 20 – 40

(5—2)105 40 – 60

(2—0,5) 105 60 – 75


Рассчитанный по уравнению 7.2. диаметр округляют до ближайшего большого размера в соответствии с таблицей 2 (см. приложение).


7.2 Обечайка теплообменного аппарата


Главным составным элементом корпуса является обечайка — наиболее материалоемкий и ответственный узел любого химического аппарата. Форма корпуса, а следовательно, и обечайки определяется химико-технологическими требованиями, предъявляемыми к тому или иному аппарату, а также конструктивными соображениями и может быть цилиндрическая, коробчатая, коническая, сферическая и т. д.

Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили цилиндрические обечайки, отличающиеся простотой изготовления, рациональным расходом материала и хорошей сопротивляемостью давлению среды.

Поэтому при конструировании аппаратов, если это не идет в разрез с какими-либо особыми требованиями, предъявляемыми к аппарату, рекомендуется применять цилиндрические обечайки.

В зависимости от назначения цилиндрические аппараты находят применение как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении, причем предпочтение следует отдавать вертикальному исполнению, особенно для тонкостенных аппаратов, работающих при небольшом избыточном давлении в них. В этом случае исключаются дополнительные изгибающие напряжения в корпусе от силы тяжести аппарата и среды, имеющие место в горизонтальных аппаратах, лежащих на отдельных опорах.

Цилиндрические обечайки из пластичных материалов (сталь, цветные металлы и большинство их сплавов, винипласт и др.) при избыточном давлении среды в аппарате до 10 Мн/м2 изготовляются преимущественно из листов вальцовкой с последующим соединением стыков чаще всего сваркой. Применявшаяся ранее для этого клепка

в настоящее время в химическом аппаратостроении не употребляется.

Соединение стыков цилиндрических обечаек из медных и латунных листов помимо сварки осуществляется также пайкой как твердыми, так и мягкими припоями. Кроме указанного, соединение стыков обечаек из любых металлических и неметаллических материалов возможно производить с помощью различных клеев. Однако данный вид соединения в химическом аппаратостроении широкого применения пока не имеет.

Свальцованные из листов цилиндрические обечайки после соединения стыка сваркой или пайкой проходят технологическую правку (калибровку). Обработка наружной и внутренней поверхностей обечаек на станке обычно не производится.

Цилиндрические обечайки из пластичных материалов (в основном стали) для аппаратов высокого избыточного давления среды в них (10 Мн/м2 и более) изготовляются большей частью из поковок (цельных или составных) с соответствующей термообработкой и последующей обработкой внутренней и наружной поверхностей на станке. Кованые цилиндрические обечайки иногда выполняются заодно с днищем.

Наряду с цельными коваными конструкциями обечаек для аппаратов высокого давления находят применение составные конструкции —многослойные, витые и др.

Цилиндрические обечайки из хрупких материалов (чугуны, бронзы, кварцевое стекло и др.) для аппаратов с незначительным избыточным давлением среды в них — не более 0,8 Мн/м2 — изготовляются литыми с последующей обработкой внутренней поверхности или без обработки. Литые обечайки обычно выполняются совместно с днищем.

В ряде случаев с помощью литья изготовляются обечайки и из пластичных материалов (различные стали, цветные металлы и сплавы и др.).

При конструировании цилиндрических обечаек, независимо от материала и технологии их изготовления, преимущественно следует придерживаться внутренних базовых диаметров согласно табл. 7.1.


7.2.1 Расчет обечаек, работающих под внутренним давлением


Определение номинальной расчетной толщины стенки s' таких обечаек исходя из прочности рекомендуется производить по формулам, приведенным в табл. 7.2, в зависимости от конструкционного материала, величины отношения заранее известных определяющих параметров ад и ρ с учетом коэффициента ослабления обечайки в продольном направлении φ и от того, какой задан базовый диаметр обечайки (внутренний Dв или наружный Dн).


Таблица 7.1

Внутренние базовые диаметры DВ (в мм) цилиндрических обечаек (ГОСТ 9617-67)

Таблица 7.2

Формулы для определения номинальной расчетной толщины стенки s’ цилиндрических металлических и не металлических вальцованных(сварных, паянных, клееных) и литых обечаек, работающих под внутренним давлением


р – расчетное давление в аппарате в Мн/м2

- допускаемое напряжение на растяжение для материала обечайки в Мн/м2

- коэффициент прочности сварных и паянных соединений


7.2.1.1 Расчетное давление


Одной из главных определяющих величин при расчете на прочность узлов и деталей химических аппаратов, работающих под избыточным давлением, является давление среды в аппарате

Под расчетным давлением (внутренним р, наружным рн) понимается избыточное давление среды в аппарате, на которое производится расчет аппарата на прочность и устойчивость.

Расчетным давлением, как правило, является рабочее давление. Гидростатическим давлением в аппарате (при наличии в нем жидкости), если величина его до 5% от рабочего, пренебрегают. В противном случае расчетное давление ρ в Мн/м2 (кгс/см2) для нижней части аппарата следует определять по формуле (7.3)

(7.3)

где рс – рабочее избыточное давление среды в Мн/м2 (кгс/см2);

g – ускорение силы тяжести в м/сек2 (см/сек2);

– плотность жидкости в кг/м3

– высота столба жидкости в м (см)

Для высоких колонных аппаратов расчетные давления целесообразно определять по зонам, условно разбив аппарат по высоте на несколько зон.

Для литых аппаратов при рабочем давлении в них, меньшем

0,2 Мн/м2, расчетное давление принимается не менее 0,2 Мн/м2.


7.2.1.2 Расчет допускаемого напряжения


Допускаемые напряжения в узлах и деталях при расчете их на прочность и устойчивость выбираются в зависимости от прочностных характеристик конструкционного материала при расчетной температуре. Прочностные характеристики, в свою очередь, зависят от технологии изготовления (сварки, литья, ковки, штамповки), термообработки, характера действия нагрузок (статической, динамической), размеров деталей (толщины стенок из проката, литья, поковок), а также с учетом особенностей среды в аппарате и условий эксплуатации.

Для узлов и деталей аппаратов из основных конструкционных металлических материалов (стали, цветных металлов и их сплавов), подверженных статическим нагрузкам от внутреннего или наружного избыточного давления, и при вакууме в аппарате, а также при действии

на них ветровых и сейсмических нагрузок, установлены

номинальные (нормативные) — без учета условий эксплуатации аппарата — допускаемые напряжения .

Эти допускаемые напряжения применяются при расчете деталей на растяжение, сжатие и изгиб. При расчете на кручение и срез номинальные допускаемые напряжения при прочих равных условиях рекомендуется применять с коэффициентом 0,6.

Величина номинального допускаемого напряжения в Мн/м2 в зависимости от прочностных характеристик конструкционного материала при расчетной температуре определяется по одной из следующих формул:

(7.4)

(7.5)

(7.6)

(7.7)

Выбор расчетной формулы при определении номинального допускаемого напряжения производится по табл. 7.3

Таблица 7.3

Выбор расчетной формулы при определении номинального допускаемого напряжения для основных конструкционных материалов

Конструкционный материал

Расчетная температура, 0С

Расчетная формула при определении

Сталь

Углеродистая

380

(7.4) и (7.5)

>380

(7.5), (7.6) и (7.7)

низколегированная

420

(7.4) и (7.5)

>420

(7.5), (7.6) и (7.7)

легированная

аустенитного

класса

525

(7.4) и (7.5)

>525

(7.5), (7.6) и (7.7)

Алюминий, медь и их сплавы


Не регламентировано

(7.4) и (7.6)

Титан и его сплавы

(7.4), (7.5) и (7.6)


7.2.1.3 Расчет прибавки к номинальным расчетным толщинам


При расчете узлов, деталей и отдельных элементов аппаратов на прочность необходимо учитывать химическое и механическое воздействие рабочей среды на материал аппарата. Поэтому к номинальной расчетной толщине детали или элемента аппарата дается прибавка С.

Величина суммарной прибавки С в мм в общем виде определяется по формуле:

(7.8)

где - прибавка на коррозию или другой вид химического воздействия рабочей среды на материал в мм;

- прибавка на эрозию или другой вид механического воздействия рабочей среды на материал в мм;

- дополнительная прибавка по технологическим, монтажным и другим соображениям в мм;

- прибавка на округление размера в мм.

Величина прибавки Ск зависит от химической проницаемости среды в конструкционный материал и расчетного срока службы аппарата.

Расчетный срок службы аппарата, если это специально не оговорено в техническом задании, на основании статистических данных принимается 10—15 лет.

Значения прибавки Ск в зависимости от химической проницаемости среды, исходя из расчетного срока службы

аппарата 10 лет, рекомендуется выбирать согласно следующим данным:

для стойких материалов в заданной среде с проницаемостью не более 0,05 мм/год Ск= 0;

для материалов с проницаемостью более 0,05 до 0,1 мм/год, а также для стойких материалов в заданной среде при отсутствии данных о проницаемости Ск = 1 мм. Применение материалов, проницаемость которых в заданной среде более 0,1 мм/год, следует избегать.

В случае применения защитного покрова, стойкого к заданной среде (антикоррозионный слой биметалла, обкладка металлическими и неметаллическими материалами, нанесение металлического покрова, эмалирование, гуммирование и т. д.) Ск = 0.

При двустороннем контакте с агрессивной средой прибавка Ск соответственно увеличивается.

Прибавка СЭ на эрозию или другое механическое воздействие среды на детали в химических аппаратах большей частью не учитывается. Учитывать такое воздействие рекомендуется в тех случаях, когда имеет место движение среды в аппарате со значительными скоростями

(для жидких сред при м/сек, для газообразных сред при м/сек), при наличии в движущейся среде абразивных твердых частиц, а также при ударном действии среды на деталь. Величина прибавки во всех этих случаях берется на основании опытных данных с учетом срока службы данной детали аппарата.

Величина дополнительной прибавки Сд зависит от вида детали, технологии ее изготовления и ряда других соображений.

Применявшаяся ранее при конструировании прибавка на минусовый допуск по толщине листа (для деталей, выполняемых из соответствующего проката) в последнее время при расчетах большей частью во внимание не принимается. Это обусловливается тем, что расчет производится по допускаемым напряжениям, определяемым исходя из минимальных значений механических характеристик,

гарантированных соответствующими ГОСТами и ТУ.

Кроме того, номинальные расчетные размеры увеличиваются разного рода прибавками и округляются в большую сторону до размеров, определенных сортаментом.

Толщина стенки обечайки s в мм с учетом прибавок определяется по формуле:

(7.9)

Выбор прибавки С смотри выше. При этом прибавку на округление толщины следует принимать, исходя из ближайшего большего размера по соответствующему сортаменту на листовой прокат, из которого изготовляется обечайка.

Коэффициент φ в формулах табл. 7.2 учитывает ослабление обечайки в продольном направлении, которое может быть за счет сварного, паяного или клееного швов и, кроме того, за счет наличия неукрепленных (или частично укрепленных) отверстий в обечайке.

Значения коэффициента прочности цилиндрической стенки при ослаблении ее неукрепленными отверстиями зависят от расположения отверстий и их диаметра.

При коридорном расположении отверстий одного диаметра на равном расстоянии друг от друга (рис. 7.2) коэффициент прочности φо определяется:

в продольном направлении по формуле:

(7.10)

в поперечном направлении по формуле:

(7.11)

При шахматном расположении отверстий одного диаметра (рис. 7.3) коэффициент прочности определяется: в продольном направлении по формуле (7.10); в поперечном направлении по формуле (7.11); в косом направлении по формуле

(7.12)




Рис. 7.2 Коридорное расположение отверстий Рис. 7.3 Шахматное расположение отверстий

в цилиндрической обечайке в цилиндрической обечайке

В случае чередующихся по величине диаметров отверстий в рядах в формулы (7.10)—(7.12) вместо d подставляется средне-арифметическое значение чередующихся диаметров.

При ряде единичных неукрепленных отверстий разного диаметра в обечайке, расположенных по одной образующей, коэффициент прочности определяется по формуле:

(7.13)

где L—длина (высота) цилиндрической обечайки;

— максимальная суммарная величина всех отверстий по одной образующей (при частично укрепленных отверстиях принимается для неукрепленной части отверстий).

Если обечайка ослаблена рядом отверстий, частично укрепленных приваренными трубами, штуцерами, втулками, то величина приведенного коэффициента прочности определяется по формуле:

(7.14)

где φ0 — коэффициент прочности, определенный без учета укрепления отверстий соответственно по формулам (7.10)—(7.12);

— сумма сечений укрепляющих элементов для одного отверстия;

— номинальная (при φ = 1 и С = 0) расчетная толщина стенки обечайки.

При расчете обечаек по формулам табл. 7.2 значения коэффициента прочности φ следует принимать:

при отсутствии отверстий в стенке или при полностью

укрепленных отверстиях — для продольного сварного, паяного или клееного шва;

при наличии в стенке рядов неукрепленных отверстий (расположенных вне шва) в зависимости от расположения последних – наименьшее значение из φ0 по (7.10), 2φ0 по (7.11), φ0 по (7.12) и — для продольного сварного, паяного, клееного шва;

при наличии в стенке рядов частично укрепленных отверстий, так же как и в предыдущем случае, но вместо φ0 в (7.10)—(7.12)

берется по (7.14);

при наличии в стенке единичных неукрепленных отверстий, расположенных по одной образующей (не по продольному шву), меньшее из значений φ0 по (7.13) и —для продольного шва.

При проверочных расчетах допускаемое избыточное давление рд в Мн/м2 для обечаек при соблюдении условия:

(7.15)

определяется по формуле:

(7.16)

В случае несоблюдения условия (7.15) допускаемое давление

определяется:

для пластичных металлических материалов — по формуле:

(7.17)

для неметаллических и хрупких металлических материалов по

формуле:

(7.18)


4-razdeli-temi-disciplini-i-vidi-zanyatij-programmadisciplin-i-obshij-psihologicheskij-praktikum-naimenovanie.html
4-razmeri-kompensacionnih-viplat-rabotnikam-uchrezhdenij-obrazovaniya-zanyatih-na-rabotah-s-osobimi-usloviyami-truda.html
4-razrabotana-model-konkretnih-funkcij-upravleniya-kak-osnova-povisheniya-kachestva-upravlencheskoj-deyatelnosti.html
4-razreshenie-teoreticheskih-trudnostej-a-g-barabashev-gl-redaktor.html
4-razvitie-finansovogo-rinka-i-ishodnie-faktori-i-usloviya-ekonomicheskogo-i-6-socialnogo-razvitiya-respubliki-komi-6.html
4-razvitie-sistemi-fizkulturi-i-sporta-otchet-o-vipolnenii-programmi-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-dlya-10-klassa-sootvetstvuet-bazovomu-urovnyu-trebovanij-predyavlyaemih-fgos-ishodnimi-dokumentami-dlya-sostavleniya-rabochej-programmi-uchebnogo-kursa-yavlyayutsya-zakon-rf-ob-obrazovanii.html
  • holiday.bystrickaya.ru/nebo-nashego-detstva-1965-1966-godi-kniga-vipushena-po-iniciative-i-pri-podderzhke-obshestvennogo-fonda-im-t.html
  • desk.bystrickaya.ru/otvetstvennost-bezalabernih-ili-prestupno-dejstvuyushih-roditelej-reguliruetsya-obshim-ugolovnim-kodeksom-frg.html
  • tasks.bystrickaya.ru/1-voin-carya-hammurapi-po-imeni-balmu-namhe-postupil-na-voennuyu-sluzhbu-v-kachestve-reduma-tyazhelovooruzhennogo-pehotinca-poluchiv-v-kachestve-ilku-dva-bura-zemli.html
  • assessments.bystrickaya.ru/chto-ostayotsya-delat-nam-kniga-izdana-pri-sodejstvii-fonda-edinstvo-nacii.html
  • studies.bystrickaya.ru/kak-ovladet-iskusstvom-delovogo-pisma.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/psihologicheskie-usloviya-razvitiya-proizvolnosti-izobrazitelnoj-deyatelnosti-u-detej-5-6-let-19-00-13-psihologiya-razvitiya-akmeologiya.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-1-moi-pervie-shagi-tomu-bez-kogo-ne-bilo-bi-etoj-knigi-tak-kak-ne-bilo-bi-lyubvi-podderzhki-i-rebenka.html
  • notebook.bystrickaya.ru/kazhdij-kurs-sootvetstvuet-60-zachetnim-edinicam-kmagistrantam-uchastnikam-programmi-primenimi-te-zhe-usloviya-dostupa-k-zanyatiyam-i-k-ekzamenam-chto-i-k-drugim-magistrantam-min-pariteh-i-ngu.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sovet-federacii-planiruet-odobrit-do-konca-goda-zakon-o-tarifah-na-zhkh-radio-12-mayak-novosti-13-12-2005-garin-petr-12-00-12.html
  • reading.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-opredeleniyu-stoimosti-nauchno-proektnih-rabot-restavracii-nedvizhimih-pamyatnikov-istorii-i-kulturi-v-tom-chisle-8-j-razdel-01-01-1991.html
  • lecture.bystrickaya.ru/akcizi-i-ih-vzimanie-tamozhennimi-organami-chast-3.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/rol-religioznih-konfessij-v-duhovnoj-zhizni-rossijskogo-obshestva.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-14-sensornie-sistemi-fizo-pokrovskij-tom-2.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/sotrudnichestvo-mezhdu-chastnim-gosudarstvennim-i-nekommercheskim-sektorom-opit-ssha.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/48-socialnaya-politika-o-schetnoj-palate-goroda-tomska.html
  • occupation.bystrickaya.ru/nepoznannij-kosmos-bibliograficheskij-ukazatel-45-let-so-dnya-pervogo-polyota-v-kosmos-yuriya-alekseevicha-gagarina.html
  • student.bystrickaya.ru/17-quake-4-20-stalnie-monstri.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zagadki-i-paradoksi-zamechaniya-v-otnoshenii-istochnikov-i-perevoda-mifa.html
  • education.bystrickaya.ru/-30-yazikovie-normi-sostavlenie-teksta-dokumenta-kniga-predstavlyaet-soboj-pervij-akademicheskij-uchebnik-po-kulture.html
  • lesson.bystrickaya.ru/uchenie-o-porode.html
  • spur.bystrickaya.ru/liki-seksualnosti-seksualnost-robert-crooks-karla-baur-our-sexuality-8th-ed-2002.html
  • esse.bystrickaya.ru/razdel-1-obshie-polozheniya-pravitelstvo-moskvi-postanovlenie-ot-10-fevralya-2004-g-n-77-pp-o-merah-po-uluchsheniyu.html
  • assessments.bystrickaya.ru/brosim-nds-na-vesi-rossijskaya-biznes-gazeta-kolodina-irina-07022006-5-str-1.html
  • tests.bystrickaya.ru/kursovaya-rabota-po-kursu-matematicheskaya-statistika.html
  • thesis.bystrickaya.ru/problemnij-perehod-na-novij-uroven-monitoring-sredstv-massovoj-informacii-9-noyabrya-2010-goda.html
  • writing.bystrickaya.ru/audit-ucheta-zatrat-na-proizvodstvo-produkcii-rabot-uslug.html
  • tests.bystrickaya.ru/krasota-nastoyashaya-i-obmanchivaya-v-skazkah-i-rasskazah-posobie-po-vospitaniyu-v-seme-i-shkole.html
  • bystrickaya.ru/ustojchivost-mikrobov-k-antibiotikam.html
  • tasks.bystrickaya.ru/12-cluzhebnie-auxiliares-1-1-1-sushestvitelnie-muzhskogo-roda.html
  • composition.bystrickaya.ru/polozhenie-o-konkurse-odin-den-v-armii-lichno-komandnoe-pervenstvo.html
  • tests.bystrickaya.ru/maloobyomnie-maslyanie-i-vakuumnie-viklyuchateli.html
  • tests.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-gou-kk-kkidppo-o-prioritetnih-napravleniyah-uchebno-metodicheskogo-processa-v-obsheobrazovatelnih-uchrezhdeniyah-krasnodarskogo-kraya-stranica-9.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-vii-rituali-zamesheniya-literatura-o-mesopotamskoj-magii-1959-2000.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tema-vodolechenie.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.