Расчетные формулы применимы для эллиптических днищ при условии



Полушаровые (полусферические) днища

Обычно такие днища применяют в аппаратах большого диаметра. Днища изготавливают сваркой штампованных лепестков, имеющих одинаковую кри­визну. Расчет толщины стенки производят по формуле для эллиптических днищ.

Плоские круглые днища и крышки

Плоские днища и крышки просты в изготовлении, дешевые. Они находят применение в аппаратах, работающих при атмосферном или небольшом внутреннем или наружном избыточном давлении. В случае повышения давления толщина крышек, а, следовательно, и их масса, резко возрастает, и их использование становится нерациональным. Исключением являются днища кованых аппаратов, в которых по технологическим и экономическим соображениям, несмотря на высокое давление, и независимо от диаметра, плоские днища находят широкое применение.

Толщину плоских круглых днищ и крышек сосудов, работающих под из­быточном давлением, следует считать по формуле
(1.2)

где К	-	коэффициент конструкции днищ и крышек, является табличным значением; для днищ с дополнительным краевым моментом расчет следует вести по формуле (1.5);
K0	-	коэффициент, учитывающий ослабление днищ и крышек отверстиями;
D	-	внутренний диаметр цилиндрической части днища, м;
р	-	расчетное давление, МПа;
С	-	прибавка к расчетной толщине днища, м;
φ	-	коэффициент прочности сварного шва;
[σ]	-	допускаемое напряжение для материала днища, МПа.

Коэффициент, учитывающий ослабление днищ и крышек, имеющих одно отверстие диаметром d:

---

(1.3)

Величину К_одля днищ и крышек, имеющих несколько отверстий, следу­ет определять по формуле:

(1.4)
В конструкции данной лабораторной установки применена плоская крышка с дополнительным краевым моментом. Величину коэффициента для днищ данной конструкции следует рассчитывать по формуле:
(1.5)

где - коэффициент, определяется из отношения.
(1.6)

где R_n - реакция прокладки фланцевого соединения.
, (1.7)

где Dc.n.	-	средний диаметр прокладки, м;
	-
т	-	коэффициент, зависящий от материала и конструкции прокладки. Для плоской прокладки из паронита т = 2,5;
b0	-	эффективная ширина прокладки, b0 = 0,012;
QD	-	равнодействующая внутреннего давления QD= 0,785 р · D2c.n;
р	-	расчетное давление, МПа;
Dб	-	диаметр болтовой окружности, м.Dб = 0,52м.

Конические днища

Конические днища независимо от давления применяются главным обра­зом в вертикальных цилиндрических аппаратах, в нижней части их, в тех слу­чаях, когда это обусловлено технологическим процессом, исключающим при­менение эллиптических или плоских днищ. Эти днища применяются в следую­щих случаях:

1. 
   при необходимости удалять из аппаратов сыпучие или жидкости с большим содержанием твердых веществ;
   
2. 
   для лучшего распределения газа или жидкости по всему сечению ап­парата;
   
3. 
   в качестве конфузоров и диффузоров для постепенного изменения скорости жидкости и газа, что необходимо для уменьшения гидравлического со­противления аппаратов.
   

---

Расчетные длины переходных частей следует определить:

для конических обечаек по формуле
(1.8)
для цилиндрических обечаек по формуле
(1.9)
для штуцеров по формуле

(1.10)
где - половинный угол при вершине конической обечайки.

Расчетный диаметр гладкой конической обечайки следует определять по формуле

(1.11)
Расчетная формула для определения толщины стенки применима при от­ношении между толщиной стенки и диаметром в пределах

Гладкие конические обечайки, нагруженные внутренним избыточным давлением, рассчитываются по формуле
(1.12)
1.2 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Основными элементами установки (рисунок 2) являются емкости 1 и 2, состоящие в свою очередь из пары днищ: 1 - эллиптического и сферического днища, 2 - плоского и конического днища.

Рабочее давление создается насосом 5 и измеряется манометрами 6 и 7.

Предварительное заполнение емкостей маслом производится шестерен­чатым насосом 4 из бака 3. Заполнение емкостей можно производить в отдель­ности и одновременно с помощью вентилей 9,11,12.

В результате действия давления в материале днищ возникают деформации, которые воспринимаются тензодатчиками, наклеенными на ее поверхность. Для каждой исследуемой точки на поверхность днищ наклеены два тензодатчика, один для измерения меридиональных, другой - для кольцевых деформаций (напряжений).


1, 2 - исследуемые емкости; 3 – бак для масла; 4 - шестерен­чатый насос; 5 – ручной насос; 6, 7 – манометр; 8 - коллектор; 9-14 – вентили

Рисунок 2 – Принципиальная схема установка
1.3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Работу по определению напряжений в днищах различной формы проводят в следующем порядке.

Проверить заполнение маслом емкостей 1 и 2. Для заполнения емкости 2 открыть вентили 11 и 13. Масло, заполняя систему трубопроводов и емкость 2, вытесняет находящийся в них воздух. Как только прекратится выход пузырьков воздуха, закрыть вентиль 13 и открыть вентиль 9 для заполнения маслом емко­сти 1. Для стравливания воздуха из емкости 9 открыть вентиль 14.

---

После заполнения системы маслом закрыть вентили 13,11,9,12.

Для создания заданного давления использовать ручной насос 5. Открыть вентиль 9 и, контролируя по манометру 6, нагрузить исследуемую емкость 1 до заданного давления. Затем закрыть вентиль 9. Открыв вентиль 11, нагрузить емкость 2, контролируя давление по манометру 7, затем закрыть вентиль 11.

Техническая характеристика установки:

внутренний диаметр, м 0,4;
толщина стенки

эллиптического днища, м 0,006;

сферического днища, м 0,006;

плоское днище, м 0,022;

конического днища, м 0,005

половинный угол при вершине конической

обечайки, α, град 45
1.4 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Расчет напряжений проводится по следующей формуле:

а) для одномерного напряженного состояния
(1.13)
б) для двухмерного напряженного состояния
; (1.14)

где σk	-	кольцевое напряжение, МПа;
	-	осевая деформация;
E	-	модуль упругости материала днищ (для стали Е=2,1·105 МПа);
μ	-	коэффициент Пуассона, μ= 0,3.

1.5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ

Экспериментальные значения напряжений в днищах необходимо сравни­вать с теоретическими значениями, которые следует определять по нижеприве­денным формулам.

Для эллиптических и полусферических днищ величина напряжений опре­деляется по формуле

, (1.15)
где S - исполнительная толщина крышки.
Для плоской круглой крышки днища с дополнительным краевым момен­том:

(1.16)

Для конического днища:
(1.17)
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.

---

Дать анализ конечных результатов. В отчет необходимо включить:

а) схему установки и ее описание;

б) полный расчет искомых величин;

в) таблицу измеренных и расчетных величин;

г) выводы по работе.

Лабораторная работа №2

Измерение и расчет напряжений, действующих в стенке цилиндра
ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. 
   Экспериментально произвести замеры и рассчитать безмоментные мем­бранные и краевые напряжения в стенке цилиндра от действия внутреннего давления и осевой силы.
   
2. 
   Произвести теоретический расчет безмоментных и краевых напряжений при заданном давлении.
   
3. 
   Сравнить теоретически рассчитанные напряжения с экспериментальными данными.
   

2.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Теоретический расчет безмоментных (мембранных) напряжений.

2.1.1 Расчет мембранных напряжений в стенке цилиндра от действия внутреннего давления производят по формулам:

а) кольцевое напряжение

(2.1)

где P	-	внутреннее давление, МПа;
Dcp	-	средний диаметр цилиндра, м;
δ	-	толщина стенки цилиндра, м;

б) осевое напряжение

(2.2)
2.1.2 Расчет осевой сжимающей силы, компенсирующей величину σ_s, производят по формуле

(2.3)

где σs	-	осевое напряжение, МПа;
F1	-	площадь сечения стенки цилиндра, м2;
Dвн	-	внутренний диаметр цилиндра, м;
Dн	-	наружный диаметр цилиндра, м.

2.1.3 Расчет давления, которое необходимо создать в верхней полости гидроцилиндра, чтобы получить расчетное значение осевой сжимающей силы:

---

Смотрите также файлы

• Согласие на обработку персональных данных и использование предоставляемой информации Исполнительному директору Общероссийской общественногосударственной детскоюношеской организации Российское движение школьников.docx

• Вопросы к экзамену по дисциплине экономическая теория.pdf

• Изменчивость.docx

• Курсовая работа должна содержать исходные данные.docx

• Пні Химия за мерзімді жоспар блімі.doc