Файл: Лехт Р.И. Теория трубных решеток кожухотрубных теплообменников в элементарных функциях.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.08.2024

Просмотров: 56

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

-

86

 

и> 45IP

 

 

^"4LS

Тр-яМ

J

0 5 5 )

Нетрудно убедиться в том, что максимальный прогиб В08-

никает в центре решетки при

р^О

 

4В(зу)Р* 1 5 М , f r t i - M *

0

56)

9 Щ у № _ М г '

 

9011+г)Ъ*1фу)ь#*М№

Тг нБЛ

 

Район вовникновения максимального напряжения определя­

ется степенью влияния деформации края кожуха. При достаточ­

но большой толшине кожуха, а следовательно, и значительной его жесткости решетка работает в условиях, нриближаюшихся

к вашемленньм по краю и в соответствии с этим максимальное напряжение возникает в заделке. В атом случае максимальное

напряжение определится

подстановкой p-R в уравнение для ф

■в (155):

J

-87

л=-Ж М !_ ,,

 

 

5fi-/<)Tp.R I1

EK&

 

 

(157)

 

 

 

 

 

 

С уменьшением толщины кожуха значение его

жесткости

падает.

В этих условиях

решетка

больше напоминает свобод­

но опертую по краю, чем

защемленную по контуру,

и максималь­

ное напряжение

определяется подстановкой^3 О в уравнение для

Срр

из (155):

 

 

 

 

 

'А-Лая" *=

Ей: Н

- Г Г М У

Ш и - Р ,

Л^нЕкЛ

RV

У

(158)

W m ^ [ [ \ T l r R

 

J

 

 

Критическая толщина стенки

кожуха,

при которой

проис­

ходят описанные выше качественные изменения в работе решет­

ки, определяется

из

соотношения:

 

 

 

б?” =-<*!'

 

(159)

 

 

‘-'та* •

Куток -

 

Решение (1591 относительно

дает:

i f

'45(M]/27U-A?ЖШ*}%'

. 2(]-/•']Tp.RЕй(Ф-

<fy) |-

(iao)

Здесь

бкр

-

критическая

толщина

стенки кожуха в м;

dpudp

-

напряжения в решетке, определяемые урав-

j>=/!

р«0

 

 

 

 

 

 

„ п

 

нениями (-55)

и (46).

 

 

 

,Решетка теплообменника с линзовым компенсатором

Поскольку для случая теплообменника с линзовым компен­ сатором постоянная интегрирования С равна нулю, что выте­ кает.из условия равенства нудю-прогиба1 в центре решетки,

уравнения деформаций и напряжений в решетке (150) после подстановки из (59) принимают вид:

- 88 -

,

ar

f-

(1 61)

_ j >

4■q5-Jii( М-'.rwKВк3тШу кР д

° ' < =

'

Деформации и напряжения в решетках теплообменников, пог лужесткой конструкции с учетом влияния деформации края ко­

жуха характеризуются зависимостями, получаемымнв результате

сложения уравнений (131) с уравнениями

(31).

 

'

Максимальный прогиб определяется подстановкой в урав­

нение упругой линии значения j3»R .

 

 

 

Максимальные напряжения, также как

и в предыдущем слу­

чае,

возникают в зависимости от толщины стенки кожуха

при

 

 

*

 

 

 

*

(132)

 

 

 

I

Воспользовавшись соотношением (130), найдем критическую толщину станки кожуха:

 

 

 

(163)

Здесь

следует отметить,

что принимаемые

в практике тол-

N

 

 

как правило, пре­

щины стенки кожуха теплообменных аппаратов,

вышают 5ир

и, следовательно,

максимальное напряжение в ре­

шетке теплоооменника полужесткой конструкции определяется

величиной

<5йо» (147).

 

 

 

-

89

 

 

 

Решетка теплообменника с плавающей головкой

Постоянная

интегрирования С

для

случая

теплообменника

с плавающей головкой равна:

 

 

 

С

ffnd>K

Ур-Л •

 

 

(164)

 

 

 

Подстановка

ив (84)

и С

ив (164) в уравнение

(150) дает:

 

 

 

 

 

,Р- , Л (Ж Р к Ч 1 ф

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

(165)

4 s"

з(№)1)к*ЕЬ11*

 

 

 

 

 

 

 

Окончательно уравнения для

деформаций

и напряжения в

решетке теплообменника с плавающей головкой с учетом дефор­

мирующего влияния

кожуха

получим,

складавая

зависимости (165)

с зависимостями (86).

 

 

 

 

 

Максимальный прогиб возникает в центре решетки npHJ>*0.

 

Район возможного возникновения максимального напряже­

ния в решетке аналогично предыдущим случаям определяется

координатами p»R

и р -0

:

 

 

 

 

ЕД<ЦГ

.

Е Д

 

 

 

' * 1 1 у Щ 1 у ) Я * М ь П 1

 

 

 

 

 

 

 

 

>

< С

 

6D+U1 « D + x r f , 2 Ш 3 ' .

(166)

Щ -/М У'М ^/<)кгнг]

Кг

Кг

fx

 

 

 

1

-УО -

Критическая толщина стенки кожуха определяется из

соотношения (160):

 

"1

и*Г

(167)

 

Расчеты показывают, что арубные решетки применяемых- в

производственной практике теплообменников с плавающей го­ ловкой работают в условиях весьма близких к защемленному по контуру и, следовательно, максимальное напряжение в них определяется первым ив уравнений (135).

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Цель настоящего исследования - получение зависимостей,

характеризующих нагруженное состояние трубной решетки кожу-

хотрубного теплообменника, в элементарных функциях - пред­ ставляется нам достигнутой. При этом рассмотрены наиболее распространенные в технике конструкции тепяообменных аппа­ ратов. Полученные уравнения максимальных прогибов и напря­ жений, благодаря их относительной простоте, поэволяют за­ метно упростить методику расчета трубных решеток и дела)#*

ее более приемлемой в повседневной инженерной практике.

Вместе с тем сопоставление расчетных данных с данными эксперимента позволяет сделать вывод о достаточной досто­

верности расчета, а следовательно, и о его надежности. Та­ ким образом, конструктор получает довольно прлетую методику

выбора конструктивных размеров и оценки работоспособности решетки. Таков практический результат данной работы.

С другой стороны уместно будет сказать о некотором тео­

ретическом аспекте данного исследования. Примененный' для

решения задачи о трубной решетке

метод,

суть

которого

вы­

ражена шестым допущением главы 1,

может

быть

приложен

к

ряду инженерных задач, так или иначе сводимых к случаю

-

пластины на упругом основании. Инженерная практика доволь­ но часто сталкивает нас со случаями, когда жесткость рас­ сматриваемого как упругое основание сооружения настолько велика, что опирающаяся на него деталь-пластина изгибает­ ся в поверхность с незначительной кривизной, в результате чего приращение угла поворота сечения пластины мало и его

Смотрите также файлы