Файл: Слюсарь, И. П. Тонкостенные аппараты, нагруженные внутренним давлением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.10.2024
Просмотров: 35
Скачиваний: 0
- 92
Коничеокие днища для тсшкостенньк аппаратов при соответствую щем оборудовании довольно технологичны в изготовлении, однако они не
очень компактны и значительно увеличивают высоту аппарата.
Конструктивно конические днища выполняются в 2 -х вариантах: с
отбортовкой и без отбортовки.
'Йшовьши для большинства сосудов и аппаратов в последнее время
приняты стальные конические отбортованные днища с углами при вершине
конуса 2 оС «60° по ГОСТу 12619 -67 и 2 <£ =90° по ГОСТу 1 2 6 2 1 -6 7 . В
соответствии с указанными стандартами, конические днища изготавливают
ся с |
внутренними базовыми размерами, S e n |
от 400 |
до 3000 |
мм и наруж |
|
ными |
от 273 м до 1020 мм. |
|
|
|
|
|
Конические отбортованные днища больших размеров |
1200мм) |
|||
изготавливают из двух основных |
элементов |
(р и с.49?; |
отбортованной (пе |
||
реходной) части I и конической |
части 2 . |
|
|
|
РИС.49
- 93 -
Дая расфты под внутренним давлением / *» 0 ,0 7 |
МН/М2 ( 0 ,7 |
кг/с»/*) |
обычно допускаются конические отбортованные днища. |
Конические |
иеотбор- |
тованные днища применяют для аппаратуры, работающей при давлениях ме
нее 0 ,0 7 мн/м2 . Правилами Госгортехнадзора СССР разрешается также при
менять неотбортованные конические днища для аппаратов, работающих под
давлением |
Р > 0 ,0 7 мн/м2 , |
если угол 2 cL не превышает 4 5 ° . В горизон |
|
тальных аппаратах, |
работающих под наливом й избыточным давлением |
||
/ * < 0 ,0 7 |
мн/ь/2, |
при |
> 1500 мм также целесообразно применение |
конических неотбортованных днищ с углом при вершине 2 с/ ~ МО^вместо
неотбортоваяных сферических и плоских днищ.
Конические стальные неотбортованные днища с углом при вершине
60° изготавливаются по ГОСТу 12620 -67 с внутренними базовыми размерами от 400 до 3000 мм и с наружными базовыми размерами от 273 до 1020 мм.
Эти же днища, но |
с углом при вершине |
9 0 ° , |
изготавливаются по РОСТу |
|
1 2 6 2 2 -6 7 . |
|
|
|
v |
ГОСТами 12623 -67 и 12624 -67 предусмотрены конические днищя с угла |
||||
ми при Еершине соответственно 120си 1 4 0 °, |
Стандартизованы также днища |
|||
из венипласта и фаолита. |
|
|
|
|
Прочность конусной оболочки в значительной степени зависит от ве |
||||
личины угла раствора конуса 2еР |
, |
|
|
|
В диапазоне |
изменения угла |
2 оС |
от |
0 до 180° конические оболочки, |
можно разделить |
на три группы (р и с.5 0 ) . |
|
РИС.50.
|
- S4 |
- |
I |
группа - конусы с углами |
раствора 2с£> 160°. Прочность этих кону |
сов |
приближается к прочности пластиной Поэтому такие пологие конусы |
можно приближенно рассчитывать как круглые пластинки.
П группа - конуоы о углами раствора 160°< 2 <^< 1 2 0 °, рассчитываются
по формулам конусных оболочек. Централиое отверстие в вершине конуса
при 2 ^ ^ 1 2 0 ° мало сказы вается на |
црочности |
конуса. |
Наоборот, при |
2 оС >■ 160° центральное отверстие |
существенно |
влияет |
на прочность, силь |
но ослабляя коническую оболочку и как бы превращает ее в кольцевую плас тинку.
Шгруппа - конуоы с углами раствора 2 ^ < 120° по прочности цриближа-
ются к цилиндрическим обечайкам. Поэтому наиболее употребительные ко
нические оболочки |
с углом 30° < |
2^к 8 0 ° для приближенных расчетов в |
||
неответственных случаях можно принимать за цилиндры, |
с диаметром рав |
|||
ным диаметру основания конуса. |
|
|
|
|
С целью снижения краевых напряжений переходные части конических |
||||
днищ рекомендуется |
выполнять как |
показано |
на р и с.5 1 . |
|
|
В этом случае толщину стенки днища опре |
|||
|
деляют исходя из наибольшего тангенциального |
|||
|
мембранного напряжения о учетом краевого ме |
|||
|
ридионального |
напряжения. |
¥аким образом, |
|
|
толщина стенки |
цилиндрической части |
ЖРИС.51
- 95 -
на расстоянии не менее I ( рис. 51) и конической чаоти днища на расстоянии не менее ( если угол при вершине 2 «^ < 1 4 0 °,
определяется по следующей формуле: х -
|
|
S - 7 *$£-'e (м)' |
«я, |
|
где у - |
коэффициент, зависящий от формы днища, и определяемый по |
|||
графику р и с .52 |
или по |
т а б л .? . |
|
|
Во всех олучаях |
толщина S, должна быть не менее |
толщины цилин |
||
дрической |
части |
аппарата. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
Э6 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За |
пределами указанного в ш е расстояния. |
толщину конического дни |
|||||||||||||||
ща определяют ш фррцуле |
|
|
» ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
/ |
„ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£c0t*CCV3g<»,-/>) |
С |
” |
f |
|
|
(64) |
|||||
гд е ЯЬр - расчетньй диаметр дница. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Для конических днищ с |
тороидальным переходом |
(с |
отбортовкой) |
||||||||||||||
|
|
|
= Фъ, - g [ t (/-eesd j+ s/и at/ % |
£ - ] , |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Радиуо отбортовки |
2 |
|
в |
этом случае |
выбирают йз |
конструктивных |
|||||||||||
соображений. ■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Допускаемое давление принимается равным наименьшему из двух зна |
|||||||||||||||||
чений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
4У&я*»г (f,-c) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Г |
-------- |
--------------- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
_ Л c o s У*G3 °r, ($*■ ~с ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Я/> + ЛссяоС С ?*' с ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
||
|
|
|
Значения коэффициента формы днища, |
у |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Уголок |
|
|
Отношение. */%) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
град |
io.oi 10,02! 0,03!O.C4!G,05!0,08!0,1010.1510.20!0.3010.40!0 |
|||||||||||||||||
|
10 |
|
1.4 |
1.3 |
L3 |
|
£.1 LI I.I LI |
|
|
LI |
|
|
|
|||||
|
20 |
|
2,0 |
1,8 |
1,7 |
1,6 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
|
|
|
|
I,I |
|
|||
. 30 |
|
2.7 |
2,4 .2,2 2,0 |
£.9 |
Ji7 |
if*6 1.4 |
■1,3 |
I.I |
||||||||||
|
45 |
|
4,1 |
3,7 3,3 |
3,0 |
2,6 |
2,4 2,2 |
1.9 |
|
1,8 |
1,4 |
I,I |
||||||
|
60 |
|
6,4 |
5,7 |
5,1 |
4,7 |
4,0 |
3,5 |
3,2 |
2,8 |
2,5 |
|
2,0 1,4 |
|||||
|
70 |
|
9,4 |
8,4 |
7,2 |
6,3 . 6,0 5,2 4,8 |
4,1 |
3,8 2,8 1,8 |
||||||||||
|
В соответствии с нормами Госгортехнадзора |
требуется, чтобы в стен |
||||||||||||||||
ке |
на |
расстоянии равном 0 ,5 |
(/ |
|
от |
дуги |
перехода |
по обе |
стороны |
|||||||||
от |
нее |
не было вы резов. |
При наличии вырезов прибавку на |
коррозию С |
удваивают. Во избежание перегрузки в переходной части днищ не следует располагать опоры.
- |
97 - |
|
l |
Рекомендуемая конструкция конических неотбортованных д а в о |
|
цилиндрической частью должна |
соответствовать приведенной на р и с.53, |
|
|
РИС.5 3 . |
|
|
|
Для ртих днищ расчетный диаметр |
|
|
|||
“ о®** - 2 s / n d |
**• |
|
|
||
Условно расчетный внутренний радаре отбортовки |
|
|
|||
|
Z |
= 0 ,0 1 |
я * * . |
|
|
Угол при Еершине |
2 d |
6 0 ° . |
. |
Д / |
|
чЮрмулы (6 3 ) и |
(64) |
|
S - c |
||
применимы при условии |
« |
co S eL |
|||
Толщина стенки |
конических неотбортованных днищ без |
цилиндричес- |
- 98 -
кой части , непосредственно приваренные к цилиндрическому корпусу ап парата, в ответственных случаях должна определяться по формуле (6 4 ) о
последундим учетом напряжения, вызванных краевыми силами и моментами.
Значения внутренних сил и моментов, возникающих в окрестности отыка от действия сил и моментов, даны в учебниках А , Д .Лемеш ева [ i ] и З.Б.Каф -
торовича / б /» |
оил 9 я моментов |
|
Порядок определения |
приведен ниже. |
|
§ 5 . Учет |
краевых сил и моментов |
Расчитывая оболочки, составляющие аппарат или сооуд, ми пред полагали, что каждая из оболочек работает самостоятельно и независимо от других связанных о ней оболочек или частей аппарата.
Во многих практических случаях такое.упрощение допустимо и не оказывает значительного влияния на результат инженерного р асчета.
Однако, в некоторых ответственных случаях такие упрощения могут при вести к созданию непрочной конструкция.
Рассмотрим в х а ^ о т в е примера сосу д , состоящий из цилиндричес кого корпуса и конического днища, нагруженный равномерно распределен ным газовым давлением Р ( р я о .5 4 ,а ) . Мысленно отделим днище от корпуса
(р н о .5 4 ,6 ), Заменив действие одной оболочки на другую силовыми факто-
o ' |
РИС.54, |
£ |
|
- |
99 - |
|
|
рами9 - / 7 7 |
( <5^ - |
распорная |
с а д а ), |
, |
В соответствии с уравненнямй безмоментной теория, удлинение |
||||
радиуса цилиндра от внутреннего давления |
|
|||
р |
р > * |
|
|
|
угол поворота сечения цилиндра ^ |
= О, |
|
||
Для края |
конуса, замкнутого |
у вершины, |
линейное перемещение |
в перпендикулярном к оса симметрии конуса направлений от действия
внутреннего давления |
р |
|
^ |
р $ г |
|
|
|
уго* поворота края конуса |
|
= Т в Т ёЗ й С |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
и>' |
3 |
|
. M |
*l , |
|
|
|
з |
£ S |
|
|
|
|
|
|
тх “ ~S~ |
|
|
|
|
||
|
Как видно из приведенных формул, ни линейные ни угловые де |
||||||
формации соединенных оболочек не равны между собой: |
|
||||||
|
H £ / V |
Wx * j |
|
|
|
|
|
|
Поскольку задачей конструирования является создание прочных |
||||||
и надежных аппаратов, то |
при рабочем давлении |
Р |
всегда должна |
||||
быть гарантировано равенство |
деформаций |
|
|
||||
|
\М/ |
“ |
1 |
|
|
|
(6 5 ) |
> |
</£ - 4>к |
] |
* - |
|
в том |
олучае, когда |
|
Это равенство |
может иметь место только |
имеется силовое взаимодействие между соединенными оболочками. По скольку деформации обеих оболочек в места стыка должны быть равны,
то каждая оболочка, деформкруяоь по-своему, примет новую фород
(р и с .5 5 ).
Если оболочки соединены гомогенно (наприйер, при помощи свар}
ки ), т о , очевидно, силовые факторы от взаимодействия одной оболочки
на другую распределяются равномерно по окружности стыка в виде ра диальных погонных сил P-Qp и меридиональных погонных моментов /г ? ,