Файл: Слюсарь, И. П. Тонкостенные аппараты, нагруженные внутренним давлением.pdf

- 51 -

бежные массовые силы уравновешиваются внутренними кольцевыми силами

от удельного веса материала оболочки (вращающейся сборочной единицы),

квадрнтоЕ угловой скорости и координаты X.

- 52 -

вращения оболочка 0 - 0 , очевидно, в осевом направлении никакие сила

метрах оболочки; для уменьшения тангенциального напряжения полезно

использовать в качестве конструкционного материала вращающейся

(л

оболочки материал, имеющий наибольшее соотношение -gr (например,

титан, высокопрочные стали и т . д ,) .

Ори большом числе оборотов радиус вращающейся оболочки

необходимо принимать по возможности малым. Следует также иметь в виду, что тангенциальные напряжения, как видно из вышеприведенных формул, не зависит от толщины стенки оболочки.

- 53 -

6 . Cflieпа .находящаяся под действие^ гидростатического давдендя.

Давление в точках параллельного круга радиуса t , р и с.32, поверх­ ности полусферы

получения второго независимого уравнения попользуем, как и в прежних

- 54 -

РИС.33.

Выразим высоту уровня жидкости через радиус сферы .

ность. Для этого используем тригонометрические функции половинного угла.

-56 -

ГЛ А-В А »П

ИНЖЕНЕРШЕ МЕТОДУ РАСЧЕТА АППАРАТ®, РАБОТАЮЩИХ

ПОД ВНУТРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ

§ I . Замечания о расчете аппаратов на прочность

В настоящее время существуют два принципиально различных мето­

да определения механической надежности сборочных единиц аппаратов и других конструкций.

Согласно теории упругости прочность определяется величиной до­

пускаемого напряжения, которое может быть допущено в любой части сборочной единицы и притом только в пределах упругих деформаций. Та­ кой метод называется методом предельных напряжений.

Согласно теории пластичности прочность сборочной единицы'опре­

деляется предельными нагрузкой иля состоянием для нее, по который устанавливают допускаемую рабочую нагрузку. Такой метод называется методом предельных нагрузок.

Так, например, для балка, лежащей на 2 опорах и нагруженной

сосредоточенной нагрузкой Р ,(р и с .3 5 ,с)предельное состояние при рас­ чете по методу предельных напряжений наступит тогда, когда напряжение

в крайних Еолокнах достигнет предельно допустимой величины.

Для хрупких материалов, это условие действительно ограничивает несущую способность балки, Так как дальнейшее увеличение нагрузки может вызвать появление трещин а последующее ее разрушение.

Для пластичных материалов при этом условии не исчерпывается несущая способность балки, так как по мере увеличения нагрузки край­ ние волокна начинают пластически деформироваться в связи с перераспре­ делением напряжений, несущая способность балки увеличивается до тех пор, пока напряжения во всех волокнах не достигнут предела текучести,

Pпред.

мш а /м о а гш ч еа ш

СЛ

•^3

£>

О

Й К .3 5 .,

-88 -

^рис.35,6) в этот момент в балке наступит состояние "пластического шарнира". Это и считается предельным состоянием балки при расчетах по методу предельных нагрузок.

Расчет сборочных единиц по методу предельных нагрузок, в срав­

нении с методом допускаемых напряжений, дает ощутимую разницу в раз­ мерах сечений в тех случаях, -когда напряжения неравномерно распреде­ лены по сечению.

В последнее время этот метод широко используется цри црочност-

ных расчетах толстостенных цилиндров, фланцевых соединений и других конструкций, изготовленных из пластичных материалов. При этом методе более полно используется несущая способность конструкции и вследствие этого уменьшается расход конструкционного материала и вес машин и ап­ паратов.

Тонкостенная химическая аппаратура, работающая под внутренним давлением, в большинстве случаев нагружена равномерно, поэтому ци­ линдрические, конусные, сферические оболочки и оболочки вращения других геометрических форм, как правило, рассчитываются по методу предельных напряжений.

При расчете конструктивных элементов химических аппаратов по любому методу необходимо избегать в их сечениях напряжений, пре­ вышающих предел текучести, так как это вызывает наклеп материала,

что ухудшает коррозионную стойкость в частях конструкции, омываемых агрессивными средами.

Подавляющее большинство химической аппаратуры работает в у с -'

ловиях изменения температуры и давления вследствие нестационарное™ режимов технологических процессов и вследствие их нарушения. Меняет­ ся также температура окружающего аппаратуру воздуха. Понижение тем­ пературы приводит к уменьшению вязкости металлов, что может оказать­