Требования, предъявляемые к основным М и АХП.

1. Механическая прочность – способность выдерживать механическую нагрузку не разрушаясь;

2. Устойчивость – способность аппарата в рабочем состоянии сохранять свою первоначальную форму;

3. Долговечность – понимается срок службы (обычно 10 – 15 лет);

4. Герметичность – способность не пропускать рабочую среду под давлением;

5. Простота устройства, изготовления, обслуживания и ремонта;

6. Технологичность конструкции – (простота и невысокая стоимость оборудования) стандартизация и нормализация узлов и деталей и правильный выбор допусков;

7. Надежность и безопасность во время эксплуатации – наличие клапанов, предупредительных ограждений и т.д.;

8. Транспортабельность – "доставить и собрать";

9. Высокая производительность и КПД;

10. Стабильное обеспечение требуемых технологических режимов в условиях непрерывного производства;

11. Удовлетворение требованиям технологической и конструктивной эстетики.

Общий порядок расчета и конструирования.

1. Изучаются основные технические требования, предъявляемые к оборудованию и условия его эксплуатации.

а) назначение и среда;

б) технические характеристики оборудования (производительность, поверхность теплообмена, мощность и т.д.);

в) параметры технологических процессов (давление, температура).

2.Выбор основного конструктивного материала.

3. Составляем расчетную схему рассматриваемого элемента, определяемся с габаритными размерами, производим расчет по главным критериям работоспособности:

а) расчет на механическую прочность производят по внутреннему избыточному или наружному давлению, данному расчету должны подвергаться все основные узлы и детали машин и аппаратов.

Давление, как нагрузка, воспринимаемая аппаратом, в прочностных расчетах принимается статической (медленно возрастает с 0 до максимального значения, а затем не меняется).

б) расчет на устойчивость производят для аппаратов, испытывающих действие избыточного наружного давления, а так же осевых и поперечных нагрузок;

в) расчет на усталость необходимо производить только в том случае, если число циклов нагружения за весь срок эксплуатации оборудования будет >1000 и колебания нагрузок превышают 15%;

г) проверяется прочность в зонах краевого эффекта (переход от днища, лаз).

Выбор основных расчетных параметров.

Давление.

а) рабочее давление (Р).

– максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании процесса без учета гидростатического давления среды и без учета кратковременного повышения давления во время работы предохранительных клапанов или других предохранительных устройств.

б) расчетное давление (Р_р)

– это то давление по которому производят расчет на прочность.

Если в аппарате нет среды, то ;

Если в аппарате есть рабочая среда, то

если , иначе ,

где Р_г – гидростатическое давление.

, (для сфер h = d).

в) пробное давление – это то давление, на котором испытывают аппарат после его изготовления, а так же периодически во время эксплуатации.

 Пробное давление рассчитывается в зависимости от расчетного.

Сосуды	Расчетное давление, Рр, МПа	Пробное давление, Рп, МПа
Все, кроме литых
Литые	Не зависимо от давления

 – допускаемое напряжение материала рассчитываемого элемента при температуре 20­­­­⁰С.

 – допускаемое напряжение материала рассчитываемого элемента при расчетной температуре.

г) условное давление – понимают избыточное рабочее давление среды при температуре 20­­­­⁰С (без учета гидростатического давления).

Температура.

Различают:

а) рабочая температура – при которой протекает рабочий процесс (температура среды) t;

б) расчетная температура – за расчетную температуру принимают (t_p):

· при положительных температурах внутри аппарата – наибольшее значение температуры стенки;

· при отрицательных температурах внутри аппарата или 0⁰С – за расчетную принимают температуру равную 20⁰С;

· при наружном обогреве стенки аппарата открытым пламенем с температурой 250⁰С и больше (или электронагревателем), то за расчетную принимают температуру равную температуре среды, соприкасающейся со стенкой, увеличенной на 50⁰С (но не менее 250⁰С).

Допускаемое напряжение.

Различают:

а) допускаемое напряжение при расчетной температуре ([σ])

,

где  – нормативно допускаемые напряжения при расчетной температуре;

η – коэффициент, учитывающий вид заготовки.

Для листового проката η = 1.

Для отливок, подвергшихся индивидуальному контролю, неразрушающим методом η = 0,8.

Для всех остальных отливок η = 0,7.

б) допускаемое напряжение при температуре 20⁰С ([σ]₂₀)

,

где  – нормативно допускаемые напряжения при температуре 20⁰С.

,  – выбираются из таблиц методом интерполяции.

в) допускаемое напряжение при испытаниях ([σ]_п)

,

где – коэффициент запаса по пределу текучести при испытаниях;

 – предел текучести материала при температуре 20⁰С (из табл.).