Расчет толщины стенок оболочек из условия устойчивости.

При проектировании толщины стенок рассчитываются по зависимостям для коротких оболочек (стандартная теплообменная рубашка на устойчивость не рассчитывается, так как образование вакуума в ней не предполагается).

а) Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки из условия устойчивости, мм:

   (16)

где Sцр2 - расчетная толщина стенки цилиндрического обечайки из условия

устойчивости, мм; Ррн - расчетное наружное давление (см. табл. 2), Па; ny = 2,4 -коэффициент запаса устойчивости; lц - расчетная длина цилиндрической обечайки,мм; Е- модуль продольной упругости материала оболочки, МПа; D - внутренний диаметр обечайки, мм.

При определении расчетной длины цилиндрической обечайки lц следует учитывать, что в аппаратах с теплообменной рубашкой она включает часть цилиндрической обечайки корпуса, закрытой рубашкой и часть днища. Ссылки на размеры корпусов и фланцев необходимые для расчета lц приведены на рис. 1 и в табл. 4

.

Рис. 1

Н1 - высота корпуса, мм; a1≈40 - ориентировочная высота отбортованной части эллиптической крышки (днища), мм; a2≈Hэл/3 =D/12=3200/12=266,66 – высота переходной части эллиптической оболочки, мм;

Таблица4 - Определение расчетной длины lц:

б)Расчетная толщина стенки эллиптической оболочки из условия устойчивости, мм:

              (17)

где D – внутренний диаметр обечайки, мм; K≈0.9 – коэффициент приведения радиуса кривизны эллипса; Рр.н – расчетное наружное давление, действующее на днище или крышку, МПа; nу=2.4 – коэффициент запаса устойчивости; E – модуль продольной упругости материала оболочки при расчетной температуре, МПа.

Определение исполнительной толщины стенок оболочек.

Определение толщины стенок оболочек аппарата из условий прочности и устойчивости было предварительным. Для каждой оболочки из двух вычисленных значений толщины выбирают большее расчетное значение:

Sцр=max{Sцр1; Sцр2}=11,1 мм,                                                                                  (18а)

Sэр=max{Sэр1;Sэр2}=11,081 мм,                                                                           (18б)

Окончательно исполнительную толщину стенки подбирают из ряда значений стандартной толщины листов. Для этого к максимальной расчетной толщине листа (Sцр,Sэр) добавляют прибавку сдля компенсации коррозии и с1 прибавку для округления толщины листа до стандартного значения. Прибавку с1 в каждом уравнении подбирают так, чтобы толщина стенки оболочки совпала со стандартной толщиной листа, при этом с1 должна быть не менее минусового допуска uна толщину листа.

Для стандартных крышек и днищ исполнительная толщина уточняется в зависимости от диаметра корпуса. Выражения для определения исполнительной толщины стенок оболочек корпуса имеют следующий вид:

а) для цилиндрической оболочки:

                                                                (19а)

б) для эллиптической оболочки (крышки, днища):

                                                       (19б)

Таблица5 – Расчетная и исполнительная толщина стенок оболочки