Аппарат с мешалкой

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

А3=37,5*(702-2*1)=26250 мм2

 

Условие укрепления отверстия за счет стенки люка и оболочки выполняется если

 

А?А0+А1+А3(35)

А=3425 мм2 < 312+69433+26250=95995 мм2

.1.7 Фланцевые соединения

Герметичность фланцевого соединения обеспечивается правильным подбором материала прокладки и учетом действующих усилий. Элементы фланцевого соединения (болты и прокладки) проверяются на прочность.

Ширина прокладок b принимается в зависимости от типа и размеров фланцев.

Толщина прокладок sп зависит от марки материала.

Материал фланцев с учетам коррозионной стойкости принимается таким же, как и материал корпуса аппарата соприкасающийся с рабочей средой. Материал болтов (шпилек) выбирается по ГОСТ 28759.5 - 90 в зависимости от материала элементов корпуса аппарата.

Предварительно необходимо определить податливость болтов и прокладки (податливость - величина обратная жесткости, равна отношению деформации к вызывающей ее силе). Поскольку жесткость фланцев, как правило, значительно больше жесткости прокладки, податливостью фланцев можно пренебречь.

 

Таблица 9

Характеристика материала прокладки

МатериалsпКп[q], МПаqmin, МПаЕп, МПаК0Паронит по ГОСТ 481-80: ПМБ - маслобензостойкий32,51302020000,9

 

Податливость болтов соединения, м/н:

 

?б=eб/(zбEб20Аб)(36)

 

где h - высота диска фланца, м;

л=2h+sп+1мм=(2*35+3+1)*10-3=74*10-3 м - общая высота дисков фланцевого соединения;

 

dб - наружный диаметр резьбы болта, м;

 

eб=hл+0,5dб=(74+0,5*23)*10-3=85,5*10-3 м - приведенная длина для болтов, м;

б20 - модуль упругости материала болта при 200С, Па;б - число болтов в соединении(zб=32);

Аб минимальная площадь поперечного сечения болта(Аб=225*10-6 м2), м2

 

?б=85,5*10-3/32*2,15*1011*225*10-6=5,5*10-11 м/н

 

Податливость прокладки, м/н:

 

?п=К0sп/(?Dп.срbЕп20)(37)

 

где К0 - коэффициент обжатия (см. таблицу 9);=а-1мм=(14-1)*10-3=13*10-3 - ширина прокладки, м;

Dп - наружный диаметр прокладки, м;

 

Dп.ср=(Dп-b)=(763-13)*10-3=750*10-3 - средний диаметр прокладки, м;

 

Eп20 - модуль упругости материала болта при 200С, Па (см. таблицу 9);

?п=0,9*3*10-3/3,14*750*10-3*13*10-3*2000*106=4,4*10-11 м/н

 

Коэффициент внешней нагрузки ?, т.е. доля усилия от давления рабочей среды, передаваемая на болты соединения, рассчитывается с учетом податливости болтов и прокладки

 

?=?п/(?б+?п)(38)

?=4,4*10-11/(5,5*10-11+4,4*10-11)=0,44

 

Усилие от давления рабочей среды, Н:

 

Fд=pрв?D2п.ср/4(39)

Fд=0,9*106*3,14*(750*10-3)2/4=397406 Н

 

Усилие в болтах от температурных деформаций элементов фланцевого соединения (в условиях эксплуатации), Н:

 

Ft=[?лhл(tл-t0)-?бhл(tб-t0)]/(?п+?бЕб/Еб20)(40)

 

где tб, tл - температура болтов и люка соответственно

 

(tл=tр=1000С,

tб=0,97tр=0,97*100=970с ? 200С

 

при наличии теплоизоляции на аппарате;

t0=200С - начальная температура;

?л,?б - коэффициенты линейного расширения материалов люка и болтов (?л(20)=11,6*10-6 1/0С, ?б(20ХНЗА)=11,0*10-6 1/0С), 1/0С;

Еб,Еб20 - модуль упругости материалов болтов при температуре 200С и при рабочей температуре (Еб=Еб20=2,15*1011 Па,), Па;

Ft=[(11,6*10-6*74*10-3*(100-20)-11*10-6*74*10-3*(97-20)]/(4,4*10-11+

,5*10-11*2,15*1011/2,15*1011)=605,5 Н

 

Усилие, которое должно быть приложено к прокладке, чтобы обеспечивалась герметичность в рабочих условиях, Н:

 

Fп2=?Dп.срb0pрвКп(41)

 

где Кп - коэффициент материала прокладки (см. табл. 9);

b0 - эффективная ширина прокладки (b0=b при b ? 0,015 м), м.

 

Fп2=3,14*750*10-3*13*10-3*0,9*106*2,5=68884 Н

 

Усилие затяжки Fб1, действующее как на болты, так и на прокладку при монтаже, принимается наибольшим из двух значений, Н:

 

Fб1=Fп1=?Dп.ср0,5b0qmin(42а)

 

где qmin - минимальная удельная нагрузка на контактной поверхности прокладки, необходимая для заполнения неровностей уплотнительных поверхностей фланцев (см. табл. 9);

 

Fб1=Fп1=3,14*750*10-3*0,5*13*10-3*20*106=306150 Н

Fб1=Fп1=Fп2+(1-?)Fд+|Ft|(42б)

 

где температурное усилие Ft учитывается только в том случае, если оно меньше нуля (линейное расширение болтов больше, чем люка, что может привести к разгерметизации), тем самым предусматривается компенсация снижения усилия на прокладку в условиях повышенной температуры, путем увеличения усилия затяга болтов.

Fб1=Fп1=68884+(1-0,44)*397406=291431 Н

Fб1=max{Fб1;Fб1}(42в)

Fб1=306150 Н

 

При действии рабочего давления усилие на болты возрастает

 

Fб2=Fб1+?Fд+Ft(43)

 

где температурный коэффициент Ft учитывается в том случае, если оно больше нуля (линейное расширение болтов меньше, чем у люка, что приводит к увеличению нагрузки на болты в рабочих условиях).

 

Fб2=306150+0,44*397406+605,5=481614 Н

 

Запас герметичности проверяется по формуле:

 

nr=Fб1/(1-?)Fд ? [nr](44)

 

где [nr]=1,2 - нормальный запас герметичности.

nr=306150/(1-0,44)*397406=1,38 > [nr]=1,2

 

Проверка прочности болтов в условиях монтажа:

 

?б=1.3Fб1/zбАб ? [?б]20(45)

 

где коэффициент 1,3 учитывает крутящий момент, возникающий при затяжке болта из-за трения в резьбе;

[?б]20 - допускаемое напряжение в материале болтов при 200С, Па.

 

 

?б=1.3*306150/32*225*10-6=55,3*106 Па < [?б]20=230*106Па

 

Проверка прочности болтов в рабочих условиях:

 

?б=Fб2/zбАб ? [?б](46)

 

где [?б] - допускаемое напряжение в материале болтов при рабочей температуре, Па.

 

?б=481614/32*225*10-6=66,9*106 Па < [?б]=230*106Па

 

Проверка прочности материала прокладки:

 

q=Fб1/?Dп.срb ? [q](47)

 

где [q] - допускаемая удельная нагрузка на прокладку (см. табл. 9), Па.

 

q=306150/3,14*750*10-3*13*10-3=10*10