Розрахунок товщини стінки циліндричного корпусу

Ємності, що працюють під тиском, діляться на тонкостінні й товстостінні. Тонкостінними вважають такі ємності, у яких відношення зовнішнього діаметру до внутрішнього дорівнює або менше 1,1.

Розрахунок ємностей і апаратів необхідно проводити на основі норм і методів розрахунку на міцність ємностей і апаратів. Товщина корпусу ємності або апарату, що працює під внутрішнім тиском:

м, (6.29)

де р_р – розрахунковий або робочий тиск, який дорівнює надлишковому

тиску, що виникає при нормальному протіканні робочого процесу в

апараті, МПа;

D_вн – внутрішній діаметр корпусу (циліндру), м;

σ*_доп – номінальна допустима напруга, вибирається у залежності від марки

сталі та температури стінки, МПа;

η – коефіцієнт, що враховує клас апарату; при обігріванні парою або

підігрітими газами вибухо- й пожежобезпечних або токсичних

речовин η = 0,9, для інших речовин η = 1;

j – коефіцієнт міцності зварного шва;

С – поправка на корозію і округлення товщини до стандартного розміру

металевого листа.

Розрахунок товщини днищ і кришок

Найбільше застосування мають еліптичні днища (рис. 6.16, б). Вони характеризуються діаметрами D_з і D_вн та висотою опуклої частини днища h.

Висоту опуклої частини днища не рекомендується приймати менше 0,2 D_вн. У разі, коли h/D_вн >0,3, товщина днища вибирається рівною товщині циліндричної частини апарату, оскільки міцність днища вища, ніж у циліндра.

Розрахунок еліптичних та сферичних (рис. 6.16, а) відбортованих днищ ємностей і апаратів, що працюють під внутрішнім або зовнішнім тиском, проводиться за формулою

(6.30)

де р_р, D_вн, σ*_доп, η, j і С мають ті ж значення, що і при розрахунку товщини обичайки за формулою (6.29);

h ≥0,2 D_вн – висота опуклої частини днища, м;

z= 1 -d/D_вн – коефіцієнт неукріпленого отвору;

d – діаметр неукріпленого отвору, м;

K – конструктивний коефіцієнт.

При внутрішньому тиску приймається K =1 для глухих днищ і K= 0,95для днищ з неукріпленими отворами; при зовнішньому тиску приймається K= 0,63для глухих днищ і K= 0,6 для днищ знеукріпленими отворами.

а	б	в	г	д

Рис. 6.16. Основні типи кришок і днищ:

а – сферичне; б – еліптичне; в – коробчасте; г – конічне відбортоване; д – конічне невідбортоване.

Конічні днища(рис. 6.16, г і д) застосовуються в теплообмінних апаратах, що працюють при незначних перепадах тиску, або коли необхідно забезпечити надійне видалення з апарату в'язких розчинів, суспензій та інших малорухливих речовин.

Товщина стінки конічного днища при α≤70° визначається:

а) по напрузі на вигин

(6.31)

б) по напрузі на розтягування

(6.32)

і приймається більше з двох значень.

При α> 70°

(6.33)

де р_р, σ*_доп, η, j і С мають ті ж значення, що і при розрахунку обичайки;

φ – коефіцієнт форми днища, залежить від половини центрального кута α;

D_p – розрахунковий діаметр, м.

Розрахунок плоских круглих днищ, приварених до корпусу, які працюють під внутрішнім тиском, проводиться за формулою

(6.34)

де р_р, σ*_доп, η, j і С мають такі ж значення, що і при розрахунку товщини

обичайки;

K =0,5÷0,6 – коефіцієнт, що враховує конструкцію днища, визначається

за довідковими матеріалами.