Задача на расчет сосудов под давлением

Расчет сосудов давления

Сосуды, работающие под давлением, относятся к категории промышленно опасного оборудования, поэтому к ним предъявляются повышенные требования. Действует ряд стандартов на изготовление этих изделий, а также на сосуды распространяются требования ТР ТС 031-2013. Все эти нормативы устанавливают обязательные сопроводительные документы, которые должны быть у сосудов. Один из них – расчет прочности устройств.

Расчет прочности на сосуды под давлением – это официальный документ, который показывает, какой запас прочности имеется у конкретного сосуда с учетом допустимых напряжений. Сам подсчет проводится в специальной программе, которая учитывает малейшие условия и влияния на изделия с целью установить показатель прочности по предельной нагрузке.

В качестве основных параметров учета используются тип предмета, его геометрическое строение, материал стенок, расположение опор, их материал, величина допустимой нагрузки, виды используемых материалов. Сам расчет представляет собой полный отчет по всем элементам устройства и агрегату в целом с конечными данными и промежуточными выводами.

Как получить расчет?

Самостоятельно производитель провести подобный расчет не сможет, поэтому он обращается в специализированный экспертный центр. Для проведения процедуры нужно предоставить экспертам ряд исходных документов:

· сборочный чертеж, чертежи отдельных комплектующих;

· спецификации, перечни деталей, материалов, ТУ или ГОСТ на них;

· общие виды отдельных сложных элементов;

· виды в разрезе на фланцевых соединениях;

· дополнительно могут потребоваться технические описания, иные проектные материалы.

Расчет проводится быстро и имеет официальный статус. Впоследствии документ вместе с иными техническими и эксплуатационными данными передается на государственную проверку для прохождения сертификации производства.

Расчет – это норматив, который официально подтверждает качество и безопасность выпускаемых изделий. Он является гарантом соответствия, что помогает повысить доверие клиентов, увеличить продажи.

Источник

РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОСУДОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВНУТРЕННЕМУ ДАВЛЕНИЮ

Тонкостенные цилиндрические сосуды, подверженные внутрен­нему давлению, имеют весьма широкое распространение в технике (трубопроводы, котлы и различного рода емкости, заполненные жидкостью или газом). Основной задачей при расчетах таких со-

судов является определение необходимой толщины их стенок.

Пусть имеется горизонтальный трубопровод внутренним диаметром D, заполненный жидкостью, находящейся под избыточ­ным давлением P. Под влиянием этого давления стенки трубопровода испытывают действие разрывающего усилия, стремящегося разорвать

трубопровод по его образующей. Таким образом, стенки трубопровода будут работать на растяжение.

Составим для участка трубопровода длиной L, обычное для та-

ких случаев уравнение прочности Q = [σp]f

где Q— разрывающее усилие; f— площадь сечения стенок, по ко­торой возможен разрыв; [σp] — допускаемое напряжение на растяжение.

Так как поперечное сечение трубы симметрично относительно ее оси, достаточно рассмотреть разрывающее усилие Q в какой-нибудь одной плоскости. Разрывающее усилие пред­ставит собой силу давления на полуцилиндрическую поверхность и будет равно давлению на проекцию этой поверхности на плос­кость, нормальную к направлению разрывающего усилия, т. е. будет Q = PDL

Так как разрыв стенок трубы возможен одновременно по двум сечениям 1-1и 2-2, площадь сечения, по которому возможен разрыв, будет f = 2δL где δ— искомая толщина стенки трубы (сосуда).

Подставляя полученные значения в исход­ное расчетное уравнение, получаем PD = 2δ[σp]

откуда находим δ = PD/2[σp] [71] рис. 23

Для вертикального цилиндрического сосуда (резервуара) диа­метром D, высотой Н, заполненного до краев жидкостью (рис. 23), разрывающее усилие Q определяется как горизонтальная состав­ляющая полного давления на полуцилиндрическую поверхность (равная давлению на проекцию этой поверхности на вертикаль­ную плоскость).

При этом изменением давления по высоте пренебрегают и ведут расчет по наибольшему давлению P = ρgh у основания сосуда. Если же сосуд состоит из ряда отдельных горизонтальных поясов, за расчетное давление для каждого пояса принимают давление у нижней его кромки.

Таким образом, получаем PhD=ρgh 2 D

Для определения толщины стенок имеем условие ρgh 2 D =2hδ[σp]

откуда δ = ρghD/2[σp] [72]

Определим теперь толщину стенок сосуда из условий сопротив­ления разрывающему усилию, направленному вдоль оси сосуда/ Разрывающее усилие Q в этом случае определяется умножением гидростатического давления р в сосуде у его крышки или днища на проекцию поверхности этой крышки на плоскость, нормальную к оси сосуда,

Сечение же, но которому возможен отрыв крышки от цилиндри­ческой части сосуда, определяется выражением F = πDδ’

Следовательно P

[σp] отсюда толщина стенок δ’ = [73]

т.е. в два раза больше чем в первом случае.

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 23 ; Нарушение авторских прав

Источник

ЗАДАЧА 4. Провести следующие расчеты, связанные с безопасностью при эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Провести следующие расчеты, связанные с безопасностью при эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Задача состоит из трех заданий.

Задание 1. Компрессор подает воздух давлением Р 2, кПа, при начальном давлении сжимаемого воздуха Р 1=98 кПа и температуре Т 1=288 К. В компрессоре применяется компрессорное масло марки 12 – М с температурой вспышки не ниже 216 °С.

Согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации воздушных компрессоров и воздухопроводов разница между температурой вспышки масла и температурой сжатого воздуха должна быть не менее 75 °С. Определить температуру сжатого воздуха и сделать заключение о возможности эксплуатации компрессора без охлаждения.

Задание 2. Воздухосборник компрессора имеет объем V, м 3, и рассчитан на давление Р 2, кПа. Определить мощность взрыва этого воздухосборника, принимая время действия взрыва τ=0,1, с.

Задание 3. Произошел взрыв баллона с ацетиленом. Определить, при каком давлении произошел взрыв баллона, если: толщина стенки баллона S = 4 мм; внутренний диаметр баллона D в = 200 мм; материал-сталь 20. по действующим нормам предельное рабочее давление в баллоне должно быть 2942 кПа.

Указания к решению задачи

Задание 1. Конечная температура сжатого воздуха определяется из уравнения адиабатического сжатия по формуле:

, К

где: Т1 – абсолютная температура воздуха до сжатия, К; Т2 – абсолютная температура после сжатия, К; Р1 – давление газа до сжатия, кПа; Р2 – давление газа после сжатия, кПа; m – показатель политропы (для воздуха m=1,41).

Полученный результат сопоставить с температурой вспышки компрессорного масла и сделать заключение о необходимости охлаждения компрессора.

Задание 2. Мощность взрыва сосуда находящегося под давлением воздуха определяется по формуле:

, Вт,

где: А – работа взрыва при адиабатическом расширении газа, Дж; τ – время действия взрыва, сек.

Работу взрыва определяют по формуле:

, Дж

где V – объем воздухосборника компрессора, м 3.

2. Толщина стенки цилиндрической части баллона определяется по формуле:

, см,

где: σ р – допустимое сопротивление стали на растяжение при температуре 20-250 °С, равное 137,2 ·10 6 Па; φ=1 – коэффициент прочности для бесшовных труб; С – прибавка на минусовые допуски стали, см зависит от толщины стенки баллона: S

Дата добавления: 2014-12-06 ; просмотров: 2574 . Нарушение авторских прав

Источник