Расчет фланцевых соединений.

Принимаем крышку аппарата литую, выполненную совместно с фланцем. Толщину стенки принимаем равной толщине днища аппарата δ_К = 8 мм.

Определяем толщину круглого литого фланца:

где - расчетное усилие на один болт;

а - расстояние от центра болтового отверстия до стенки отбортовки;

Z = 30 – число болтов на фланце;

– диаметр окружности и сопряжения днища с фланцем (опасное сечение);

С = 0,005 м – конструктивная прибавка.

Рис. 6.1 Схема к расчету опасного сечения литого фланца

 

Опасными сечениями в литом фланце являются АВ и АС (по выточке).

Напряжение , возникающее от изгиба в сечении АВ, проверяем по формуле:

 

где

Принимаем условно

Условие прочности выполняется.

Сечение АС

 

Проверяем фланцевое соединение на плотность:

– условие выполняется.

К цилиндрической части аппарата фланец привариваем.

Определяем толщину круглого приварного фланца:

где β = 0,6 – коэффициент для фланцев с прокладками, занимающими часть торцовой поверхности и испытывающими напряжения изгиба от предварительной затяжки болтов.

 

Принимаем

Расчет укрепляющих элементов стенки аппарата, ослабленной

Отверстиями.

Вырезы для многих отверстий не требует укрепления в виде усиления их толстостенных штуцерами или накладным кольцом, если при заданном диаметре ослабление стенки сосуда полностью компенсируется общим утолщением ее с учета технологических, эксплуатационных и других требований.

Рассчитываем отверстие для выхода продукта.

Рассчитываем стенку патрубка.

Для патрубка выбираем стальную бесшовную холоднодеформируемую трубу из стали 20, для которой предел прочности [σ] = 420 МПа.

Коэффициент запаса прочности К = 3,8.

Определяем допускаемые напряжения:

– коэффициент, учитывающий сварной шов.

– внутренний диаметр патрубка.

Принимаем .

Определяем расчетный коэффициент:

– радиус кривизны в вершине эллиптического днища рубашки.

5.

Определяем допустимый наибольший диаметр не укрепленного днища отверстия:

=

Следовательно, отверстие в днище рубашки необходимо укреплять.

Определяем размеры укреплений:

=2 = 0,148 м - наружный диаметр укрепляющего кольца:

=2

Определяем диаметр отверстия в днище корпуса аппарата:

=2 450 = 900мм =0,9 м;

=

= .

Следовательно, в укреплении отверстия нет необходимости.

Рассчитываем отверстия для выхода пара.

Рассчитываем стенку патрубка.

=80 мм = 0,08 м – внутренний диаметр патрубка.

= = 0,00029 = 0,29 мм

Принимаем .

Определяем расчетный коэффициент:

Определяем допустимый наибольший диаметр неукрепленного отверстия в рубашке аппарата:

=

Следовательно, в укреплении отверстий в рубашке аппарата нет необходимости.

Рассчитываем стенку патрубка для выхода конденсата:

=35 мм = 0,035 м – внутренний диаметр патрубка для выхода конденсата.

 

= = 0,000128м = 0,128 мм

Принимаем .

Расчет опор аппарата.

Определяем массу теплообменного аппарата.

Обьем цилиндрической части корпуса:

Масса цилиндрической части корпуса:

Определяем объём цилиндрической части рубашки:

Масса цилиндрической части рубашки:

Определяем объём сферической крышки:

= = 35 см

= 1372

Масса сферической крышки:

Массу днищ эллиптических определяем по справочной литературе. Масса днища корпуса = 15 кг.

Масса днища рубашки = 23 кг

Масса всех остальных частей экстрактора принимаем в размере 10 % от суммарной массы всех ранее найденных составных частей аппарата.

= 126,7 кг

Определяем массу продукта, находящего внутри экстрактора.

Объём продукта принимаем в размере 75 % от внутреннего объёма экстрактора.

 

Продукт – молоко цельное, его плотность

Масса продукта:

Масса аппарата вместе с продуктом:

Определяем вес аппарата вместе с продуктом:

H

Определяем толщину ребра опоры теплообменного аппарата:

= 0,0008 м

где

= 80 Мпа – допускаемое напряжения на сжатие;

а = 100 мм = 0,1 м – вылет полета;

z = 2 количество опор;

G = 0,0032 МН – вес аппарата;

Принимаем

Определяем гибкость ребра:

= 135,1

Находим коэффициент уменьшения:

0,462.

 

 

Список использованной литературы

1. Соколов В.И. Основы расчета и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1992.

2. Михалев М.Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. – Л.: Машиностроение, 1984.

3. Кошелев И.В. Методические указания по курсу «Расчет и конструирование пищевых машин». – М.: Изд-во МТИПП, 1985.

4. Азамаров Б.М. Технологическое оборудование пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988.

5. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход. – М.: МИР, 1981.

6. Остриков А.Н. Практикум по курсу: «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств». Воронеж, 1997.

7. Харламов С.В. Конструирование технологических машин пищевых производств.- Л.: Машиностроение. 1979.

8. ГОСТы 24755-81. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

ГОСТ 14249-80. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укреплений отверстий.