ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет на прочность элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов из "Машины и аппараты химических производств" Расчет на прочность элементов кожухотрубчатых аппаратов проводят в соответствии с разработанным ВНИИНЕФТЕМАШем ОСТ 26.П85—81 (Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Элементы теплообменных аппаратов). Методы расчета распространяются на стал1 Ные, работающие при статических и повторно-статических нагрузках аппараты с неподвижными трубными решетками, компенсатором илн расширителем на кожухе, а также на аппараты с и-образными трубами и плавающей головкой. При этом следует учитывать все сочетания давлений в трубном и межтрубном пространствах и температур труб и кожуха, возможные при пуске, в рабочих условиях, при промывке или испытаниях аппарата, с целью определения экстремальных значений расчетных характеристик для каждого из элементов аппарата. [c.31] Прежде чем приступить к анализу приведенных в указанном стандарте расчетных зависимостей, рассмотрим деформации и нагрузки, возникающие в элементах кожухотрубчатых аппаратов при воздействии на них давлений и температур. [c.31] Если Рг Рх. т. е. коэффициенты теплоотдачи в трубном и межтрубном пространстве равны, то принимают = 0,5 ( г + 4). [c.32] например, Дк( Ат1. то при нагревании аппарата кожух сжимается на величину А , а каждая труба растягивается на величину Ау (условие совместности деформаций кожуха и труб). [c.32] Очевидно, что в общем случае поступательное перемещение трубной решетки может быть обусловлено действием не только разности температур труб и кожуха, но и давлений в трубном и межтрубном пространствах. [c.33] А р = р.Охр / т = 0,5р. (Рт Рм) т) /( т т) (1-1 ) где (X — коэффициент Пуассона рт и р — давления соответственно в трубном и межтрубном пространствах, МПа. [c.33] Условие совместности деформаций коя уха и труб при действии только давления имеет вид (рис. 1.30) Акр + А = —Ат + + Атр. [c.33] В рассматриваемом случае предполагаем, что решетка состоит из центральной перфорированной части 1 диаметром 2а и наружного неперфорированного кольцевого пояса 2 шириной а — (рис. 1.32). [c.34] Для аппарата с и-образными трубами, плавающей головкой и компенсатором на плавающей головке толщина трубной решетки, мм. [c.35] Толщина решетки, выполненной за одно целое о фланцем, должна быть не менее толщины кольца ответного фланца. [c.36] Для аппаратов, многоходовых по трубному пространству, толщина трубной решетки в сечении канавки, мм. [c.36] Деформация трубной решетки. При упрощенном расчете принято, что под действием напряжений от температуры и давления теплоносителей трубная решетка не деформируется, а перемещается поступательно. [c.37] Пусть трубный пучок растягивается приложенными по кон-туру трубных решеток силами Q (рис. 1.35, б). При этом решетки под влиянием изгибающих моментов М прогибаются, и вследствие этого в каждой из труб возникает осевая сила (г). С учетом площади, на которую она действует, можно определить распределенную нагрузку (давление) р (г) = N i r)]fi, где fi = na /i — площадь поверхности решетки, приходящейся на одну трубу. [c.38] Поскольку рассматриваем упругие прогибы решетки, распределенная нагрузка р (г) на решетку должна быть пропорциональна ее прогибу, т. е. [c.38] Уравнение (1.33) содержит две подлежащие определению величины— а и М. Для нахождения изгибающего момента М на наружном контуре решетки воспользуемся условием равенства углов поворота трубной решетки фр и фланца фф (в месте их соединения). [c.40] Уточненный расчет элементов теплообменных аппаратов типа Н и К выполняют для конструкций, не отвечающих требованиям упрощенного расчета. [c.41] Поскольку метод крепления теплообменных труб развальцовкой используют для пластичных материалов, можно считать, что остаточные напряжения в теплообменных трубах не превышают предела текучести, т. е. 0,5 тРост/Зт т. где От.т — предел текучести материала трубы, МПа. [c.43] Если условие прочности кожуха в месте соединения с решеткой не выполняется, можно установить переходный пояс увеличенной толщины высотой не менее 2 2as . [c.43] Проверку прочности устойчивости труб и узла крепления труб в решетке выполняют так же, как и при упрощенном расчете. [c.43] Вернуться к основной статье