Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 16 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
16
Dung lượng
6,45 MB
Nội dung
3/13/16 CHAPTER 5 TÍNH TỐN THÂN THIẾT BỊ GVGD -‐ Phạm Ngọc Hòa CHAPTER 5 Các nội dung trình bày ! Tổng quát – Thiết bị vỏ mỏng ! Các thông số tính bền ! Thân trụ ! Thân cầu 3/13/16 CHAPTER 5 TỔNG QUÁT – TB VỎ MỎNG GVGD -‐ Phạm Ngọc Hòa CÁC LOẠI THIẾT BỊ CHỊU ÁP ! Bình áp lực có áp suất làm việc lớn 0,7 kg/cm2, dung tích lớn hơn 25 lit; ! Nồi áp suất làm việc lớn 25 lit, nồi nung nước nóng có nhiệt độ lớn hơn 1150C ! Đường ống dẫn nước bảo hoà có đường kính từ 76mm trở lên, đường ống dẫn hơn nước hố nhiệt có đường kính từ 51 mm trở lên ! Đường ống dẫn khí đốt 3/13/16 TỔNG QUÁT THÂN TB – TB VỎ MỎNG ! Có nhiều dạng: trụ, cầu, hộp nón, ellip trịn xoay ! Thân thiết bị nằm ngang, đứng hoặc nghiêng ! Trong quá trình hoạt động, TB chịu các lực: ! Cột áp thuỷ tỉnh ! Cột áp trong phân bố đều (làm việc ở áp suất cao) ! Cột áp ngoài phân bố đều (làm việc ở áp suất thấp) ! Lực ly tâm (TB quay quanh trục) ! Hiệu ứng nhiệt hoặc ứng suất nhiệt ! Lực khối lượng: vỏ và nguyên liệu chứa trong đó TỔNG QUÁT THÂN TB – TB VỎ MỎNG Thiết bị vỏ mỏng: ! Thiết bị vỏ mỏng (thân mỏng) là thiết bị có chiều dày thân thiết bị: s ≤ 0,1.Dt 3/13/16 CHAPTER 5 THƠNG SỐ TÍNH BỀN GVGD -‐ Phạm Ngọc Hịa THƠNG SỐ TÍNH BỀN TÊN KÝ HIỆU Ứng suất cho phép khi kéo của VL [σ] (N/mm2) Ứng suất cho phép khi nén của VL [σn] (N/mm2) Ứng suất cho phép khi uốncủa VL [σu] (N/mm2) Ứng suất cho phép của thân khi chịu nén [σn]TB (N/mm2) Ứng suất cho phép của thân khi uốn [σu]TB (N/mm2) Ứng suất tương đương σtđ (N/mm2) Ứng suất nén trong thân do tác dụng của lực nén chiều trục σnP (N/mm2) Ứng suất do áp suất bên trong gây ra σnp (N/mm2) Ứng suất uốn trong thân do tác dụng của moment uốn σu (N/mm2) Ứng suất xoắn do moment xoắn bên ngoài gây ra τx (N/mm2) Ứng suất tiếp tại tiết diện ngang của thân τ (N/mm2) Giới hạn chảy của vật liệu σut Giới hạn bền kéo của vật liệu σBt 3/13/16 THƠNG SỐ TÍNH BỀN TÊN KÝ HIỆU Áp suất tính tốn p (N/mm2) Áp suất tính tốn cho phép [p] (N/mm2) Lực nén chiều trục tính tốn P (N) Đường kính trong của thân trụ Dt (mm) Đường kính ngồi của thân trụ Dn (mm) Hệ số bổ sung ăn mịn hố học Ca (mm) Bề dày tối thiểu S’ (mm) Bề dày thực S (mm) Hệ số bền mối hàn φh Hệ số thành dày β Hệ số an toàn của vật liệu nB Độ dẻo λ Thông số đặc trưng cho đại lượng áp suất tới hạn K CHAPTER 5 THÂN TRỤ GVGD -‐ Phạm Ngọc Hòa 10 3/13/16 THÂN TRỤ HÀN ! Thân trụ hàn phương pháp phổ biến để chế tạo thiết bị hoá chất làm việc áp suất dư đến 10N/mm2, áp suất khí quyển hay điều kiện chân không ! Một số điểm cần chú ý khi thiết kế thân hình trụ hàn: ! Tổng chiều dài các mối hàn là bé nhất ! Thân có thể théo chiều dài hay chiều ngang của tấm thép ! Mối hàn dọc và ngang cần phải giáp mối 11 BÀI TẬP – THÂN TRỤ HÀN ! Tính số lượng thép (phôi) để chế tạo bể chứa không nắp có dung tích 3m3, phơi có kích thước 1,2x2,4 m ! Tính giá thành phơi biết bề dày thân thiết bị 5mm, chế tạo từ thép CT3, giá thành 18.000 đồng/kg ! Tính tiền cơng chế tạo thiết bị Biết tiền công 50% giá thành phôi 12 3/13/16 BÀI TẬP – THÂN TRỤ HÀN Hướng dẫn: ! Thép CT3: G = 7.800 kg/m3 ! Chọn chiều cao tháp bằng chiều rộng phôi ! Tính thể tích thiết bị: V = (π.D2/4).H ! Tính chu vi thiết bị: X = π.D ! Tính số tấm thép (phơi): n = X/L 13 BÀI TẬP – THÂN TRỤ HÀN Hướng dẫn: ! Tính tiền: ! Tổng thể tích của phơi: V = L.R.S.n ! Tổng khối lượng của phổi m = G.V ! Giá tiền VL = m (đơn giá 1kg) ! Tiền công = 50%.giá thành vật liệu 14 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU ÁP SUẤT TRONG ! suất dư 100 at (10N/mm2) Pa P1 Là loại thân thường gặp, có thể đạt áp ! Có thể làm việc áp suất chân không áp suất thuỷ tỉnh ! p1 > pa Khi tính tốn bề dày, ta khảo sát hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào đường TB chịu áp suất trong kính thân ở áp suất thuỷ tỉnh, cụ thể: ptt = pm = p1 -‐ pa Dt, mm < 400 400 -‐ 1000 smin, mm 1000 -‐ 2000 2000 -‐ 4000 15 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU ÁP SUẤT TRONG Tính bề dày thực Tính bề dày tối thiểu S’ S = S’ + Ca Yêu cầu đáp ứng p, t, Ca Lựa chọn VL (các thơng số tính của VL) Kiểm tra áp suất cho phép P ≤ [p] 16 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU ÁP SUẤT TRONG CÁC CƠNG THỨC TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU [!] !! $ p $0,1$ ! s − C! ! !! +1 −1 0,5 D! ! s − C! +1 +1 0,5 D! D! p = !2,3 ! !! lg $ D! + 2C! $ 18 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU ÁP SUẤT NGỒI Tính bề dày thực Tính bề dày tối thiểu S’ S = S’ + Ca Yêu cầu đáp ứng p,t, Ca Kiểm tra áp suất cho Lựa chọn VL (các thông số phép p ≤ [p] tính của VL) Tính vịng tăng cứng 19 TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU (s’) ! ! Chiều dài tính tốn của thân, L ! L = H (trụ) (thân có lắp mặt bích, nối với 2 đáy phẳng) ! L = H (trụ) + (h (đáy)/3) (thân nối với 2 đáy elip (cầu)) ! L = l (bk < 0,1.L) ! L = l – bk (bk ≥ 0,1.L) Trong đó: ! l: khoảng cách tâm giữa 2 vòng tăng cứng liền nhau ! bk : bề rộng của vòng tăng cứng tiếp xúc với thân 20 10 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU ÁP SUẤT NGỒI KIỂM TRA ÁP SUẤT TÍNH TỐN CHO PHÉP p ≤ [p] ! − !! ! < < !! !! 1,5 ! ! ! ! − !! ≥ 0,3 ! !! !! !! !,! ! ! ! ! − !! < 0,3 ! !! !! !! !,! ! !! ≥ !! ! !!!! ! ! !! ! ! − !! ! ! − !! !! !! !! (! − !! ) !,! p = !0,649 ! ! ! =! !! !! !! + 1,02 ! − !! !!! ! !! ! ! ! ! !và!! > 5!!!tính!như!ống!chịu!áp!suất!ngồi! ! ! 21 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA LỰC NÉN CHIỀU TRỤC Tính bề dày thực Tính bề dày tối thiểu S’ S = S’ + Ca Yêu cầu đáp ứng p,t, Ca Lựa chọn VL (các thơng số tính của VL) Tính ứng suất nén chịu tác dụng của lực Kiễm tra ứng suất Tính hệ số kc và Kc 22 11 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA LỰC NÉN CHIỀU TRỤC TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU, s’ L ! D! s’! ≤ 5! s! = ! >!5! P ! ! D! !! s! = P ! ! D! !! ! Với φ = f(λ) à Tra đồ thị 23 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA LỰC NÉN CHIỀU TRỤC Tính hệ số kc Bảng giá trị kc D! ! 50! 100! 150! 200! 250! 500! 1000! 2000! 2500! 2(s −!C! ) kc! 0,05! 0,098! 0,14! 0,15! 0,14! 0,118! 0,08! 0,06! 0,055! ! TÍNH HỆ SỐ KC D! ! 2(s − ! C! ) Kc! ! 25 ÷ 250! K ! = 875 !!! k! ! E! >!250! Kc!=!kc! 24 12 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA LỰC NÉN CHIỀU TRỤC KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA THÂN CHỊU NÉN Hay 25 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA MOMEN UỐN Tính bề dày thực Tính bề dày tối thiểu S’ S = S’ + Ca Yêu cầu đáp ứng p,t, Ca Lựa chọn VL (các thông số tính của VL) Kiễm tra ứng suất Tính ứng suất uốn Tính hệ số ku và Ku 26 13 3/13/16 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA MOMEN UỐN TÍNH BỀ DÀY TỐI THIỂU, s’ Bảng giá trị kc D! ! 50! 2(s −!C! ) K u! 0,06! ! 100! 150! 250! 500! 1000! 2000! 2500! 0,12! 0,15! 0,17! 0,17! 0,14! 0,10! D! ! 2(s − ! C! ) K u! ! 200! 0,08! 0,07! TÍNH HỆ SỐ KC 25 ÷ 250! K ! = 875 !!! k! ! E! >!250! Ku!=!ku! 27 THÂN HÌNH TRỤ HÀN – CHỊU TD CỦA MOMEN UỐN KIỂM TRA ỨNG SUẤT CỦA THÂN KHI UỐN Hay 28 14 3/13/16 Thân chịu đồng thời chịu TD của áp suất ngoài – lực nén chiều trục – mômen uốn ! Bước 1: Xác định chiều dày thân theo trường hợp riêng, sau đó lấy trị số lớn nhất ! Bước 2: Điều kiện ổn định của thân đối với tiết diện bất kỳ Chú ý: Nếu thiếu thành phần nào, thành phần đó bằng 0 29 Thân chịu đồng thời chịu TD của áp suất ngồi – lực nén chiều trục – mơmen uốn Tính bề dày tối thiểu S’ (chọn giá trị lớn nhất các PP) Tính bề dày thực S = S’ + Ca Yêu cầu đáp ứng p,t, Ca Lựa chọn VL (các thơng số cơ tính của VL) Tính ứng suất xoắn Xác định ứng suất Tính ứng suất do áp tương đương suất Xác định điều kiện ổn định của thân 30 15 3/13/16 CÂU HỎI ??? 31 16 ... D! ! 50 ! 100! 150 ! 200! 250 ! 50 0! 1000! 2000! 250 0! 2(s −!C! ) kc! 0, 05! 0,098! 0,14! 0, 15! 0,14! 0,118! 0,08! 0,06! 0, 055 ! ! TÍNH HỆ SỐ KC D! ! 2(s − ! C! ) Kc! ! 25 ÷ 250 ! K ! = 8 75 !!!... !! $ p < $5, 5$ 5, 5$–$ 25$ Vật$liệu$ s! = !0 ,5 D! Kim$loại$giòn$ và$phi$kim$ ! !!! + !p − !1 $ ! !!! − !p s! = !0 ,5 D! − ! [!] !! ! p !! $ s! = 0 ,5 D! +!C! (! − !1)$ ! − !1 s! = 0 ,5 D! $ ! Kim$loại$dẽo$... D! ! 50 ! 2(s −!C! ) K u! 0,06! ! 100! 150 ! 250 ! 50 0! 1000! 2000! 250 0! 0,12! 0, 15! 0,17! 0,17! 0,14! 0,10! D! ! 2(s − ! C! ) K u! ! 200! 0,08! 0,07! TÍNH HỆ SỐ KC 25 ÷ 250 ! K ! = 8 75 !!!