Kiểu buồng đốt: Thiết bị nhóm (các chi tiết, bộ phận không bị đốt nóng hay được cách ly với nguồn đốt nóng trực tiếp). Thiết bị không dùng để sản xuất và chứa ở các áp suất cao hoặc sản xuất hoặc chứa các chất cháy nổ, độc ở áp suất thường (loại II). Thân hình trụ hàn, là việc chịu áp suất trong, kiểu hàn giáp nối hai bên, hàn tay bằng hồ quang điện. Vật liệu chế tạo thép 12MX.
Tra bảng XII.4 [2 – 309]
giới hạn bền kéo: 𝜎k = 5,50.108 (N/m2) giới hạn bền chảy: 𝜎c = 2,40.108 (N/m2)
Ứng suất cho phép của thép 12MX theo giới hạn chảy là: [𝜎c] = 𝜎𝑐
𝑛𝑐. 𝜂 [2 – 355]
Ứng suất cho phép của thép X18H10T theo giới hạn kéo là: [𝜎k] = 𝜎𝑘
𝑛𝑘. 𝜂 [2 – 355]
Với nc, nk: hệ số an toàn theo giới hạn chảy, giới hạn kéo của thép 12MX. Tra bảng XIII.3 [1 – 356] ta có: nc = 1,5; nk = 2,6
ƞ: hệ số điều chỉnh, tra bảng XIII.2 [1 – 356] ta chọn nhóm thiết bị I, loại thiết bị II ➔ ƞ = 0,9
Như vậy ta có: [𝜎c] = 2,20.10
8
[𝜎k] = 5,5.10
8
2,6 .0,9 = 1,44.108 (N/m2) Vậy ứng suất cho phép của vật liệu là:
[𝜎]= min {[𝜎𝑐], [𝜎𝑘]} = [𝜎𝑐] = 1,44.108 (N/m2) Ta có công thức tính chiều dày phòng đốt là:
S = 𝐷𝑡.𝑃𝑏
2.[𝜎].𝜑 − 𝑃𝑏 + C (m) [2-360]
Trong đó:
Dt: đường kính trong phòng đốt, m
[𝜎]: ứmg suất cho phép của vật liệu, N/m2
𝜑: hệ số bền hàn của thanh trụ theo phương dọc, ta chọn hàn bằng tay với Dtr 700 mm, thép 12MX nên 𝜑 = 0,95
C: là tổng các hệ số: hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai chiều dày (để chống ăn mòn khi gia công)
C1: bổ sung do ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian của thiết bị làm việc. Chọn C1 = 1mm
C2: đại lượng bổ sung do hao mòn, C2 chỉ tính đến trong trường hợp nguyên liệu có chứa các hạt rắn chuyển động với vận tốc lớn nhất ở trong thiết bị. Thông thường ta chọn C2 = 0
C3: đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày tấm vật liệu. Chọn bề dày tấm thép bằng 4 cm
Theo bảng XIII.9 [2 – 364], Chọn C3 = 0,4.10-3 (m)
C = C1 + C2 + C3 = (1 + 0).10-3 + 0,4.10-3 = 1,4.10-3 (m) Pb: áp suất bên trong thiết bị
Môi trường làm việc là hỗn hợp hơi – lỏng, áp suất được tính như sau: Pb = Pmt + P1 = Pmt
Pmt: áp suất hơi trong thiết bị = 5,0 at = 5,0.9,81.104 = 490500 (N/m2) Pb: áp suất hơi đốt = 490500 (N/m2)
P1: áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng: p1 = 𝜌𝐻𝑔. Trong đó:
𝜌: khối lượng riêng của nước, 𝜌 = 997,08 (kg/m3) H: chiều cao cột nước, lấy H = 6 m (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2) P1 = 𝜌𝐻𝑔 = 997,08.6.9,81 = 58688,13 (N/m2) Vậy chiều dày là:
S = 𝐷𝑡.𝑃𝑏
2.[𝜎].𝜑−𝑃𝑏 + C =
0,8.490500
2 .1,44.108 .0,95−490500 + 1,4.10
-3 = 0,00284 (m) Quy chuẩn theo bảng XIII.9 [1 – 364] lấy S = 5 mm.
* Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử (dùng nước):
𝜎 =[𝐷𝑡+(𝑆 − 𝐶)]𝑝𝑜 2.(𝑆 − 𝐶).𝜑 < 𝜎𝑐 1,2, N/m 2 (XIII.26 [2 – 365]) Ta có: 𝜎𝑐 1,2 = 240.106 1,2 = 200.10 6 [N/m2]
Po: áp suất thử tính toán được theo công thức: po = pth + p1
pth: áp suất thử thủy lực lấy theo bảng XIII.5 [2 – 358]. Với thiết bị kiểu hàn, làm việc ở điều kiện áp suất từ 0,07 đến 0,5.106 N/m2 ta có:
pth = 1,5. phđ = 1,5.5.9,81.104 = 735750 (N/m2)
P0= Pth + P1 =735750 + 58688,13 = 794438,13 (N/m2) Thay vào công thức ta có:
𝜎 =[0,8 + (5 − 1,4).10 −3 ].794438,13 2.(5 − 1,4).10−3.0,95 = 93,33.10 6 [N/m2] 𝜎 < 𝜎𝑐 1,2 thỏa mãn
Vậy chiều dày phòng đốt là S = 5mm, C = 1,4.10-3 (m)