CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH
5. Tính bền cơ khí cho thiết bị cơ đặc
5.1. Tính cho buồng đốt
5.1.1 Sơ lược về cấu tạo
Buồng đốt có đường kính trong Dt = 1100 mm, chiều cao Ht = 2000 mm. Thân có 3 lỗ, ứng với 3 ống: dẫn hơi đốt, xả nước ngưng, xả khí khơng ngưng. Vật liệu chế tạo là thép khơng gỉ OX18H10T, có bọc lớp cách nhiệt.
5.1.2 Tính tốn
Bề dày tối thiểu S’:
Hơi đốt là hơi nước bão hồ có áp suất 3,2 at nên buồng đốt chịu áp suất trong là: pm = pD – pa = 3,2 – 1 = 2,2 at = 0,2157497 N/mm2
Áp suất tính tốn là: Pt = pm + ρgH = 0,2157497 + 0,785281.10-6 . 2 = 0,2158 N/mm2
Nhiệt độ của hơi đốt vào là tD = 132,90C, vậy nhiệt độ tính tốn của buồng đốt là: ttt = tD + 20 = 132,9 + 20 = 152,90C
Theo hình 1.2, trang 16, [6], ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở ttt là:
[σ]* = 119 N/mm2
Chọn hệ số hiệu chỉnh η = 0,95 (có bọc lớp cách nhiệt) (trang 17, [6]). Ứng suất cho phép của vật liệu là:
[σ] = η. [σ]* = 0,95.119 = 113,05 N/mm2
Tra bảng 2.12, trang 34, [6]: module đàn hồi của vật liệu ở ttt là E = 2,05.105 N/mm2
49
[𝜎].𝜑
𝑃𝑡 = 113,05.0,95
0,2158 = 497,67 > 25
Theo công thức 5-3, trang 96, [6]:
S’ = 𝐷𝑡.𝑃𝑡
2.[σ].𝜑 = 1100.0,2158
2.113,05.0,95 = 1,105 mm Trong đó:
φ = 0,95 – hệ số bền mối hàn (bảng 1-8, trang 19, [6], hàn 1 phía) Dt = 1100 mm – đường kính trong của buồng đốt
Pt = 0,2158 N/mm2 – áp suất tính tốn của buồng đốt
Bề dày thực S:
Dt = 1100mm ⇒ Smin = 4 mm > 0,66 mm ⇒ chọn S’ = Smin = 4mm (theo bảng 5.1,
trang 94, [6]).
Chọn hệ số ăn mịn hố học là Ca = 1mm (thời gian làm việc 10 năm). Vật liệu được xem là bền cơ học nên Cb = Cc = 0.
Chọn hệ số bổ sung do dung sai của chiều dày C0 = 0,4 mm (theo bảng XIII.9, trang
364, [2]) Hệ số bổ sung bề dày là: C = Ca + Cb + Cc + C0 = 1 + 0 + 0 + 0,4 = 1,4mm Bề dày thực là: S = S’ + C = 4 + 1,4 = 5,4 mm Chọn S = 6mm
Kiểm tra bề dày buồng đốt:
Áp dụng công thức 5-10, trang 97, [6]:
𝑆− 𝐶𝑎
𝐷𝑡 = 6−1
1100 = 0,0045 < 1 (thỏa)
50
[P] = 2.[𝜎].𝜑.(𝑆−𝐶𝑎)
𝐷𝑡+ (𝑆−𝐶𝑎) = 2.113,05.0,95.(6−1)
1100+(6−1) = 0,9719 N/mm2 > Pt = 0,2158 N/mm2
Vậy bề dày buồng đốt là 6mm
Đường kính ngồi của buồng đốt
Dn = Dt + 2S = 1100 + 2.6 = 1112 mm
Tính bền cho các lỗ:
Đường kính lỗ cho phép khơng cần tăng cứng (công thức 8-2, trang 162, [6]): dmax =3,7. 3√𝐷𝑡. (𝑆 − 𝐶𝑎). (1 − 𝑘) ; mm
Trong đó:
Dt = 1100 mm – đường kính trong của buồng đốt S = 6 mm – bề dày của buồng đốt
k – hệ số bền của lỗ k = 𝑃𝑡.𝐷𝑡 (2,3.[𝜎]− 𝑃𝑡).(𝑆−𝐶𝑎) = 0,2158.1100 (2,3.113,05−0,2158).(6−1) = 0,183 dmax =3,7. 3√1100. 113,05. (6 − 1). (1 − 0,183) = 295,23 mm So sánh: Ống dẫn hơi đốt dt = 138 mm < d max Ống xả nước ngưng dt = 33 mm <d max Ống xả khí khơng ngưng dt = 33 mm <d max
Không cần tăng cứng cho lỗ của hơi đốt vào.