CHƢƠNG 2 : TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ
2.4.3 Tính bề dày thân chịu áp suất ngoài
Đối với buồng đốt ta tính bề dày của nồi 3 rồi chọn chung cho cả 3 nồi vì nồi 3 chịu áp suất ngồi ln có bề dày lớn hơn buồng đốt chịu áp suất trong.Tương tự với buồng bốc,do nồi 2 và 3 chịu áp suất ngồi nên ln có bề dày lớn hơn buồng bốc của nồi 1 chịu áp suất trong,do đó ta chỉ cần tính bề dày của buồng bốc nồi 2 và nồi 3 rồi chọn bề dày lớn nhất làm bề dày chung cho cả 3 nồi.
Tính bề dày tối thiểu:
Ta có : S’ =1,18Dt×(𝑃𝑡𝑡
𝐸 × 𝐿
𝐷𝑡)0.4(5.14/T98- 6 ) Trong đó: Dt đường kính trong thiết bị, mm. Ptt là áp suất tính tốn,N/mm2.
E là môdun đàn hồi của vật liệu thân ở nhiệt đọ làm việc của nó,chọn Et =20.5.104 N/mm2 theo bảng (2-12/T34- 5 )
L là chiều dài tính tốn của thân thiết bị, L=H,mm (thân dùng mối gép bích).
Bề dày thực của thân trụ: S = S’ + C (5.9/T96- 5 ) C = Ca + Cb + Cc + C0 (1.10/T20- 5 )
Trong đó:
Ca là hệ số bổ sung do ăn mịn hóa học của mơi trường,sữa có mơi trường xít Ca=1mm cho thời hạn sử dụng thiết bị 10 năm;
Cb là hệ số bào mịn cơ học của mơi trường,vì vận tốc sữa chuyển động thấp hơn 20m/s nên Cb =0mm;
Cc hệ số phụ thuộc hình dạng chi tiết,vào cơng nghệ chế tạo chi tiết và thiết bị,thông thường chọn Cc=0mm;
Co hệ số bổ sung để quy trịn kích thước,giá trị này sẽ chọn sao cho phù hợp với các điều kiện bền bên dưới,mm;
Kiểm tra điều kiện ổn định của thân khi chịu tác dụng của áp suất ngoài: - Điều kiện 1:
1.5 2.(𝑠−𝐶𝑎 )
𝐷𝑡 ≤ 𝐿
𝐷𝑡 ≤ 𝐷𝑡
- Điều kiện 2:
𝐿
𝐷𝑡 ≥ 0.3 𝐸
𝜍𝑐. √ 2.(𝑆−𝐶𝑎
𝐷𝑡 (5.16/T99- 5 )
𝑐 giới hạn chảy của vật liêu làm thân ở nhiệt độ tính tốn,chọn 𝑐 = 140N/mm2
theo bảng (2-7/T29- 5 )
- Điều kiện 3:áp suất tính tốn cho phép bên trong thiết bị.
𝑃𝑛=0.649E.𝐷𝑡
𝐿.(𝑆−𝐶𝑎
𝐷𝑡 ) (𝑠−𝐶𝑎 )
𝐷𝑡 . (5.19- 5 )
Kiểm tra điều kiện ổn định của thân khi chịu tác dụng của lực nén nhìu trục:
Xác định lực nén chiều trục:
𝑃𝑐𝑡 =.S’.Dt. 𝑛 (5.30/T103- 5 )
Ứng suất cho phép của thân khi chịu nén tính theo công thức:
𝑛=𝐾𝑐.E.(𝑠−𝐶𝑎 ) 𝐷𝑡 (5.31/T103- 5 ) 𝐾𝑐:phụ thuộc vào: 𝐷 2.(𝑆−𝐶𝑎) nếu 𝐷 2.(𝑆−𝐶𝑎)∈ 25; 250 thì: 𝐾𝑐=875. 𝑐 𝐸𝑡 .qc Với qc tra bảng T103- 5
Kiểm tra độ ổn định của thân:(𝑠 − 𝐶𝑎)≥ 𝑃𝑐𝑡
𝐾.𝐸𝑡(5.48/T103- 5 )
Kiểm tra điều kiện ổn định của thân khi chịu tác dụng đồng thời của lực nén
chiều trục và áp suất ngoài.Bỏ qua ứng suất uốn.
Xác định ứng suất nén chiều trục:
𝑛= 𝑃𝑐𝑡
. Dt+S .((𝑠−𝐶𝑎 )
Kiểm tra độ ổn định của thân khi chịu tác dụng đồng thời: 𝜍𝑛
𝜍𝑛 + 𝑃𝑛
𝑃𝑁 ≤ 1 hoặc > 1 tuy nhiên không quá 5%. (5.47/T107- 5 ) Nếu các điều kiện trên khơng thỏa thì ta tăng bề dày lên rồi kiểm tra lại.
Bảng2.19 :Ta có bảng số liệu tính tốn về bề dày,điều kiện bền và lựa chọn bề dày thích hợp:
Buồng đốt Buồng bốc
Việt liệu Nôi 3 Nồi 2 Nồi 3
Mô đun đàn hồi E,N/mm CT3 X18H10T
Bề dày tối thiểu S’,mm 205000 205000 205000
Hệ số quy trịn kích thước C0,mm 7,0 6,9 8,1 Giá trị biểu thức 1.5 2.(𝑠−𝐶𝑎 ) 𝐷𝑡 ( 1) 4,0 6,1 8,1 Tỉ s𝐿 𝐷𝑡 (2) 12 14 14 Gia trị biểu thức:1.5 2.(𝑠−𝐶𝑎 ) 𝐷𝑡 (3) 0,173 0,172 0,188 Điều kiện bền: ( 1)≤(2)≤(3) 5,556 5,556 5,556
Giá tri biểu thức:0,3 𝑐
𝐸𝑡 1.5 2.(𝑠−𝐶𝑎 )
𝐷𝑡 (4) 6,396 5,883 5,883
Điều kiện bền 2:(2)≥(4) Thỏa Thỏa Thỏa
Áp suất tính tốn bên trong tbpn 0,673 0,663 0,867
Điều kiện bền 3:pn≥ pn Thỏa Thỏa Thỏa
ứng suất cho phép khi thân chịu nén 0,396 0,492 0,492
Lực nén chiều trục pct,N/mm2 Thỏa Thỏa Thỏa
Tỉ số: 𝐷 2.(𝑆−𝐶𝑎)
40,91 37,50 37,50
Điều kiên đẻ tính kc theo CT5.34/T103- 5 25; 250 25; 250 25; 250
qc thông số phụ thuộc vào biểu thức:
𝐷 2. (𝑆 − 𝐶𝑎) 0,0429 0,0395 0,0395 Hệ số kc 0,0256 0,0236 0,923 Giá trị biểu thức: 𝑃𝑐𝑡 𝐾.𝐸𝑡 8,76 9,11 9,85
Kiểm tra độ ổn định của thân
(𝑠 − 𝐶𝑎)≥ 𝑃𝑐𝑡 𝐾.𝐸𝑡
< 11,thỏa <13,thỏa <13,thỏa ứng suất nén chiều trục 𝑛 ,N/mm2 40,235 36,678 42,830
Giá trị biểu thức: 𝑛
𝑛 +𝑃𝑃𝑛𝑛 (5) 0,953 0,735 0,923
Kiểm tra độ ổn định:(5)<(1+5%) Thỏa Thỏa Thỏa