Отчет по производственной практике «Газпромнефть-Омский НПЗ»

                                                         h = λ· ,                                                   (2.36) 

   где λ = 0,42

   h =

= 0,08 м 

   г) безразмерный параметр 

                                                   ω = [1+0,9·λ·(1+φ₁· j²)]^-1,                                      (2.37) 

   где

                                                                 j = ,                                                      (2.38) 

   j =

 

               φ₁ = 1,28·lg k (2.39) 

   k =

 

   k =

 

   φ₁ = 1,28·lg 1,92 = 0,36 

   ω = [1+0,9·0,38·(1+(-0,13)·2,59²]^-1 = 0,96 

   д) безразмерные параметры 

   Т = 1,72

   

   

   Φ₂ = 5,1 
 

Угловая податливость фланца 

            у_ф = [1- ω·(1+0,9·λ)]· , (2.40) 

где Е_ф – модуль упругости материала фланца, Е_ф = 1,88·10^-5 

у_ф = [1-0,36·(1+0,9·0,42)]·

= 1,29  

Линейная податливость прокладки 

            у_п = _,  

где S_п – толщина прокладки;

S_п = 0,002 м;

Е_п = 2000 МПа;

у_п =

 

Расчетная длинна болта 

            l_б = l_бo+0,28· d_б, (2.41) 

где l_бo – длинна болта между опорными поверхностями головки болта и гайки;

l_бo = 0,050 м; 

   l_б = 0,050+0,28·0,020 = 0,066 м 

Линейная податливость болтов 

            У_б = , (2.42) 

где Е_б – модуль упругости материала болта;

Е_б = 1,88·10^-5;

f_б – площадь поперечного сечения болта;

            f_б = , (2.42)

 

где d_б – диаметр болта, м;

f_б =

 

У_б =

 

Коэффициент жесткости фланцевого соединения 

            α = А· [У_б+0,25·(В₁+В₂)·(D_б-D_п.с)], (2.43)

здесь

            А = [У_п+У_б+0,25·(У_ф1-У_ф2)·(D_б-D_п.с)], (2.44) 

при стыковки одинаковых фланцев  У_ф1=У_ф2; В₁=В₂ – при стыковки одинаковых фланцев; 

            У_ф1 = [1-ω·(1+0,9·λ)]· , (2.45) 

У_ф1 = [1-0,36·(1+0,9·0,45)]·

 
 

            В₁ = У_ф·(D_б-D-S_е), (2.46) 

В₁ = 1,29·(0,825-0,45-0,081) = 0,38 м 

А = [3,32·10^-5+4,8·10^-5+0,25·(1,29+1,29)·(0,825-0,783)³]^-1=1552,2 

α = 1552,2·[4,8·10^-5+0,25·(0,096+0,096)·(0,825-0783) = 6,1 

Безразмерный  коэффициент 

            v = A· У_б, (2.47) 

v = 1552,2·4,8·10^-5=0,07 

Нагрузка, действующая  на фланцевое соединение от внутреннего  избыточного давления

            Q_д = 0,785·D_п.с·Р, (2.48) 

Q_д = 0,785·0,8·0,22 = 0,10048 МН

 
 
 

Сила реакции  прокладки в рабочих условиях 

            R_п = 2 · π · D_п.с· b_е· m · P, (2.49) 

где b_е – эффективная ширина прокладки, м; 

            b_е = 0,5· b_п, (2.50) 

b_е = 0,5·0,012 = 0,006 м 

R_п = 2 · 3,14·0,8·0,006·2,5·1,6 = 0,045 МН 

Усилие возникающее  от температурных деформаций 

            Q_t = v·z_б·f_б·Е_б·(а_ф·t_ф-а_б·t_б), (2.51) 

где а_ф и а_б – коэффициенты температурного расширения;

а_ф = а_б = 12,36·10^{-6 ;}

t_ф = t_б – расчетные температуры элементов фланцевого соединения в зависимости от температуры рабочей среды; 

            t_ф = 0,96·t, (2.52) 

            t_б = 0,95·t, (2.53) 

где t – температура рабочей среды; 

t_ф = 0,96·450 = 432 

t_б = 0,95·450 = 427,5 

Q_t = 0,5·26·3·10^-4·1,88·10^-5·(12,36·10^-6·432-12,36·10^-6·427,5) = 0,072 МН 

Болтовая нагрузка в условиях монтажа при Р = 0,72 МПа; 

                       Р_б1 = {α· Q_д+ R_п; π· D_п.с· b_е·q; 0,4·[σ]²⁰·f_б·z_б},                           (2.54) 

где [σ]²⁰ = 146 МПа;

       Р_б1 = 7,6·0,10048+0,045 = 0,034 МН

                              

        Р_б1 = 3,14·0,8·0,006·20 = 0,301 МН 

        Р_б1 = 0,4·146·12·2·10^-4 = 0,157МН

Принимается Р_б1 = 0,301 МН; 

Болтовая нагрузка в рабочих условиях  

                   Р_б2 = Р_б1+(1-α)· Q_д+ Q_t, (2.55) 

Р_б2 = 0,301+(1-7,6)·0,10048+0,072 = 0,056 МН 

Приведенные изгибающие моменты в диаметральном  сечении фланца 

            М₀₁ = 0,5· Р_б1·(D_б-D_п.с), (2.56) 

М₀₁ = 0,5·0,301·(0,825-0,8) = 0,0038 

            М₀₂ = 0,5·[ Р_б2·( D_б-D_п.с)+Q_д·(D_б-D-S_е)]· , (2.57) 

где [σ_б]^t = 125 МПа; 

М₀₂ = 0,5·[0,056·(0,825-0,8+0,10048·(0,825-0,45-0,081)·

Принимается М₀ = 0,0042; 

Условие прочности  болтов 

(2.58) 
 

    

 

21,8 МПа  ≤ 146 МПа; 

Условие выполняется 

(2.59) 
 
 

, 

77,8 МПа  ≤ 125 МПа, 

Условие прочности  прокладки 

             , (2.60) 

где [q] 130 МПа;

 

62 МПа  ≤ 130 МПа 

Условие выполняется 

 

     2.9 Расчет опор лап

     Расчетная длина теплообменника

 

                                                        а = l + 2 l_пр,                                          (2.61) 

     а = 5,5 + 0,5  = 6 м

     Расчетная нагрузка на одну опору

 

                                            ,                                      (2.62)

                                       

   где  – вес теплообменника (из чертежа);

      , – поправочные коэффициенты;

      = 2, [2, с. 77];

      = 1, [2, с. 77];

     z – число опор;

     z = 4 (из условиий);

     М – изгибающий момент;

     е – расстояние от реакции опоры  до стенки;

     е = 270мм (из чертежа).  

                                                     

,                                                (2.63) 

     

 

                                                       М = Pmax a² / 47                                  (2.64) 

     М = 1866 ∙ 6² / 47 = 1429 Н∙м

     

     

       

     Меридиональное  напряжение в стенке аппарата от внутреннего давления и изгибающего момента

                                        

,                                 (2.65) 

     

 

кольцевое напряжение

                                               

,                                       (2.66) 

     

 
 
 

     Максимальное  мембранное напряжение от основных нагрузок и реакции опоры

                                            

,                                 (2.67) 

     

 

     Максимальное  изгибающее напряжение от реакции опоры

                                                 

,                                     (2.68) 

     

 

     Условия прочности имеет вид 

                                               

,                                    (2.69) 

     

 

     где А=1,0 коэффициент для условий эксплуатации.

     

     

     Условие прочности не выполняется, следовательно  необходима установка подкладного  листа.

     Толщина подкладного листа 

                                                 

,                                      (2.70) 

     

 

     2.10 Расчет каната и строп 

     Расчет  каната строп на прочность производится по методу допускаемых нагрузок по формуле 

                                                             ,                                        (2.71) 

          где Z_Р – коэффициент запаса прочности;

             Z_Р = 4,0 (из условий);

            R_разр – разрывная нагрузка каната в целом, кН;