Задание 1. Сконструировать и рассчитать на прочность сварной барабан парового котла

Сконструировать и рассчитать на прочность сварной барабан парового котла

1.1. Рассчитать коэффициенты прочности для всех групп ослаблений барабана отверстиями.

1.1.1. Отверстия под патрубки для арматуры.

Дано:

Рис. 1.1. Схема ослабления арматурным рядом отверстий

1.1.1.1. По формуле рассчитываем каждую пару смежных отверстий.

1.1.1.2. Наименьшее обозначаем . Расчетные значения будут:

Окончательно принимаем

1.1.2. Отверстия под экранные трубы

Дано:

Рис. 1.2. Схема ослабления отверстиями под экранные трубы

1.1.2.1. Для продольного ряда с равными шагами:

1.1.2.2. Для косого ряда из двух отверстий: , тогда

Окончательно принимаем

1.1.3. Отверстия под конвективные трубы

Дано:

d_к=60 мм;

t_к=200 мм;

t_1к=92 мм;

Рис. 1.3. Схема ослабления отверстиями под конвективные трубы

1.1.3.1. Для продольного ряда с равными шагами:

1.1.3.2. Для поперечного ряда с равными шагами:

Окончательно принимаем меньшее значение

1.1.4. Отверстия под защитные трубы и камеру заднего экрана

Дано:

d₁(з)=52 мм;

d₂(з)=52 мм;

d₃(з)= 162 мм;

t₁(з)=76 мм;

b(з)=54 мм;

а(з)=220 мм;

с(з)=240 мм;

Рис. 1.4. Схема ослабления отверстиями под защитные трубы и камеру заднего экрана

1.1.4.1. Для поперечного ряда из двух отверстий:

1.1.4.2. Косой ряд 1 – 3: тогда

1.1.4.3. Косой ряд 2 – 3: тогда

Окончательно принимаем

1.1.5. Отверстия под конвективные трубы в зоне газохода

Дано:

d_к=60 мм;

t_к=200 мм;

t_1к=92 мм.

Рис. 1.5. Схема ослабления отверстиями под конвективные трубы в зоне газохода

1.1.5.1. Для продольного ряда с равными шагами:

1.1.5.2. Для косого ряда с равными шагами: тогда

Окончательно принимаем

Таким образом, для последующих расчетов принимаем меньшее значение:

1.2. Рассчитать толщину стенки барабана.

Дано: материал — сталь 22K.

Рассчитать .

Толщина стенки барабана парового котла рассчитывается по формуле:

По табл. 1.1 [1] .

Для барабанов или камер, свариваемых или кованых из листа при толщине листа менее 20 прибавка тогда

Принимаем

1.3. Проверить прочность барабана с учетом изгибных напряжений от внешней нагрузки и приведенных напряжений от внутреннего давления.

Дано: .

1.3.1. Принимаем балочную схему барабана и строим эпюру изгибающих моментов.

где — вес одного метра оболочки,

Определяем опорные реакции:

Рассчитываем эпюру моментов:

I участок 0£Z£1,6

M^I(Z)=- ; M^I(0)=0; M^I(1,6)=

II участок 1,6£Z£4

M^II(Z)=- ; M^II(1,6)=- ;

M^II(4)=- .

1.3.2. По заданным исходным данным в масштабе строим Эпюру изгибающих моментов.

мм.

1.3.2. Опасное сечение барабана ослаблено семью отверстиями, расстояния к которым от арматурного ряда на развертке равны:

1.3.3. По формуле рассчитываем углы:

тогда

1.3.4. Определяем смещенное положение центра тяжести:

мм.

Таким образом, мм.

1.3.5. Рассчитываем осевой момент инерции относительно главной центральной оси .

(*)

тогда

Тогда

+

=

Подставляя полученные значения в (*), получим:

1.3.6. Рассчитываем момент сопротивления опасного сечения относительно оси

1.3.8.

Тогда напряжение в опасном сечении будет:

1.3.9. Проверяем прочность барабана котла:

Правая часть будет:

6,64 <81,98

Поиск по сайту: