Вопрос 3.17: Механический расчет сепараторов

Наибольшее применение имеют сепараторы цилиндрической формы и исключительно редко применяются сферические сепараторы.

Рис. 19 Расчетная схема цилиндрического сепаратора на прочность.

а - внутреннее давление на корпус сепаратора; б - тангенциальные напряжения в стенках сепаратора.

При работе сепаратора стенки и днище его подвергаются действию равномерно распределенного избыточного давления р. Силы, действующие на днище, стремятся разорвать цилиндрическую часть сепаратора по поперечному сечению (₂ - ₂). Давление на боковые стенки стремится разорвать сосуд по образующим цилиндра (₁ - ₁) Обозначив соответственно диаметр, длину и толщину стенки сепаратора через D_c, 1 и , определим напряжения ₁ и ₂. Силы, действующие на днище и растягивающие цилиндрическую часть сепаратора вдоль образующих, равны

(3.8)

Площадь, воспринимающая эти силы, представляет собой кольцо толщиной 5 и диаметром D_c:

s = t*D_c* (3.9)

Отсюда аксиальные напряжения, действующие вдоль оси цилиндра, будут равны

Тангенциальные напряжения о, можно найти, разрезав сепаратор диаметральной плоскостью и отбросив верхнюю часть (рис. 18, б). На диаметральную плоскость в оставленной части сепаратора действу давление р. Оно уравновешивается силами N, растягивающими материал сепаратора в направлении, перпендикулярном образующим. При условии равновесия можно записать

p*D_c*l = 2*N отсюда

и тангенциальное напряжение

Расчет ведут по напряжению ₁ так как оно в два раза больше ₂. В практических расчетах на­пряжение ₁ , заменяют допускаемым напряжением R, вводят коэффициент запаса прочности сварных швов и, делая прибавку С на коррозию, получают расчетные формулы для определения толщины стенки че­рез внутренний, наружный и средний диаметры:

Величина С принимается равной 2-3 мм. В практических расчетах сварных корпусов сепараторов величину можно принять равной 0,95, а допустимое напряжение на разрыв для сталей марки сталь 3 R = 250 МПа.

Дата добавления: 2014-01-14