Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет на прочность

Читайте также:
  1. A) Расчет мощности радиопомехи на входе РПМ.
  2. V.3. Расчет водобойного колодца и водобойной стенки
  3. V.4. Расчет быстротоков
  4. Аккредитивная форма расчетов
  5. Алгоритм поверочного расчета на усталость
  6. Алгоритм проектировочного расчета
  7. Алгоритм расчета индивидуального индекса
  8. Алгоритмы расчета показателей экономической эффективности проектов.
  9. Анализ основных статей и расчетных показателей бухгалтерского баланса
  10. Аналитически-расчетный.
  11. Аналитический учет расчетов с персоналом по оплате труда.
  12. Б. Расчет норм выработки на ручные работы

Значение коэффициента С

Коэффициенты сопротивления при поперечном обтекании трубных пучков

3.4.1. Коридорное расположение труб. Коэффициент сопротивления коридорного ' пучка труб зависит от числа рядов труб в пучке, геометрических характеристик s1, s2 и числа Re:

x = xo z,

где z – число рядов труб; xо – коэффициент сопротивления одного ряда.

Для х1 = 1,1 ¸ 7; х1< x2; yo = 0,06 ¸ 1

 

xо = 2 (x1 - 1)-0,5× Rе-0,2;

для x1 = 1,1 ¸ 7; x1 > x2; yо = 1¸8

,

где yо = (х1 – 1)/(х2 – 1); х1 = s1/ d; x2 = s2/ d; s1, s2 – поперечный и продольный шаг расположения труб.

В числе Rе за характерные параметры приняты наружный диаметр труб и средняя скорость в узком сечении пучка. Коэффициент сопротивления коридор­ных пучков труб может быть определен по номограмме (рис. 3.5). Эта номограм­ма дает средний коэффициент сопротивления пучка, отнесенного к одному ряду.

Гидравлическое сопротивление многорядного пучка труб в соответствии с но­мограммой рассчитывают по формуле

(3.5.)

где - средняя скорость в узком сечении пучка; - число Рей-нольдса; d - наружный диаметр трубы.

Сначала определяют член x/c=f(Re) по продольному относительному шагу x2=s2/d, а затем по вспомогательному графику множитель c=f[(x1-1)/(x2-1)], после чего рассчитывают коэффициент гидравлического сопротивле­ния x=(x/c)c.

 

3.4.2. Шахматное расположение труб. Коэффициент сопротивления пучка труб при шахматном расположении

 

 

 

где

 

Рис. 3.5.Номограмма для определения коэффициента сопротивления

коридорных пучков труб

 

 

Значения коэффициента С приведены в табл. 3.2. В числе Re за характерный размер принят наружный диаметр труб, а определяющая скорость - в узком сечении пучка.

Таблица 3.2

 

Y* Х1 С
0,1 – 1,7 ³ 1,44 C = 3,2+0,66 (1,7 - Y)1,5
0,1 – 1,7 < 1,44 C = 3,2+0,66(1,7-Y)1,5+
1,7 – 6,5 1,44 – 3,0 C = 0,44 (Y + 1)2
1,7 – 6,5 < 1,44 C = [0,44 + (1,44 – x1)] (Y + 1)2
³ 1,7 3,0 – 1,0 C = 0,062 + 0,21 (10 – x1)-0,24

 

*Y = (x1 – 1)/(x2¢ - 1), где x2¢ = - относительный диагональный шаг труб.

Коэффициент сопротивления шахматных пучков труб может быть также оп­ределен по номограмме (рис. 3.6). Гидравлическое сопротивление рассчитывают по формуле (3.5). Сначала определяют член x/c=f(Re) по поперечному отно­сительному шагу х1= S1 / d, а затем по вспомогательному графику множитель c=f(x1/x2), после чего рассчитывают x=(x/c)×c

 

3.4.3. Наклонные пучки труб. Коэффициент гидравлического сопротивления пуч­ков труб, оси которых расположены под углом 20° < j < 90° к направлению на­бегающего потока, рассчитывают по формуле



 

 

 

 

Рис. 3.6. Номограмма для определения коэффициента сопротивления

шахматных пучков труб

 

3.5.1. Общие положения.Создание современного энергооборудования и обеспечение его прочности и ресурса осуществляется в несколько основных этапов [3]:

· Конструирование и введение запасов прочности.

· Изготовление и контроль материалов и оборудования.

· Доводка и испытания.

· Эксплуатация с контролем ресурса и повреждения.

На стадии конструирования используются в качестве исходных данных: мощность, температура и давление в элементах конструкций, основные эксплуатационные режимы, общий временной и цикловой ресурсы, характер и параметры рассчитываемых аварийных ситуаций, условия и характеристики сейсмических нагрузок и вибраций.

Расчеты прочности включают, как правило:

· нагруженности (усилия, номинальные и местные напряжения);

· испытания (стандартные и нестандартные лабораторные образцы для получения расчетных характеристик механических свойств применяемых конструкционных материалов);

· испытания моделей и узлов оборудования (для получения уточненных данных о нагруженности в тех случаях, когда расчетные методы не позволяют получить необходимых данных, входящих в условие прочности);

· стендовые испытания полноразмерных металлических моделей и натурных элементов энергооборудования для обоснования принятых конструктивных решений, условий эксплуатации и запасов прочности и ресурса.

На стадии изготовления энергооборудования для обеспечения прочности и ресурса существенное значение имеет:

· контроль применяемых материалов, сварных соединений и наплавок по стандартным или унифицированным характеристикам механических свойств (статические стандартные испытания на растяжение, ударную вязкость, а также на

· дополнительные механические и технологические испытания). Основной целью этих испытаний является определение соответствия характеристик механических свойств техническим условиям (ТУ) и ГОСТ;

· дефектоскопический контроль исходных материалов, заготовок и изготовленного оборудования. Этот контроль проводится с целью выявления дефектов (трещин, пор, шлаковых включений, расслоений и т.д.).

На основе данных о фактических механических свойствах материала конструкции и наличии в ней дефектов могут быть выполнены уточненные оценки прочности и надежности конструкции, а также решен вопрос об объеме и необходимости проведения ремонтных работ. После изготовления узлов энергооборудования (особенно при создании головных образцов) осуществляются испытания и доводка энергооборудования с использованием мощного стендового оборудования. В процессе этих испытаний уточняются критерии прочности и ресурс энергооборудования.

3.5.2. Предельные состояния, виды, критерии разрушения.Традиционные инженерные расчеты на прочность деталей машин, элементов конструкций при однократном нагружении основаны, с одной стороны, на номинальных напряжениях, определяемых по формулам сопротивления материалов, теории упругости и пластичности, теории пластин и оболочек, с другой стороны, на характеристике прочности материалов, полученных на образцах.

В зависимости от большого числа конструктивных (вид нагружения, размеры и формы сечения, наличие концентрации и напряжений), технологических (механические свойства применяемых материалов, вид и режим сварки, термообработки) и эксплутационных (скорость нагружения, уровень нагрузок, температура, среда) факторов при однократном нагружении возможно возникновение трёх основных видов разрушения: хрупкое, квазихрупкое, пластичное (вязкое).

Каждый из этих видов разрушений существенно отличается по уровню номинальных и местных разрушающих напряжений, деформаций, скоростям развития трещин и времени живучести деталей с трещинами, по внешнему виду поверхностей разрушения. Применительно к этим видам разрушения выбирают критерии разрушения из трёх основных групп: силовых, деформационных, энергетических.

 

3.5.3. Принципы положенные в основу норм расчётов на прочность.Нормы расчета на прочность [3] распространяются на энергооборудование, проектирование, изготовление, монтаж, эксплуатация которых производится в полном соответствии с соответствующими Правилами [2, 3]. В основу принятых в Нормах методов расчета положены принципы оценки по последующим предельным состояниям:

¨ кратковременное разрушение (вязкое или хрупкое);

¨ разрушение в условиях ползучести при статическом нагружении;

¨ пластические деформации по всему сечению детали;

¨ накопление предельной допустимой деформации ползучести;

¨ циклическое накопление пластической деформации которая приводит к недопустимому изменению размеров или квазистатическому разрушению;

¨ возникновение макротрещин;

¨ усталостное разрушение при циклическом нагружении;

¨ потеря устойчивости.

 

3.5.4. Порядок проведения расчета прочности оборудования АЭС. Расчет на прочность оборудования и трубопроводов при проектировании проводят в два этапа: расчёт по выбору основных размеров, проверочный расчёт.

При выполнении расчета по выбору основных размеров учитывают действующее оборудование и трубопроводы, давление (внутреннее и наружное), а для болтов и шпилек – усилие затяга. В основу формул, используемых при расчете по выбору основных размеров, положен метод предельных нагрузок, соответствующих следующим предельным состояниям: вязкому разрушению, охвату пластической деформацией всего сечения оборудования или трубопровода, потере устойчивости и достижению предельной деформации.

После выбора основных размеров проводят проверочный расчет, включающий следующие виды расчетов, выполняемых на:

1) статическую прочность;

2) устойчивость;

3) циклическую и длительную циклическую прочность;

4) сопротивление хрупкому разрушению;

5) длительную статическую прочность;

6) прогрессирующие формоизменения;

7) сейсмические воздействия;

8) вибропрочность.

Проверочный расчёт основывается на оценке прочности по допускаемым напряжениям, деформациями коэффициентам интенсивности напряжений.

3.5.5. Допускаемые напряжения.Номинальные допускаемые напряжения определяют по характеристикам материала при расчетной температуре [3]. Для элементов с расчетной температурой, равной Тt или ниже ее, рассчитывают по пределу текучести и временному сопротивлению. Температура Тt равна:

- для углеродистых, легированных, кремнемарганцовистых и высокохромистых сталей 623 К (350 оС);

- для коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, жаропрочных хромомолибденованадиевых сталей и железноникелевых сплавов 723 К (450 оС).

Номинальное допускаемое напряжение для элементов оборудования и трубопроводов, нагруженных внутренним давлением, принимают минимальным из следующих значений:

 

,

где

При температурах, превышающих Тt , при заданном ограничении деформации ползучести элементы рассчитывают по пределу ползучести . Коэффициент запаса по пределу ползучести принимают равным 1. В случае отсутствия сведений по пределам ползучести допускается их определение по изохронным кривым в [3].

 

3.5.6. Прибавка к толщине стенки.Суммарная прибавка к толщине элемента конструкции определяют как

 

с = с1+ с2, где с1 = с11+ с12 .

Прибавка с2 учитывает коррозионное влияние рабочей среды на материал элементов конструкции в эксплуатационных условиях. Значения прибавки с2 даны в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Значения прибавки на коррозию С2

Материал и его сварные соединения Условия эксплуатации материала в стационарном режиме Прибавка с2 , мм, за время эксплуатации 30 лет
Коррозионно-стой-кие сплавы аусте-нитного класса Вода и пароводяная смесь, насыщенный пар до 623К (3500С) 0,1
Стали перлитного класса Вода, 313-413 К (40-1600С) Вода, 433-543 К (160-2700С) Вода, до 623 К (3500С), рН = 8-10 Насыщенный пар до 573 К (3000С) Перегретый пар 0,3 1,2 1,0 1,0 0,5
Высокохро-мистые стали Вода и насыщенный пар до 558К (2850С 0,1

 

Прибавку с11 определяют по конструкторской документации и принимают равной отрицательному допуску на толщину стенки. Значения минусового допуска на листы по ГОСТ 19903-74 даны в табл. 3.4, на трубы в табл. 3.5.

Таблица 3.4.

Значения прибавки на минусовой допуск С11 на листы

Размеры листа, мм Минусовой допуск на лист по ГОСТ 19903-74 (с11, мм)
3,5 - 3,9 -0,2
3,9 - 5,5 -0,4
5,5 - 7,5 -0,5
7,5 - 20 -0,8
20 - 25 -0,9
25 - 30 -1,0
30 - 40 -1,1
40 - 50 -1,2
50 - 60 -1,3
60 - 70 -1,6
70 - 80 -2,2
80 - 90 -2,5
90 - 100 -2,7
100 - 115 -3,1

 

 

Таблица 3.5

 

Значение прибавки на минусовой допуск С11 на трубы

 

Наружный диаметр труб Предельное отклонение по толщине, мм (обычной точности)
    Dнар< 219 мм   S < 15 мм +12,5% -15%
15 мм£ S £ 30 мм ±12,5%
S > 30 мм + 10% -15%
    Dнар ³ 219 мм   S < 15 мм +10 % -15%
15 мм£ S £ 30 мм ±12,5%
S > 30 мм + 10% -12,5%

 

Прибавка с12 является технологической, предназначенной для компенсации возможного утонения полуфабриката при изготовлении. Для штампованных днищ утонение в процессе штамповки принимается равным (с12)* = 0,15S1 ( 15% от толщины листа заготовки днища).

 

3.5.7. Определение толщины стенок элементов оборудования и трубопроводов, работающих под внутренним давлением.Расчетную толщину стенок для цилиндрических, конических обечаек и выпуклых днищ (см. рис. 3.7) определяют по табл. 3.6 и формуле

 

.

 

 

Таблица 3.6

Значения коэффициентов m1 m2 m3

 

Величина Цилиндрическая обечайка Коническая обечайка Эллиптическое или торосферическое днище Полусферическое днище
m1
m2 cosa
m3 D/2H

 

 

а) б)

 

в) г)

 

Рис. 3.7. Формы основных элементов оборудования: а – цилиндрическая обечайка; б – коническая; в – эллиптическое или торосферическое днище; г – сферическое днище

 

Расчетный коэффициент снижения прочности определяют как произведение коэффициентов снижения прочности сварного соединения и отверстия:

или .

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Расчет на прочность

Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 993; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.81.110.114
Генерация страницы за: 0.016 сек.