Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Объекты энергетического комплекса arrow РД 26-01-86-88 Аппараты теплообменные пластинчатые. Метод расчета на прочность и герметичность  
27.04.2018
    
РД 26-01-86-88 Аппараты теплообменные пластинчатые. Метод расчета на прочность и герметичность

АППАРАТЫ ТЕПЛООБМЕННЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ

Метод расчета на прочность и герметичность

РД 26-01-86-88

УкрНИИхиммаш

г. Харьков

1988

УТВЕРЖДАЮ

директор УкрНИИхиммаша

П.П. Прядкин

14.06.1988 г.

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ

Аппараты, теплообменные пластинчатые.
Метод расчета на прочность и герметичность

РД 26-01-86-88

Зам. директора УкрНИИхиммаша по научной работе

Л.П. Перцев

Зав. отделом стандартизации

В.В. Проголаев

Зав. отделом прочности

В.Н. Стогний

Руководитель темы, зав. лабораторией методов исследований

В.М. Долинский

Исполнители:

 

мл. науч. сотр.

О.В. Смыслина

мл. науч. сотр.

В.И. Черемская

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

АППАРАТЫ ТЕПЛООБМЕННЫЕ ПЛАСТИНЧАТЫЕ.

Метод расчета на прочность

и герметичность

РД 26-01-86-88

Дата введения 01.01.90

Настоящий руководящий документ распространяется на методы расчетов на прочность и герметичность пластинчатых теплообменных аппаратов разборных и неразборных, применяемых в химической и других смежных отраслях промышленности, при условии, что отклонения от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов аппаратов не превышают допусков, установленных нормативно-технической документацией.

Руководящий документ распространяется на аппараты, работающие в условиях статической и малоцикловой прочности.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Основные расчетные параметры: расчетная температура, рабочее, расчетное и пробное давление, допускаемые напряжения для статических нагрузок, коэффициенты запаса прочности и устойчивости, модули упругости материалов, коэффициенты прочности сварных швов, прибавки к расчетным толщинам конструктивных элементов - принимаются в соответствии с ГОСТ 14249-80.

1.2. Допускаемые напряжения для расчета аппаратов при статических нагрузках принимаются в соответствии с ОСТ 26-11-04-84.

1.3. Допускаемые напряжения для расчета аппаратов, работающих в условиях малоцикловой прочности, принимаются в соответствии с ГОСТ 25859-83.

1.4. Расчет укрепления отверстий в цилиндрических панелях производится по ГОСТ 24755-81.

1.5. Толщина плит крышек неразборных теплообменных аппаратов определяется по ГОСТ 14249-80.

1.6. Расчет коллекторов и днищ крышек неразборных теплообменных аппаратов, работающих под действием наружного давления, производится по ГОСТ 14249-80, ГОСТ 25221-82.

1.7. Допускаемые напряжения для стяжных болтов принимаются по ОСТ 26-373-78.

2. НАЖИМНЫЕ ПЛИТЫ

2.1. Расчетные схемы и расчетные нагрузки

2.1.1. Расчетные схемы приведены на черт. 1 - 6, 13, 15.

2.1.2. Расчетные формулы применимы при условии , .

2.1.3. При d1<0,1 используются расчетные схемы черт. 6, 7, 13, 15; расчетные нагрузки определяют по п. 2.1.4. При d1³0,1 расчетные нагрузки определяют по п. 2.1.5 (черт. 1 - 4).

Расчетная схема для центральной панели

а) затяжка;

б) при подаче давления

Черт. 1

Расчетная схема для промежуточной панели

а) затяжка, ,

б) при подаче давления, , ;

в) промежуточная панель

Черт. 2

Расчетная схема №1 для крайней панели

а) затяжка, ; , ;

б) при подаче давления, ; ,

Черт. 3

Расчетная схема №2 для крайней панели

а) затяжка, , ;

б) при подаче давления, ,

Черт. 4

2.1.4. Расчетные равномерные нагрузки:

 - для крайних и промежуточных панелей;

 - для средних панелей.

2.1.5. Расчетные неравномерные нагрузки

2.1.5.1. Промежуточные панели

В режиме затяжки  и  - корни уравнений

где   ;

 

 

I1, I2 - моменты инерции сечения (х=0) нажимной и неподвижной плит.

В рабочем режиме , , Qр - корни системы

где

Коэффициенты j12, j13, j14, j22, j23, j24 определяются по п. 2.1.5.1.

2.1.5.2 Крайние панели

Для стяжек, сдвинутых к центру плиты (см. черт. 3)

В режиме затяжки , ,  - корни системы

где

В рабочем режиме , , , Qp - корни системы

где

Для стяжек, не сдвинутых к центру плиты (см. черт. 5), в режиме затяжки,  и  - корни системы уравнений

Неоребренная плита

Черт. 5

В рабочем режиме , , Qp - корни системы

Коэффициенты j11, j13, j14, j23, j24 определяются по формулам п. 2.1.5.1.

2.1.5.3. Центральные панели

В рабочем режиме Рор является корнем уравнения

где .

Коэффициенты j11, j12 определяются по формулам п. 2.1.5.1.

2.2. Неоребренные плиты

2.2.1. Равномерные нагрузки

2.2.1.1. Толщина панели

Крайней

Схема панели

Черт. 6

где np=1,0 - в рабочем режиме;

np=1,4 - в режиме гидроиспытаний.

Промежуточной и центральной

 при a<an,

 при an£a£1,5,

 при a>1,5,

коэффициенты , , ,  - принимаются по табл. 1, an - черт. 8.

2.2.1.2. Толщина плиты в зоне опорной площадки промежуточной панели

При a£1,5,

при a>1,5

где n0=1,5 - в рабочем режиме;

n0=2,0 - в режиме гидроиспытаний;

коэффициенты ,  принимаются по табл. 1.

2.2.1.3. Толщина опорной шайбы под стяжной болт (см. черт. 7)

Шайба

Черт. 7

Граничный параметр

Черт. 8

 Qр определяется по п. 6.7.

2.2.2. Неравномерная нагрузка

2.2.2.1. Толщина панели

Для промежуточной и центральной панелей

,

Для крайних панелей

.

Изгибающие моменты в центре панели Mm определяют по формулам п. 2.3.6.3.

2.2.2.2. Толщина плиты в зоне опорной площадки определяется по п. 2.2.1.2.

2.2.2.3. Толщина опорной шайбы под стяжной болт определяется по п. 2.2.1.3.

2.3. Оребренные плиты

2.3.1. Расчетные схемы приведены на черт. 9 - 15.

2.3.2. Расчетные формулы применимы при условиях: , .

2.3.3. Расположение стяжек

2.3.3.1. Целесообразно выдерживать соотношение . При этом предпочтительны значения, близкие к 2.

2.3.3.2. Верхние (нижние) стяжки можно располагать на расстоянии (определяемом условиями прочности), меньшем L4, так как они находятся в зоне плиты, ослабленной вырезами.

Оребренная плита

Черт. 9

Панель с отверстием

Черт. 10


Таблица 1

Х=0,5t, Y=0

X=0, Y=0,5b

X=0,5f, Y=0,5b

0,3

0,2590

0,200

0,940

0,3990

-1,090

-0,4630

0,4

0,2060

0,178

0,574

0,2440

-0,660

-0,2800

0,5

0,1670

0,161

0,403

0,1710

-0,467

-0,1980

0,6

0,1400

0,150

0,311

0,1320

-0,362

-0,1540

0,7

0,1210

0,142

0,254

0,1080

-0,298

-0,1270

0,8

0,1080

0,136

0,217

0,0922

-0,255

-0,1080

0,9

0,0985

0,132

0,190

0,0807

-0,223

-0,0948

1,0

0,0920

0,129

0,169

0,0718

-0,200

-0,0850

1,1

0,0873

0,127

0,153

0,0650

-0,181

-0,0769

1,2

0,0839

0,126

0,140

0,0595

-0,165

-0,0701

1,3

0,0815

0,125

0,129

0,0548

-0,152

-0,0646

1,4

0,0797

0,124

0,119

0,0506

-0,141

-0,0599

1,5

0,0784

0,124

0,111

0,0472

-0,132

-0,0561


2.3.4. Формы оребрения

2.3.4.1. Предпочтительно применять ребра с прямолинейной осью.

2.3.4.2. Для ребер целесообразно использовать профильный прокат. Предпочтителен неравнобокий угольник.

2.3.4.3. При изготовлении ребер из листа или из полосы целесообразно, чтобы Sp£S. Предпочтительнее неравенство Sp<S. При этом значение толщины ребра контролируется условием прочности и технологическими ограничениями на высоту ребра.

2.3.4.4. При использовании продольного оребрения (черт. 9) целесообразно выполнять следующие соотношения   , где n2 - число продольных ребер.

2.3.5. Толщина листа

2.3.5.1. Расчетом определяется толщина каждой панели. Толщина листа может быть выбрана равной максимальной толщине панели.

2.3.5.2. Расчетная нагрузка на панель

2.3.5.3. Панель, ограниченная ребрами с двух сторон и с двух сторон свободная

 

2.3.5.4. Панель, ограниченная ребрами с четырех сторон (см. черт. 9)

где

      .

2.3.5.5. Панель, ограниченная ребрами с трех сторон, четвертая сторона свободная (см. черт. 9)

где

n2 - число продольных ребер;

 i=0, 1, 2, 3

i

0

1

2

3

104Bi

292

973

210

0,19

2.3.5.6. Панель, содержащая круглые отверстия (черт. 10)

где

К2 - определяется по графику (см. черт. 11);

.

2.3.6. Выбор ребер

2.3.6.1. Условие прочности

 или

где ;

 - угол установки ребра, (см. черт. 14).

2.3.6.2. Изгибающий момент при равномерной нагрузке (см. черт. 13)

Зависимость

Черт. 11

Контурные элементы

а) с одним ребром

б) с двумя ребрами

Черт. 12

Панель без отверстия

Черт. 13

Криволинейные ребра

Черт. 14

Расчетная схема возможного варианта крайней панели

Черт. 15

2.3.6.2.1. Изгибающий момент в промежуточных и средней панелях:

в произвольном сечении

где ;

в центре плиты

2.3.8.2.2. Изгибающий момент в крайних панелях:

в произвольном сечении для несдвинутых к центру плиты стяжек (см. черт. 13)

где ;

в центре плиты

Для сдвинутых к центру плиты стяжек (см. черт. 15):

в интервале (b, b+b0) в произвольном сечении

в центре плиты

В интервале (0, b6)

2.3.6.3. Изгибающий момент при неравномерной нагрузке

2.3.6.3.1. Изгибающий момент в центральной панели

В произвольном сечении

где .

В центре плиты

2.3.6.3.2. Изгибающий момент в промежуточных панелях

В произвольном сечении в интервале

В интервале

где

В центре плиты

2.3.6.3.3. Изгибающий момент в крайних панелях

Для сдвинутых к центру плиты стяжек (см. черт. 3)

в интервале  в произвольном сечении

в центре плиты

в интервале  в произвольном сечении

Для стяжек, не сдвинутых к центру плиты (черт. 4):

в интервале  в произвольном сечении

в центре плиты

В интервале  в произвольном сечении

Коэффициенты g13, g14 определяются по формулам п. 2.3.6.3.2.

2.3.6.4. Эффективная ширина плиты

T=D1+L1+L2,

2.3.6.4.1. Для промежуточных и средней панелей

где

D1=Sp - для одного ребра (см. черт. 12а);

D1=2Sp+В - для спаренных ребер (см. черт. 12б).

2.3.6.4.2. Для концевых панелей (см. черт. 9)

 где i=1, 2;

 - чертежный размер (см. черт. 9);

D1=Sp;

=0,1815b.

2.3.6.5. Высота ребра из листа (см. черт. 16)

Высота ребра выбирается по п. 2.3.6.1. При этом

 где

Sc=Sp (см. черт. 12а) или Sc=2Sp (см. черт. 12б).

2.3.7. Накладка (черт. 17)

2.3.7.1. Эффективная ширина накладки

где

.

2.3.7.2. Нагрузка

где Qр - наибольшее усилие в болте по п. 6.7

,  - площади смятия при различных положениях гайки (черт. 18)

Номограмма определения толщины нажимной оребренной плиты

Черт. 16

Участок плиты с накладками

Черт. 17

Расчетные схемы накладок при разном положении гайки

Черт. 18

2.3.7.3. Толщина накладки

здесь sТ,  - пределы текучести материала накладки и ребра плиты.

3. РАСЧЕТ КОНСОЛЬНОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА НА ОПРОКИДЫВАНИЕ В СОСТОЯНИИ СБОРКИ (черт. 19)

3.1. Условие отсутствия опрокидывания относительно т. А:

где Мопр, Мв - опрокидывающий и восстанавливающий моменты.

=1,5 - коэффициент запаса;

 - вес пластин, сдвинутых влево относительно т. А.

3.2. Если условие 3.1 не выполняется, то производится расчет фундаментных болтов.

3.2.1. Усилие в i-том болте

Рi=Рix+Рiy,   i=1, 2, 3, 4

   

Мy=0,7Мопр,

3.2.2. Напряжения в i-том болте

Схема консольного теплообменного аппарата в состоянии сборки

Черт. 19

4. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПЛИТЫ

4.1. Расчетные схемы приведены на черт. 20 - 23.

4.2. Расчетные формулы применимы при условиях: , .

4.3. Толщина боковой стенки Sб определяется по п. 2.3.5.4.

4.4. Толщина ребра

где

   в МПа.

 при

 при

 при

 при

Для среднего продольного ребра крайней панели

При наличии анкерных связей коэффициент t определяется расчетным или экспериментальным путем. При отсутствии данных расчетов и экспериментов принимается t=1.

Промежуточная плита

1 - боковая стенка

2 - торцевая стенка (боковое продольное ребро);

3 - верхний лист;

4 - поперечное ребро

5 - продольное промежуточное ребро

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: