Bài giảng Cơ khí ứng dụng: Chương 6 - Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

Bài giảng "Cơ khí ứng dụng: Chương 6 - Thiết bị vỏ mỏng" được biên soạn với các nội dung chính sau: Giới thiệu chung về thiết bị vỏ mỏng; Cấu tạo thiết bị vỏ mỏng chịu áp suất trong; Thiết bị cơ khí vỏ dày; Tính toán vỏ thiết bị cơ khí;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ khí ứng dụng: Chương 6 - Trường ĐH Bách khoa Hà NộiCƠ KHÍ ỨNG DỤNG Khối lượng 3(3-1-0-6) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bộ môn Máy và Thiết bị Công nghiệp Hóa chấtChương 6 – THIẾT BỊ VỎ MỎNG 6.1 Giới thiệu chung6.1.1 Phân loại thiết bị Trong công nghiệp hoá chất, các thiết bị có thể phânthành 03 loại sau: - Theo bị vỏ mỏng chịu áp suất trong - Thiết bị vỏ mỏng chịu áp suất ngoài - Thiết bị vỏ dày D Tiêu chuẩn nhận biết thiết bị vỏ mỏng: d S < 0,1 D hoặc D/d < 1,1Trong đó: S - Chiều dày vỏ thiết bị; S D - Đường kính ngoài của thiết bị; d - Đường kính trong của thiết bị;Thiết bị vỏ mỏng chịu áp suất trongThiết bị vỏ mỏng chịu áp suất ngoài Thiết bị chân không Vỏ trong chịu áp suất ngoàiThiết bị vỏ dàyThiết bị vỏ dày 6.1.2 Cấu tạo thiết bị vỏ mỏng chịu áp suất trong - Trong công nghiệp hoá chất, gần 70 % các loại thiết bịthuộc về thiết bị vỏ mỏng chịu áp suất trong, được chế tạo từcác tấm thép phẳng và hàn ghép với nhau. Cấu tạo gồm: a. Thân trụ b. Đáy và nắp (Bán cầu, chỏm cầu, ellipse, nón..) c. Các cửa và mặt bích 6.2 Tính toán vỏ thiết bị 6.2.1 Tính toán vỏ trụ Bổ xung hệ số bền của mối hàn và độ dư chiều dày, thuđược công thức tính bền thiết bị vỏ trụ thực tế như sau: p.D S C 2. .Trong đó: S - Độ dày vỏ thiết bị [cm]; p - áp suất làm việc [Kg/cm2 hoặc N/cm2]; D - Đường kính trung bình của vỏ [cm]; [] - ứng suất cho phép của vật liệu [Kg/cm2 hoặc N/cm2];  - Hệ số bền mối hàn [-]; C - Hệ số dư [cm]; Để tiện lợi cho việc tính toán chiều dày thiết bị theo đườngkính trong Dt hoặc đường kính ngoài thiết bị Dn, biến đổi (3-10)thu được: p.Dt S C 2. .  p p.Dn S C 2. .  p Để xác định giá trị của các tham số trong công thức trên cầncăn cứ vào điều kiện chế tạo và làm việc cụ thể của thiết bị, vớicác lưu ý cơ bản sau:a) Nhiệt độ vỏ thiết bị:- Trong thiết bị đun nóng, nhiệt độ ttb tính toán lấy bằng nhiệtđộ cực đại của lưu thể;- Trong thiết bị làm lạnh, nhiệt độ ttb lấy bằng nhiệt độ cực tiểucủa lưu thể;- Với thiết bị được đốt nóng bằng nguồn nhiệt mà nhiệt độ cóthể biến thiên trong một dải rộng, nên chọn nhiệt độ tính toánsao cho đảm bảo an toàn.b) Áp suất bên trong thiết bị:- Đối với thiết bị chứa khí, áp suất tính toán p là áp suất làmviệc danh nghĩa của thiết bị.- Nếu bên trong thiết bị chứa chất lỏng, áp suất tính toán p làáp suất làm việc danh nghĩa công với áp suất thuỷ tĩnh do cộtchất lỏng ở vị trí tính toán.- Với chất lỏng dễ hóa hơi, áp suất tính toán lấy bằng áp suấthơi bão hòa lớn nhất của chất lỏng ở nhiệt độ làm việc cộngvới áp suất thủy tĩnh ở vị trí tính toán.c) Ứng suất cho phép của vật liệu:   B C B T B K A   0 0 (a) Vật liệu dẻo (b) Vật liệu ròn- Trong điều kiện nhiệt độ vừa phải, ứng cho phép được tínhtheo giới hạn bền []* = B /nB- Đối với thiết bị phải làm việc ở nhiệt độ cao, nhưng không quá300°C, giới hạn bền và giới hạn chảy giảm nhanh, cần lấy giátrị nhỏ nhất trong hai giá trị ứng suất cho phép theo giới hạnbền và giới hạn chảy ở nhiệt độ tương ứng: []* = min(Tt /nTvà nt /nn )- Đối với thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao hơn 350°C, phải xétđến sự biến dạng dẻo rất chậm của thiết bị (10-7 mm/mm.h) vàchấp nhận sự biến dạng vĩnh viễn cho phép là 1,5% với thépcarbon và 1% với thép hợp kim. Ứng suất cho phép trongtrường hợp này là: [] = []*. = min(Bt /nB ; Tt /nT và Dt /nTD) . K, T, B, D, n - giới hạn bền kéo, giới hạn chảy, giớihạn bền và giới hạn bền lâu và giới hạn trườn của vật liệu. nK, nT, nB, nD - Hệ số an toàn tương ứng với từng điềukiện của vật liệu (n  1) Hệ số an toàn với các vật liệu thông thường Thép carbon Kim loại màu Thủy tinh Gang Hệ số an và thép hợp kim và hợp kim ...