Алгоритм розрахунку виносного теплообмінника
Додаток Г
1. Програма теплового розрахунку теплообмінника
CLS
OPEN "c:\teplo1.txt" FOR OUTPUT AS #1
'Давления в аппарате
Pt = 30: Pm = 30
'Расстояние между трубками
tt = .017
'Массовые расходы теплоносителей
mg = 37.6
mh = 37.6
'Мольные расходы теплоносителей
uh = 70.11
ug = 79.21
'Концентрации теплоносителей
a1 = .028
a2 = .192
'Начальная температура холодного теплоносителя
t11 = 35
'Конечеая температура холодного теплоносителя в первом приближении
t12 = 185,5
'Конечная температура гарячего теплоносителя
th = 65
'Начальная температура гарячего теплоносителя
th2 = 210
'Высота проходного сечения межтрубного пространства
hn = .64
DEF fnc2 (t, c) = (3.385148 + 7.466386E-02 * c - 2.860758E-03 * c ^ 2 + 7.927979E-04 * t - 4.596554E-04 * c * t + 1.707478E-05 * t * c ^ 2 - 8.930671E-07 * t ^ 2 + 5.633727E-07 * t ^ 2 * c - 2.216021E-08 * t ^ 2 * c ^ 2) * 1000
DEF fnla2 (t, c) = (970.5798 + 1.731223 * c + .176437 * c ^ 2 + 2.125481 * t + .215597 * c * t - .188884 * c ^ 2 * t - 3.949857E-04 * t ^ 2 - 6.791743E-04 * c * t ^ 2 + 5.350655E-05 * c ^ 2 * t ^ 2) * .0001
DEF fnmj2 (t, c) = (1837.506 - 40.59476 * c + 1.507156 * c ^ 2 + 1.548409 * t + .19233 * c * t - 4.712997E-03 * c ^ 2 * t + 2.525072E-03 * 6 - 3.551515E-04 * c * t ^ 2 + 5.197373E-06 * c ^ 2 * t ^ 2) * 1E-08
DEF fnc1 (t, c) = (3.385148 + 7.466386E-02 * c - 2.860758E-03 * c ^ 2 + 7.927979E-04 * t - 4.596554E-04 * c * t + 1.707478E-05 * t * c ^ 2 - 8.930671E-07 * t ^ 2 + 5.633727E-07 * t ^ 2 * c - 2.216021E-08 * t ^ 2 * c ^ 2) * 1000
DEF fnla1 (t, c) = (970.5798 + 1.731223 * c + .176437 * c ^ 2 + 2.125481 * t + .215597 * c * t - .188884 * c ^ 2 * t - 3.949857E-04 * t ^ 2 - 6.791743E-04 * c * t ^ 2 + 5.350655E-05 * c ^ 2 * t ^ 2) * .0001
DEF fnmj1 (t, c) = (1837.506 - 40.59476 * c + 1.507156 * c ^ 2 + 1.548409 * t + .19233 * c * t - 4.712997E-03 * c ^ 2 * t + 2.525072E-03 * 6 - 3.551515E-04 * c * t ^ 2 + 5.197373E-06 * c ^ 2 * t ^ 2) * 1E-08
DEF fnAm (P, t) = .9928 + .000756 * 10.2 * P + .00367 * t + 1.37E-07 * 10.2 * P * t
tc2 = (th2 + th) / 2
tc1 = (t12 + t11) / 2
Q = mg * fnc2(tc2, a2) * (th2 - th)
t12 = t11 + Q / (fnc1(tc1, a1) * mh)
dtm = th2 - t12
dtb = th - t11
IF dtm > dtb THEN SWAP dtm, dtb
dtc = (dtb - dtm) / LOG(dtb / dtm)
tc1 = (t11 + t12) / 2
tc2 = tc1 + dtc
ug = ug * .1 * fnAm(Pt, tc2) / Pt
uh = uh * .1 * fnAm(Pm, tc1) / Pm
ro = mh / ug
la = fnla2(tc2, a2)
c = fnc2(tc2, a2)
mj = fnmj2(tc2, a2)
'Внешний диаметр трубок
dz = .012
'Вннутренний диаметр трубок
dv = .09
'Толщина трубок
del = .0015
'Коэффициент теплопередачим принятый в первом приближении
k = 1000
'Принята длина трубок
ltr = 10
a1: F = Q / (dtc * k)
ftr = 3.141 * dz * ltr
ntr = F / ftr
ntr = INT(ntr + 1)
PRINT "Расчетное количество трубок Ntr="; ntr
aa = (3 + SQR(9 + 12 * (ntr - 1))) / 6
aa = INT(aa)
Dtr = tt * (2 * aa - 1)
PRINT "Диаметр трубного пучка D="; Dtr
INPUT "Принимаем внутренний диаметр кожуха D"; D
w2 = ug / ((3.14 * dv ^ 2 / 4) * ntr)
Re2 = w2 * dv * ro / mj
Pr2 = mj * c / la
Nu2 = .021 * Re2 ^ .8 * Pr2 ^ .43
alf2 = Nu2 * la / dv
ro1 = mh / uh
la1 = fnla1(tc1, a1)
c1 = fnc1(tc1, a1)
mj1 = fnmj1(tc1, a1)
l = 2 * SQR(2 * hn * (D / 2) - hn ^ 2)
n = 2 * aa - INT((hn - D / 2) / (tt * SIN(3.141 / 3)))
fmtr = (l - dz * n) * h
w1 = uh / fmtr
Re1 = w1 * dz * ro1 / mj1
Pr1 = mj1 * c1 / la1
IF Re1 < 1000 THEN Nu1 = .336 * Re1 ^ .5 * Pr1 ^ .36 ELSE Nu1 = .132 * Re1 ^ .65 * Pr1 ^ .36
alf1 = Nu1 * la1 / dz
k1 = 1 / (1 / alf1 + del / 46.5 + 1 / alf2)
IF ABS(k1 - k) < .01 THEN GOTO a2
k = k1
GOTO a1
a2: F = Q / (dtc * k1)
PRINT #1, "Разницы температур:"
PRINT #1, "Большая -"; dtb; "град, С"
PRINT #1, "Меньшая -"; dtm; "град, С"
PRINT #1, "Средняя -"; dtc; "град, С"
PRINT #1, "Средняя температура теплоносителя в трубном пространстве tc2="; tc2; "град, С"
PRINT #1, "Средняя температура теплоносителя в межтрубном пространстве tc1="; tc1; "град,С"
PRINT #1, "Теплофизические свойства теплоносителей"
PRINT #1, " ", "Холодного", "Горячего"
PRINT #1, "теплоемкость ", c1, c, "Дж/кг*К"
PRINT #1, "теплопроводность", la1, la, "Вт/м*К"
PRINT #1, "Вязкость динам. ", mj1 * 1000000!, mj * 1000000!, "Па*с*10^6"
PRINT #1, "Тепловая энергия, которой обменялись теплоносители Q="; Q; "Вт"
PRINT #1, "Расчет коэффициента теплопередачи"
PRINT #1, "Расчет коэффициента теплоотдачи alf2"
PRINT #1, "Количество теплообменных трубок n="; ntr
PRINT #1, "Объемный расход горячего теплоносителя ug="; ug; "м^3/c"
PRINT #1, "Значение плотности горячего теплоносителя ro2="; ro; "кг/м^3"
PRINT #1, "Проходное сечение трубного пространства ftr="; ftr; "М^2"
PRINT #1, "Скорость движения горячего теплоносителя w2="; w2; "м/c"
PRINT #1, "Критерий рейнольдса в трубном пространстве Re2="; Re2
PRINT #1, "Критерий Прандтля в трубном пространстве Pr2="; Pr2
PRINT #1, "Критерий Нуссельта в трубном пространстве Nu2="; Nu2
PRINT #1, "Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности трубок alf2="; alf2; "Вт/м2*К"
PRINT #1, "Расчет коэффициента теплоотдачи alf1"
PRINT #1, "Количество теплообменных трубок n="; ntr
PRINT #1, "Объемный расход холодного теплоносителя uh="; uh; "м^3/c"
PRINT #1, "Значение плотности холодного теплоносителя ro1="; ro1; "кг/м^3"
PRINT #1, "Проходное сечение межтрубного пространства fmtr="; fmtr; "М^2"
PRINT #1, "Скорость движения холодного теплоносителя w1="; w1; "м/c"
PRINT #1, "Критерий рейнольдса в межтрубном пространстве Re1="; Re1
PRINT #1, "Критерий Прандтля в межтрубном пространстве Pr1="; Pr1
PRINT #1, "Критерий Нуссельта в межтрубном пространстве Nu1="; Nu1
PRINT #1, "Коэффициент теплоотдачи на внешней поверхности трубок alf1="; alf1; "Вт/м2*К"
PRINT #1, "Коэфициент теплопередачи k="; k1; "Вт/м^2*К"
PRINT #1, "Поверхность теплообмена F="; F; "м^2"
PRINT #1, "Длина трубок L="; ltr; "м"
END
Результати програми
Разницы температур:
Большая - 35 град, С
Меньшая - 34.07678 град, С
Средняя - 34.53633 град, С
Средняя температура теплоносителя в трубном пространстве tc2= 137.4979 град,С
Средняя температура теплоносителя в межтрубном пространстве tc1= 102.9616 град,С
Теплофизические свойства теплоносителей
Холодного Горячего
теплоемкость 3458.24 3481.483 Дж/кг*К
теплопроводность .1185689 .1258007 Вт/м*К
Вязкость динам. 19.96261 20.46453 Па*с*10^6
Тепловая энергия которой обменялись теплоносители Q= 1.898105E+07 Вт
Расчет коэффициента теплопередачи
Расчет коэффициента теплоотдачи alf2
Количество теплообменных трубок n= 709
Объемный расход горячего теплоносителя ug= .4064007 м^3/c
Значение плотности горячего теплоносителя ro2= 92.51952 кг/м^3
Проходное сечение трубного пространства ftr= .78525 М^2
Скорость движения горячего теплоносителя w2= 2.852322 м/c
Критерий рейнольдса в трубном пространстве Re2= 206324.1
Критерий Прандтля в трубном пространстве Pr2= .5663478
Критерий Нуссельта в трубном пространстве Nu2= 293.5521
Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности трубок alf2= 2308.065 Вт/м2*К
Расчет коэффициента теплоотдачи alf1
Количество теплообменных трубок n= 709
Объемный расход холодного теплоносителя uh= .3336158 м^3/c
Значение плотности холодного теплоносителя ro1= 112.7045 кг/м^3
Проходное сечение межтрубного пространства fmtr= .134 М^2
Скорость движения холодного теплоносителя w1= 2.48967 м/c
Критерий рейнольдса в межтрубном пространстве Re1= 351403.3
Критерий Прандтля в межтрубном пространстве Pr1= .5822394
Критерий Нуссельта в межтрубном пространстве Nu1= 437.3047
Коэффициент теплоотдачи на внешней поверхности трубок alf1= 2074.03 Вт/м2*К
Коэффициент теплопередачи k= 987.9561 Вт/м^2*К
Поверхность теплообмена F= 556.2966 м^2
Длина трубок L= 10 м
2. Програма розрахунку товщини обичайки
CLS
'Минимальные значения границы текучести и прочности
sigt = 240: sigv = 385
'Коэффициенты запаса текучести и прочности
nt = 1.5: nv = 2.4
'Расчетное давление в аппарате
P = 30
'Коэффициент прочности сварного шва
fi = .9
'Надбавки на толщину
C1 = .002: C2 = .0012: C3 = 0
'Диаметр аппарата
d = 1
sig1 = sigt / nt: sig2 = sigv / nv
IF sig1 > sig2 THEN sig = sig1 ELSE sig = sig2
btr = EXP(P / (sig * fi)): SS = .5 * d * (btr - 1) + C1
'PRINT "SS="; SS
'INPUT "принимаем SS,м"; SS
A = (C2 + C3) / SS
IF A > .05 THEN C = C1 + C2 + C3 ELSE C = C1
S = .5 * d * (btr - 1) + C
PRINT "Величина допустимых напряжений [sig]="; sig; "МПа"
PRINT "Величина надбавки на толщину обечайки С="; C; "м"
PRINT "толщина обечайки S="; S; "м"
INPUT "принимаем S,м"; S
bt = 1 + 2 * (S - C) / d
PRINT "Коэффициент толстостенности bt="; bt
Pd = sig * fi * LOG(bt)
'PRINT "толщина обечайки м, S="; S
'INPUT "принимаем S"; S
PRINT "допустимое давление МПа,[P]="; Pd
END
Результати програми
Величина допустимых напряжений [sig]= 160.4167 МПа
Величина надбавки на толщину обечайки С= .002 м
толщина обечайки S= .1369645 м
принимаем S,м? .14
Коэффициент толстостенности bt= 1.276
допустимое давление МПа,[P]= 35.18855
3. Програма розрахунку геометричних параметрів фланцю
CLS
'Расчетное давление в аппарате
P = 30
'Диаметр аппарата
D = 1.6
'Диаметр шпильки аппарата
ds = .1
'Количество отверстий под шпильки
z = 24
'Допустимые напряжения
sig = 160
'Величина надбавок на толщину
C = .002
'коэффициент прочности сварного шва
fi = 1
'Толщина обечайки в месте соединения с фланцем
S = .14
'Длина отверстия под шпильку
lb = .12
A = D + 2 * ds: B = 2.2 * ds / SIN(3.14 / z)
IF A > B THEN Db = A ELSE Db = B
PRINT "Db>="; Db; "м"
INPUT "Диаметр окружности шпилек Db,м"; Db
PRINT "D2>="; Db + 2 * ds; "м"
INPUT "Внешний диаметр фланца корпуса D2,м"; D2
btr = EXP(P / (sig * fi))
PRINT "Расчетный коэффициент толстостенности btr="; btr
Sfr = .5 * D * (btr - 1)
PRINT "Расчетная толщина стенки фланца которая стыкуется с обечайкой Sfr="; Sfr; "м"
PRINT "rn>="; Sfr; "м"
INPUT "Радиус перехода от конической части фланца к цилиндрической rn,м"; rn
'INPUT "Sfr"; sfr
IF Sfr + C > S THEN Sf = S ELSE Sf = S
PRINT "Sf="; Sf; "м"
INPUT "Исполнительная толщина стенки фланца которая стыкуется с обечайкой Sf,м"; Sf
bt = (D + 2 * (Sf - C)) / D
PRINT "Коэффициент толтостенности bt="; bt
Pd = sig * fi * LOG(bt)
PRINT "Допустимое давление [p]="; Pd; "МПА"
h3 = lb + .25 * ds
PRINT "h3>="; h3; "м"
INPUT "Высота цилиндрической части фланца корпусаh3,м"; h3
h4 = .7 * Sfr
PRINT "h4>="; h4; "м"
INPUT "Высота цилиндрической части фланца, которая стыкуется с обечайкой h4,м"; h4
END
Результати програми
Db>= 1.686335 м
Диаметр окружности шпилек Db,м? 1.7
D2>= 1.9 м
Внешний диаметр фланца корпуса D2,м? 1.9
Расчетный коэффициент толстостенности btr= 1.240637
Расчетная толщина стенки фланца которая стыкуется с обечайкой Sfr= .1203185 м
rn>= .1203185 м
Радиус перехода от конической части фланца к цилиндрической rn,м? .12
Sf= .14 м
Исполнительная толщина стенки фланца которая стыкуется с обечайкой Sf,м? .14
Коэффициент толтостенности bt= 1.276
Допустимое давление [p]= 38.99683 МПА
h3>= .145 м
Высота цилиндрической части фланца корпусаh3,м? .145
h4>= 8.422297E-02 м
Высота цилиндрической части фланца, которая стыкуется с обечайкой h4,м? .085
4. Програма розрахунку плоскої кришки
CLS
'расчетный диаметр ущемляющей поверхности
DR = 1.1
'Давление в аппарате
p = 34.5
'Величина допустимых напряжений
sig = 160
'Диаметр окружности центров шпилек
Db = 1.7
'Расчетное усилие действующее на шпильку
F = 36.39
'Осевая нагрузка от действия давления среды
FQ = 32.77
'Внешний диаметр фланца крышки
D4 = 1.7
'Диаметр отверстия под крепежную шпильку
d0 = .11
'Диаметр отверстий крышки
di = .22
'Величина надбавок на толщину
C = .002
H3P = .41 * DR * SQR(p / sig * (DR + 3 * (Db - DR) * F / FQ) / (D4 - 2 * d0 - di))
PRINT "Предварительная расчетная толщина периферийной части крышки H3P"; H3P; "м"
HS3 = H3P + C
PRINT "Расчетная толщина периферийной части плоской крышки HS3="; HS3; "м"
INPUT "HS3,м"; HS3
INPUT "Наименьший диаметр виточки под ущемление D5,м"; D5
INPUT "Наименьший диаметр виточки под ущемление D6,м"; D6
INPUT "Толщина центральной части крышки H1,м"; H1
H2R = .41 * DR * SQR(p / sig * (3 * (Db - DR) * F / FQ) / DR + 1.5 * (p / sig) ^ 2 - 6 * H3 ^ 2 * (D4 - DR - 2 * d0) / DR)
PRINT "Толщина крышки в месте размещения выточки под ущемление H2="; H2R + C; "м"
INPUT "H2,м"; H2
H3R = .41 * DR * SQR(p / sig * (DR + 3 * (Db - DR) * F / FQ) / ((D4 - 2 * d0 - D6) + ((H2 / HS3) ^ 2) * (D6 - D5) + ((H1 / HS3) ^ 2) * (D5 - di)))
PRINT "Уточненная толщина периферийной части крышки H3="; H3R + C; "м"
INPUT "H3,м"; H3
END
Результати програми
Предварительная расчетная толщина периферийной части крышки H3P .3284282 м
Расчетная толщина периферийной части плоской крышки HS3= .3304282 м
HS3,м? .33
Наименьший диаметр виточки под ущемление D5,м? 1.08
Наименьший диаметр виточки под ущемление D6,м? 1.15
Толщина центральной части крышки H1,м? .35
Толщина крышки в месте размещения выточки под ущемление H2= .3084011 м
H2,м? .31
Уточненная толщина периферийной части крышки H3= .3182192 м
H3,м? .33
5. Програма розрахунку геометричних параметрів та міцності шпильок апарата
CLS
'Минимальное значение границы текучести и прочности материала шпильки при расчетной температуре
sigts = 315: sigBS = 530
'Минимальное значение границы прочности материала корпуса при расчетной температуре
sigBK = 385
'Диаметр апарата
D = 1
'расчетное давление в апарате
P = 34.5
'Расчетный диаметр ущемляющей поверхности
Dr = 1.1
'Коэффициент запаса текучести материала
nt = 1.5
'Высота ущемляющей поверхности
H0 = .012
'Угол наклона ущемляющей поверхности корпуса к вертикали
gm = 45 * 3.14 / 180
'Основные размеры ущемления
h1 = .07: h2 = .035
'Количество шпилек
z = 24
IF P < 40 THEN PF = 40
PRINT "Расчетное давление с учетом предварительной затяжки при определении расчетного усилия PF="; PF; "МПа"
hr = (h1 + h2) / 2
PRINT "Высота кольца по средней линии ущимленной поверхности hr="; hr; "м"
Fp = .5 * 3.14 * PF * Dr * hr * TAN(gm)
Fq = 3.14 * Dr ^ 2 / 4 * P
F = Fp + Fq
PRINT "Расчетное усилие действующее на шпильку F="; F; "МПа"
PRINT "Осевая реакция прокладки Fp="; Fp; "МПа"
PRINT "Осевая нагрузка от действия давления среды на кришку Fq="; Fq; "МПа"
INPUT "Коэффициент учитывающий тангенциальные напряжения в шпильке при затяжке K1s="; K1s
INPUT "Коэффициент учитывающий неравномерность роспредиления нагрузки между шпильками K2s="; K2s
sigs = sigts / nt
PRINT "Допустимое напряжение материала шпильки sigs="; sigs; "МПа"
d1sr = SQR(4 * K1s * K2s * F / (3.14 * z * sigs) + d0s ^ 2)
PRINT "Внешний диаметр стержня d1sr="; d1sr; "м"
INPUT "Средний диаметр резьбы d2s="; d2s
INPUT "Внутренний диаметр резьбы d3s="; d3s
PRINT ".5*(d2s+d3s)="; .5 * (d2s + d3s); "м"
INPUT "Исполнительный диаметр стержняввод d1s="; d1s
INPUT "ввод ds="; ds
IF sigBS / sigBK > 1.5 THEN lr = .5 * ds * (1 + sigBS / sigBK) ELSE lr = .5 * ds
END
Результати програми
Расчетное давление с учетом предварительной затяжки при определении расчетного усилия PF= 40 МПа
Высота кольца по средней линии ущемленной поверхности hr= .0525 м
Расчетное усилие действующее на шпильку F= 36.39364 МПа
Осевая реакция прокладки Fp= 3.623814 МПа
Осевая нагрузка от действия давления среды на крышку Fq= 32.76983 МПа
Коэффициент учитывающий тангенциальные напряжения в шпильке при затяжке K1s=? 1
Коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шпильками K
2s=? 1.1
Допустимое напряжение материала шпильки sigs= 210 МПа
Внешний диаметр стержня d1sr= .100591 м
Средний диаметр резьбы d2s=? .0961
Внутренний диаметр резьбы d3s=? .935
.5*(d2s+d3s)= .51555 м
Исполнительный диаметр стержня ввод d1s=? .096
ввод ds=? .1
6. Програма розрахунку несучої спроможності від дії опорних навантахеннь
CLS
'Расчетная длина аппарата, м
L = 10
'Длина выступающей цилиндрической части аппарата, м
a = 1
'Вес аппарата, МН
G = .8
'Количество опор
n = 3
'Растояние между опорами, м
l1 = 4
'коэффициент прочности сварного шва
fi = 1
'Диаметр аппарата, м
D = 1
'угол обхвата аппарата опорой, рад
dlt1 = 120 * 3.1415 / 180
'Толщина аппарата, м
S = .14
'Величина надбавок к толщине, м
C = .0025
'Коэфициент запаса стойкости
nc = 2.4
'Угол обхвата аппарата подкладным листом, рад
dlt2 = 150 * 3.141 / 180
'Ширина седловой опоры, м
b = .22
'Величина допустимых напряжений корпуса аппарата, МПа
sig = 160
'Модуль упругости материала стенки аппарата, МПа
E = 199000
'Ширина подкладного листа, м
b2 = .45
'Коэффициент
k2 = 1.2
'Коэффициент запаса прочности
nt = 1.5
'Распределенная нагрузка по длине аппарата, МН/м
q = G / (L + 4 / 3 * H)
'Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки между опорами
psi1 = .9: psi2 = 1.2
PRINT "Распределенная нагрузка q ="; q; "МН/м"
F1 = psi1 * G / n: F2 = psi2 * G / n
IF F1 > F2 THEN Fbi = F1 ELSE Fbi = F2
PRINT "Опорное усилие Fbi ="; Fbi; "МН"
M = q * l1 ^ 2 / 8
PRINT "Изгибающий момент М ="; M; "МН*м"
Qi = .5 * fi
PRINT "Поперечное усилие Qi ="; Qi; "МН"
IF fm1 > SQR(D * (S - C)) THEN fi = 1 ELSE INPUT "fi"; fi
gm = 2.83 * a / D * SQR((S - C) / D)
PRINT "Параметр определяющийся растоянием от вертикальной оси симетрии седловой опоры до днища gm ="; gm
bt = .91 * b / SQR(D * (S - C))
PRINT "Параметр определяющийся шириной пояса седлой опоры до днища bt ="; bt
sigmx = 4 * M / (3.14 * D ^ 2 * (S - C))
'PRINT "Общее осевое мембранное напряжение изгиба sigmx = "; sigmx; "МПа"
'Pdm = 2 * sig * (S - C) / (D + S - C)
'PRINT "Допустимое внешнее избнное давление Pdm = "; Pdm; "МПа"
'PRINT "Допустимый изгибающий момент по условию :"
'Mdm = 3.14 / 4 * D * (D + S - C) * (S - C) * sig
'PRINT "прочности цилиндрической обечайки Mdm = "; Mdm; "МН*м"
'Mde = .000089 * E / nc * D ^ 3 * (100 * (S - C) / D) ^ 2.5
'PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Mde = "; Mde; "МН*м"
'Md = Mdm / SQR(1 + (Mdm / Mde) ^ 2)
'PRINT "Допустимый изгибающий момент цилиндрической обечайки Md="; Md; "МН*м"
'PRINT "Допустимое сжимающее усилие по условию :"
'Fdm = 3.14 * (D - S - C) * (S - C) * sig
'PRINT "прочности цилиндрической обечайки Fdm = "; Fdm; "МН"
'Fde = .00031 * E / nc * D ^ 2 * (100 * (S - C) / D) ^ 2.5
'PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Mde = "; Mde; "МН"
'Fd = Fdm / SQR(1 + (Fdm / Fde) ^ 2)
'PRINT "Допустимое сжимающее усилие для цилиндрической обечайки Fd="; Fd; "МН"
'PRINT "Допустимое поперечное усилие по условию :"
'Qdm = .25 * 3.14 * D * (S - C) * sig
'PRINT "прочности цилиндрической обечайки Qdm = "; Qdm; "МН"
'Qde = 2.4 * E * (S - C) ^ 2 / nc * (.18 + 3.3 * D * (S - C) / L ^ 2)
'PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Qde = "; Qde; "МН"
'Qd = Qdm / (1 + (Qdm / Qde) ^ 2)
'PRINT "Допустимое поперечное усилие для цилиндрической обечайки Qd="; Qd; "МН"
'y = D / (S - C): u = L / D
'PRINT "Геометрические характеристики обечайки y,u"; y; u
k10 = EXP(-3.58) * SIN(3.58) / 3.58
IF k10 < .25 THEN k10 = .25
k11 = (1 - EXP(-bt) * COS(bt)) / 3.58
k12 = (1.15 - .1432 * dlt1) / SIN(.5 * dlt1)
IF 1.7 - 2.1 * dlt1 / 3.14 < 0 THEN k131 = 0 ELSE k131 = 1.7 - 2.1 * dlt1 / 3.14
k13 = k131 / SIN(.5 * dlt1)
k14 = (1.45 - .43 * dlt1) / SIN(.5 * dlt1)
k15 = (.8 * SQR(gm) + 6 * gm) / dlt1
IF k15 > 1 THEN k15 = 1
k16 = 1 - .65 / (1 + (6 * gm) ^ 2) * SQR(3.14 / (3 * dlt1))
k17 = 1 / (1 + .6 * (D / (S - C)) ^ (1 / 3) * b / D * dlt1)
k19 = 5 / (6 * (D / (S - C)) ^ (1 / 3) * dlt1)
Lon = (D + 2 * S) * dlt1 / 2
PRINT "длина опорного узла с углом обхвата dlt1 ,Lon="; Lon
Lnn = Lon * dlt2 / dlt1
PRINT "длина опорного узла с углом обхвата dlt2 ,Lnn="; Lnn
fm = (Lnn - Lon) / 2
PRINT "условие возможности проверки по упрощеной схеме";
IF (k19 * D + 1.5 * b) <= b2 THEN PRINT "выполняется" ELSE PRINT "невыполняется"
Sef = (S - C) * SQR(1 + (S / (S - C)) ^ 2)
gmn = 2.83 * a / D * SQR((Sef - C) / D)
btn = .91 * b2 / ((Sef - C) * D)
sigmxn = 4 * M / (3.14 * D ^ 2 * (Sef - C))
lm = L
Pdmn = 2 * sig * (Sef - C) / (D + Sef - C)
B1n = 9.45 * D / lm * SQR(D / (100 * (Sef - C)))
IF B1n > 1 THEN B1n = 1
Pden = .0000208 * E * D / (nc * B1n * lm) * ((100 * (Sef - C)) / D) ^ 2.5
PRINT "Допустимое внешнее избнное давление из условия стойкости Pden = "; Pden; "МПа"
PRINT "Допустимое внешнее избнное давление из условия прочности Pdmn = "; Pdmn; "МПа"
Pdn = Pdmn / (1 + (Pdmn / Pden) ^ 2)
PRINT "Допустимое внешнее избнное давление для обечайки Pdn = "; Pdn; "МПа"
PRINT "прочности цилиндрической обечайки Mdm = "; Mdm; "МН*м"
Mdmn = 3.14 / 4 * D * (D + Sef - C) * (Sef - C) * sig
PRINT "прочности цилиндрической обечайки Mdmn = "; Mdmn; "МН*м"
Mden = .000089 * E / nc * D ^ 3 * (100 * (Sef - C) / D) ^ 2.5
PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Mden = "; Mden; "МН*м"
Mdn = Mdmn / (1 + (Mdmn / Mden) ^ 2)
PRINT "Допустимый изгибающий момент цилиндрической обечайки Mdn="; Mdn; "МН*м"
PRINT "Допустимое сжимающее усилие по условию :"
Fdmn = 3.14 * (D - Sef - C) * (Sef - C) * sig
PRINT "прочности цилиндрической обечайки Fdmn = "; Fdmn; "МН"
Fden = .00031 * E / nc * D ^ 2 * (100 * (Sef - C) / D) ^ 2.5
PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Fden = "; Fden; "МН"
Fdn = Fdmn / (1 + (Fdmn / Fden) ^ 2)
PRINT "Допустимое сжимающее усилие для цилиндрической обечайки Fdn="; Fdn; "МН"
PRINT "Допустимое поперечное усилие по условию :"
Qdmn = .25 * 3.14 * D * (Sef - C) * sig
PRINT "прочности цилиндрической обечайки Qdmn = "; Qdmn; "МН"
Qden = 2.4 * E * (Sef - C) ^ 2 / nc * (.18 + 3.3 * D * (Sef - C) / lm ^ 2)
PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Qden = "; Qden; "МН"
Qdn = Qdmn / (1 + (Qdmn / Qden) ^ 2)
PRINT "Допустимое поперечное усилие для цилиндрической обечайки Qdn="; Qdn; "МН"
yn = D / (Sef - C): u = lm / D
PRINT "Геометрические характеристики обечайки y,u"; yn; u
k10n = EXP(-btn) * SIN(btn) / btn
IF k10n < .25 THEN k10n = .25
k11n = (1 - EXP(-btn) * COS(btn)) / btn
k12n = (1.15 - .1432 * dlt2) / SIN(.5 * dlt2)
IF 1.7 - 2.1 * dlt2 / 3.14 < 0 THEN k131 = 0 ELSE k131 = 1.7 - 2.1 * dlt2 / 3.14
k13n = k131 / SIN(.5 * dlt1)
k14n = (1.45 - .43 * dlt2) / SIN(.5 * dlt2)
k15n = (.8 * SQR(gmn) + 6 * gmn) / dlt2
IF k15n > 1 THEN k15n = 1
k16n = 1 - .65 / (1 + (6 * gmn) ^ 2) * SQR(3.14 / (3 * dlt2))
k17n = 1 / (1 + .6 * (D / (Sef - C)) ^ (1 / 3) * b2 / D * dlt2)
PRINT "условие прочности апарата в сечении между опорами с накладным листом ";
IF P * D / (4 * (Sef - C)) <= sig * fi THEN PRINT "выполняется " ELSE PRINT "невыполняется "
v21n2 = -sigmxn * k2 / (nt * sig)
v22n2 = ((P * D / (4 * (Sef - C))) - sigmxn) * k2 / (nt * sig)
v21n4 = 0
v22n4 = P * D / (2 * (Sef - C)) * k2 / (nt * sig)
IF v21n2 >= 0 THEN v11n2 = -.23 * k13n * k15n / (k12n * k10n) ELSE v11n2 = .23 * k13n * k15n / (k12n * k10n)
IF v22n2 >= 0 THEN v12n2 = -.23 * k13n * k15n / (k12n * k10n) ELSE v12n2 = .23 * k13n * k15n / (k12n * k10n)
IF v21n4 >= 0 THEN v11n4 = -.53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2)) ELSE v11n4 = .53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2))
IF v22n4 >= 0 THEN v12n4 = -.53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2)) ELSE v12n4 = .53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2))
v21n2 = ABS(v21n2)
v22n2 = ABS(v22n2)
v22n4 = ABS(v22n4)
v2 = k2 / nt * sigmxn / (sig * fi)
PRINT "Коэффициенты, которые представляют собой отношение местных мембранных напряжений к местным напряжениям изгиба"
PRINT "v11n2="; v11n2
PRINT "v21n2="; v21n2
PRINT "Коэффициенты, которые учитывают степень загруженности общими мембранными напряжениями"
PRINT "v11n4="; v11n4
PRINT "v21n4="; v21n4
INPUT "коэффициент k1n2"; k1n2
INPUT "коэффициент k1n4"; k1n4
PRINT "Граничное напряжение изгиба"
sigin2 = k1n2 * sig * nt / k2
sigin4 = k1n4 * sig * nt / k2
PRINT "в точке 2 sigin2 ="; sigin2; "МПа"
PRINT "в точке 4 sigin4 ="; sigin4; "МПа"
Fdn2 = .7 * sigin2 * SQR(D * (Sef - C)) * (Sef - C) / (k10n * k12n)
Fdn4 = .9 * sigin4 * SQR(D * (Sef - C)) * (Sef - C) / (k14n * k16n * k17n)
PRINT "Допустимое опорное усилие в осевом направлении Fdn2 ="; Fdn2; "МН"
PRINT "Допустимое опорное усилие в кольцевом направлении Fdn4 ="; Fdn4; "МН"
Fen = Fbi * 3.14 / 4 * SQR(D / (Sef - C)) * k13n * k14n
PRINT "Эфективное осевое усилие от местных мембранных напряжений Fen = "; Fen; "МН"
PRINT "Fbi="; Fbi
PRINT "Fdn2="; Fdn2
PRINT "Fdn4="; Fdn4
PRINT "условие прочности опорного узла ";
IF Fen <= Fdn2 AND Fen <= Fdn4 THEN PRINT "выполняется" ELSE PRINT "невыполняется"
PRINT "M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2= "; M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2
PRINT "условие прочности цилиндрической обечайки ";
IF M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2 <= 1 THEN PRINT "выполняется" ELSE PRINT "невыполняется"
END
Результати програми
Распределенная нагрузка q = .08 МН/м
Опорное усилие Fbi = .32 МН
Изгибающий момент М = .16 МН*м
Поперечное усилие Qi = .5 МН
fi? 1
Параметр определяющийся растоянием от вертикальной оси симетрии седловой опоры до днища gm = 1.049392
Параметр определяющийся шириной пояса седлой опоры до днища bt = .5398993
длина опорного узла с углом обхвата dlt1 ,Lon= 1.340373
длина опорного узла с углом обхвата dlt2 ,Lnn= 1.6752
условие возможности проверки по упрощеной схеменевыполняется
Допустимое внешнее избнное давление из условия стойкости Pden = 1326.981 МПа
Допустимое внешнее избнное давление из условия прочности Pdmn = 51.9327 МПа
Допустимое внешнее избнное давление для обечайки Pdn = 51.85329 МПа
прочности цилиндрической обечайки Mdm = 0 МН*м
прочности цилиндрической обечайки Mdmn = 29.04644 МН*м
стойкости цилиндрической обечайки Mden = 12190.59 МН*м
Допустимый изгибающий момент цилиндрической обечайки Mdn= 29.04627 МН*м
Допустимое сжимающее усилие по условию :
прочности цилиндрической обечайки Fdmn = 77.9876 МН
стойкости цилиндрической обечайки Fden = 42461.59 МН
Допустимое сжимающее усилие для цилиндрической обечайки Fdn= 77.98734 МН
Допустимое поперечное усилие по условию :
прочности цилиндрической обечайки Qdmn = 24.3325 МН
стойкости цилиндрической обечайки Qden = 1392.121 МН
Допустимое поперечное усилие для цилиндрической обечайки Qdn= 24.32507 МН
Геометрические характеристики обечайки y,u 5.16182 10
условие прочности апарата в сечении между опорами с накладным листом выполняется
Коэффициенты, которые представляют собой отношение местных мембранных напряжений к местным напряжениям изгиба
v11n2= 0
v21n2= 5.260454E-03
Коэффициенты, которые учитывают степень загруженности общими мембранными напряжениями
v11n4=-1.836972
v21n4= 0
коэффициент k1n2? 1.477
коэффициент k1n4? .387
Граничное напряжение изгиба
в точке 2 sigin2 = 295.4 МПа
в точке 4 sigin4 = 77.39999 МПа
Допустимое опорное усилие в осевом направлении Fdn2 = 87.87797 МН
Допустимое опорное усилие в кольцевом направлении Fdn4 = 39.56281 МН
Эфективное осевое усилие от местных мембранных напряжений Fen = 0 МН
Fbi= .32
Fdn2= 87.87797
Fdn4= 39.56281
условие прочности опорного узла выполняется
M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2= 5.930956E-03
условие прочности цилиндрической обечайки выполняется