Выбираем эллиптическое отбортованное днище с внутренним базовым диаметром (Рисунок 1.2) ГОСТ 6533—78:
Ø D = 2200мм;
Ø Н = 550мм;
Ø h = 60мм;
Ø F = 5,66м2;
Ø V = 1,6219м3.
Днище 2200-18 ГОСТ 6533—78.
Проектирование конического днища
Выбираем коническое днище с внутренним базовым диаметром и отбортованной вставкой и тороидальным переходом (Рисунок 1.3) ГОСТ 12619—78:
Ø D = 2200мм;
Ø h = 100мм;
Ø hн = 1958мм;
Ø F = 8,65м2;
Ø V = 2,876м3;
Ø 
.
| Рисунок 3 – Коническое днище с внутренним базовым диаметром |
Днище 60-2200-20 ГОСТ 12619—78.
Расчёт высоты жидкости в аппарате
Высота жидкости в аппарате:
,
где 
– высота жидкости в цилиндрической обечайке;
hн = 1,958м – высота конуса;
h = 0,1м – высота отбортовки.
Подбор рубашки
Выбираем неразъёмную рубашку по ОСТ 26-01-985-85: тип – 2 с коническим днищем и углом при вершине 2a = 60° при 
и 
; 
; 
; 
; Принимаем стандартную длину рубашки:
Ø 
;
Ø 
;
Ø 
;
Ø 
.
Рубашка 2400-3117-10-О ОСТ 26-01-985-85
| Рисунок 4 – Неразъемная рубашка |
Определение толщин стенок корпусных элементов
Расчётные параметры
Ø Расчетное давление
в корпусе аппарата:
;
;
.
в рубашке:
;
;
.
Ø Расчетная температура
в корпусе аппарата: 
;
в рубашке: 
.
Ø Допускаемое напряжение при температуре 150°C для стали марки
09Г2С [4, c.20]
корпус аппарата:
; 
;
рубашка:
; .
Ø Коэффициент запаса устойчивости
– для рабочих условий [4, c.19];
– в условиях гидравлических испытаний [4, c.19].
Ø Расчетное значение модуля продольной упругости для стали марки стали 09Г2С [4, c.24]
при ;
при 
.
Ø Для стыкового или таврового шва с двусторонним сплошным проваром, выполняемым автоматической или полуавтоматической сваркой с отношением длиной контролируемых швов к общей длине, равной 100 %, выбираем коэффициент прочности сварных швов 
[4, с.19]
|
|
Ø Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов корпуса определяется по формуле
,
где 
– прибавка для компенсации коррозии,
где 
– скорость коррозии,
– срок службы;
– прибавка для компенсации минусового допуска;
– прибавка утонения листа при изготовлении.
Выбираю прибавки для корпуса 
.
Ø Прибавка к расчетным толщинам конструктивных элементов рубашки определяется по формуле
,
где – прибавка для компенсации коррозии,
где – скорость коррозии,
– срок службы;
– прибавка для компенсации минусового допуска;
– прибавка утонения листа при изготовлении.
Выбираю прибавки для корпуса .
Ø Максимальное давление, действующее на корпус или днище в условиях испытаний, определяется как
,
где 
– плотность воды;
– ускорение свободного падения на широте 
;
– наибольшее значение высоты столба жидкости над проверяемым элементом;
Пробное давление при испытании стальных сварных аппаратов рассчитывается по формуле:
;
Второе слагаемое в формуле не учитывается, т.к. выполняется неравенство:
;
;
.
Ø Расчет на прочность в режиме испытаний проводить не требуется, т.к. выполняется следующее соотношение
;
.
Расчёт корпуса аппарата
Цилиндрическая обечайка нагружена внутренним давлением. Расчетную толщину стенки определяем по формуле:
.
Цилиндрическая обечайка нагружена наружным давлением. Расчетную толщину стенки приближенно определяем по формулам:
|
|
где 
;
Коэффициент К2 = 0,7 определяется по номограмме [2, c.102];
;
;
;
где l – расчетная длина обечайки;
lц – длина цилиндрической обечайки, нагруженная наружным давлением;
hц – длина отбортованной части конического днища (принимается по
ГОСТ 12619—78);
r – радиус тороидального перехода равен 200мм для данного диаметра.
Исполнительная толщина стенки цилиндрической обечайки корпуса:
;
;
.
Принимаем ближайшее стандартное значение S = 20мм.
Допускаемое наружное давление определяем по формуле:
| Рисунок 5 – Расчётная схема рубашки |
,
где допускаемое давление из условия прочности определяем по формуле:
,
а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяем по формуле:
где
.
Условие выполняется.