Исходные данные:

Диаметр внутренний кожуха Дв = 800мм;

Длина L = 6000 мм;

Давление рm = 0,076 Мпа;

Рм = 0,3 МПа

Температура:

tm = 900C

tк = 132,90С

Sк = 10 мм, ск = 1,5 мм

Трубы ф 38 *2 мм; с т = 1,2 мм

Z = 187 шт.

Материал корпуса сталь 1Х18Н10Т

Компенсатора сталь – 1Х18Н10Т,

σтк (132,90С) = 152 МПа Ек (132,90С) = 1,91 * 105 Па

σтт (90оС) = 146МПа Ем (90оС) = 2,00 * 105 Па

кt = 17,2 * 10-6 1/оС мt = 17,2 * 10-6 1/оС

Расчет:

Площадь поперечного сечения корпуса (стр.320)[3]:

Fk = (Дв + Sк) Sк = 3.14(0,8+0,010)*0,010 = 254,34*10-3 м2

Площадь поперечного сечения труб (стр.320)[3]:

Fт = (dH – Sm) SmZ = 3.14(38-2)2 * 187 = 42276,96 мм2 = 0,042 м2 = 420 * 10-4 м2

Сила взаимодействия между корпусом и трубами за счет температурных напряжений определяется по формуле (24.1) [3]:

Суммарную силу, растягивающую корпус и трубы, от давления среды в трубном и междутрубном пространстве при расчетном диаметре трубной решетки Дв определяем по формуле (24.2) [3]:

Р = 0,785[(Дв2 – dн2Z)pm + dв2 Zpm] = 0,785[(0.82 – 0.0382*187)*0.3*106 + 0.0382*187*0.076 ]= 87128,4 Н;

Максимальное напряжение в корпусе определим по формуле (24.5) [3]:

σmaxk = Pt / Fk + PEkt / (Et * Fk + EmtFm) = (2.27 / 254,34 * 10-4 ) + (8*7128,4 *191*105) / (1,91*105 *254,34 * 10-4 + 2,0*105 * 420*10-4) = 95,82 МН/м2, что < σткто /1,2 = 220 * 106 / 1,2 = 183,3 * 10,6 Н/м2 ,

т.е. условия (24.5) [3] выполнено .

Максимальное напряжение в трубах определим по формуле (24.6) [3]:

σmaxт = Pt / Fт + PEтt / (Et * Fk + Emt + Fm )= 2,27 / 420*10-4 – (87128,4*191*105)/ (191*105 * 254,34 *10-4 + 2,0*105*420*10-4) = 93,21 МН/м2,

< σтт90/1,2 = = 121,7 МН/м2

условие (24.6) [3] выполнено, значит, компенсатор не требуется.