Что собой представляют отбортованные днища? Для чего применяется отбортовка?

Что представляет собой корпус теплообменного аппарата?

Корпус (обечайка) теплообменного аппарата представляет собой оболочку, вмещающую взаимодействующие между собой теплоносители в контактных (смесительных) аппаратах, а также трубный пучок в поверхностных аппаратах.

Проектирование корпусов аппаратов, работающих под давлением, производится в соответствии с требованиями ОСТ 26291–94.

 

Перечислите наиболее применяемые формы корпуса теплотехнического оборудования?

Форма корпуса определяется функциональным назначением аппарата, конструктивными и технологическими требованиями и может быть цилиндрической, коробчатой и др. Корпуса большинства теплообменных аппаратов представляют собой цилиндры, внутри которых размещены трубки поверхности теплообмена и циркулирует теплоноситель. Достоинствами цилиндрических обечаек являются простота изготовления и рациональный расход материала. Цилиндрические обечайки сосудов и аппаратов могут изготовляться из цельной трубы соответствующей длины (при диаметре кожуха, на превышающем 600 мм) или выполняются из стальной листовой заготовки, края которой соединяются продольным сварным швом.

 

Какие условия, и каким образом влияют на выбор формы и материала корпуса теплотехнического оборудования?

Цилиндрические аппараты находят применение как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении. При вертикальном исполнении цилиндрических аппаратов исключаются дополнительные изгибающие напряжения в корпусе от силы тяжести аппарата и среды, имеющие место в горизонтальных аппаратах, лежащих на отдельных опорах.

Аппараты с корпусами коробчатой формы [с плоскими стенками] применяются для работы при невысоких давлениях. Такими аппаратами чаще всего являются сушилки, фильтры и т.д.

 

Для чего предназначены и что собой представляют водяные камеры теплообменных аппаратов?

Водяные камеры предназначены для подвода и отвода жидкости, а также распределения ее по трубкам поверхности теплообмена аппарата. Водяные камеры, омываемые неагрессивными средами, изготавливаются из стали марок 20К и 22К и присоединяются к корпусам аппаратов при помощи сварного или фланцевого соединения. Форма поперечного сечения водяных камер определяется компоновкой трубного пучка и размерами корпуса аппарата и должна обеспечивать минимальные напряжения в металле, а также возможно более низкие гидравлические сопротивления. В зависимости от числа ходов жидкости в аппарате водяные камеры разделяются глухими перегородками на необходимое число отсеков.

Если водяные камеры теплообменников выполняются сварными, составляющими единое целое с корпусом, что позволяет сохранить высокую герметичность аппарата, то крышки водяных камер необходимо выполнять съемными.

 

Днища какой формы применяются в теплотехнических аппаратах, в чем состоят особенности использования тех или иных днищ?

Для аппаратов с цилиндрическими корпусами применяются днища (крышки) эллиптические, торосферические, полусферические, конические и плоские. Днища стандартизированы и унифицированы по диаметрам обечаек.

Наименьшую расчетную толщину имеют полусферические днища. Однако стоимость их изготовления наиболее высока.

Широкое распространение в аппаратостроении получили эллиптические отбортованные днища. Тип и основные размеры стальных эллиптических днищ выбираются в соответствии с ГОСТ 6533–78. Для обечаек аппаратов, изготовляемых из листового проката, за базовый размер днищ диаметром 250…4500 мм принят внутренний диаметр. При использовании в качестве обечаек стандартных труб для днищ диаметром 133…720 мм базовым размером служит наружный диаметр труб [особенности выбора размеров разберем на практике]. Днища эллиптические отбортованные алюминиевые выбирают по ГОСТ 26421–90.

Конические днища чаще всего используются при необходимости удаления из аппаратов сыпучих твердых материалов или жидких материалов с большим содержанием твердых веществ. Конические днища могут изготовляться как без отбортовки, так и с отбортовкой.

Плоские днища дешевы и просты в изготовлении. Они обычно применяются в аппаратах под налив. В аппаратах, работающих под давлением, плоские днища диаметром более 500 мм применять не рекомендуется.

 

Что собой представляют отбортованные днища? Для чего применяется отбортовка?

В аппаратах, работающих под давлением, рекомендуется применять отбортованные днища. Борт – это цилиндрическая часть днища. Благодаря отбортовке, сварной шов при присоединении днища к обечайке выносится за пределы опасной зоны и тем самым не нагружается дополнительно на изгиб. Толщина стенки выпуклой части днища обычно принимается равной толщине борта для того, чтобы напряжения в обеих частях днища были одинаковыми.

Конические днища без отбортовки рекомендуется применять с углом при вершине 60, 90 и 120° (ГОСТ 12620–78). Такие днища можно использовать для сосудов и аппаратов диаметром 273…3000 мм под налив или работающих под давлением не выше 0,07 МПа при отсутствии токсичных, взрыво- и огнеопасных сред, а также сжатых, сжиженных или растворенных газов. Днища можно изготовлять из углеродистой, легированной или двухслойной стали [двухслойная листовая сталь имеет основной слой из углеродистой или низколегированной стали, а плакирующий (защитный) – из коррозионно-стойких сплавов [3]] с толщиной стенки 4…12 мм.

Для аппаратов диаметром 273…3000 мм, работающих под давлением, рекомендуется применять конические отбортованные днища с углами при вершине 60 и 90° (ГОСТ 12619–78). Днища могут быть изготовлены из углеродистой, легированной и двухслойной сталей с толщиной стенки 4…30 мм.

Плоские днища изготовляют отбортованными и неотбортованными. Днища плоские отбортованные (ГОСТ 12622–78) предназначены для вертикальных сосудов и аппаратов внутренним диаметром от 400 до 4000 мм, работающих под налив. Эти днища могут быть изготовлены из углеродистой, легированной и двухслойной сталей с толщиной стенки 4…10 мм. Днища плоские неотбортованные (ГОСТ 12623–78) предназначены для вертикальных и горизонтальных сосудов и аппаратов диаметром 273…4000 мм под налив. Плоские неотбортованные днища могут изготовляться из углеродистой и легированной сталей с толщиной стенки 3…12 мм.

Для аппаратов, изготовленных из листового проката, за базовый размер плоских днищ диаметром 400…4000 мм принят внутренний диаметр D _вн. При использовании труб в качестве корпусов аппаратов за базовый размер (для днищ отбортованных диаметром 630…1020 мм и днищ неотбортованных диаметром 273…1020 мм) принят наружный диаметр трубы D _н.