Recipiente și aparate tubulare

1. DIMENSIONAREA RECIPIENTULUI CU MANTA DE ÎNCĂLZIRE

1.1 Generalităţi

Recipientul cu manta de încălzire (fără dispozitiv de amestecare) are schema din fig.1.1.

Reprezentarea completă, cu dispozitiv de amestecare, se prezintă în fig.1.

In calculul înălţimii H a părţii cilindrice a recipientului nu se ia în considerare volumul ocupat

de fund şi capac ( recipientul nu funcţionează niciodată plin, fiind necesar un spaţiu gol pentru vaporii

ce se degajă).

unde: V - volumul recipientului, m3 ;

D - diametrul recipientului, m.

Înălţimea totală a recipientului va rezulta prin însumarea înălţimilor corpului cilindric, fundului,

capacului şi respectiv a dispozitivului de amestecare.

Volumul lichidului din mantaua de încălzire se determină cu relaţia:

1.2 Corp recipient

1.2.1 Calcul de rezistenţă

1.2.1.1 Alegerea materialului

In instalaţiile ce lucrează sub presiune trebuie evitat pericolul de rupere. Din acest motiv

oţelurile utilizate în construcţia acestora trebuie să aibă limita de curgere şi rezistenţa la rupere la

tracţiune mari pentru a satisface parametrii din ce în ce mai ridicaţi ai instalaţiilor, cu grosimi cât mai

reduse ale pereţilor elementelor sub presiune.

Tabelul 1.1

Limita de curgere,

20

c R [MPa]

Rezistenţa la rupere la

tracţiune, R20 [MPa]

Grosimea tablei, s [mm]

Marca

oţelului

s ≤ 16 16< s <40 s ≤ 60

K 410 265 255 410...590

K 460 290 285 460...580

K 510 355 345 510...650

16 Mo 3 275 270 540...590

16 Mo 5 275 265 440...590

14 MoCr 10 300 295 440...590

12 MoCr 22 310 300 480...630

Pentru recipiente sub presiune ce lucrează la temperaturi ridicate este necesar să fie garantate

proprietăţile mecanice la aceste temperaturi. In cazul temperaturilor de lucru scăzute ( mai mici de

-5oC) este necesară garantarea limitei de curgere şi a tenacităţii la aceste temperaturi.

Principalele grupe de oţeluri utilizate în acest domeniu sunt oţelurile destinate tablelor de

cazane şi recipiente sub presiune pentru temperaturi ambiantă şi ridicată (STAS 2883/3-88), respectiv

pentru temperatură ambiantă şi scăzută (STAS 2883/2 -80).

Caracteristicile mecanice precum şi variaţia limitei de curgere funcţie de temperatură şi

grosimea tablei sunt date în tabelele 1.1 şi 1.2 pentru oţelurile destinate tablelor de cazane şi

recipiente sub presiune pentru temperaturi ambiantă şi ridicată.

1.2.1.2 Calculul grosimii de proiectare a corpului cilindric

In cazul recipientelor executate din oţel laminat, supuse la presiune interioară, grosimea de

proiectare, s p , se determină cu relaţia :

unde: pc = pi – presiunea de calcul, MPa ;

D - diametrul interior al recipientului, mm ;

fa – tensiunea admisibilă la temperatura de calcul, MPa (relaţia 1.7);

Tensiunea admisibilă fa se determină cu relaţia:

R - limita de curgere la temperatura de calcul, MPa, (din tabelele 1.1 şi 1.2 prin interpolare

liniară pentru temperatura dată prin temă);

R20 - rezistenţa la rupere la tracţiune la temperatura de 20oC, MPa, (tab.1.1);

cs1 =1,5 şi cs2 =2.4 - coeficienţi de siguranţă, pentru oţeluri (cu excepţia celor turnate);

z - coeficient de rezistenţă al îmbinării sudate (tabelul 1.3).