Потеря устойчивости цилиндрических оболочек под действием наружного давления.
К оболочкам, находящимся под действием наружного давления, относятся вакуумные колонны, аппараты с рубашкой, трубопроводы, уложенные в грунт или в реку.
Цилиндрические обечайки, работающие под наружным давлением принято делить на длинные и короткие.
Длина, разделяющая цилиндрические оболочки на длинные и короткие, определяется по формуле (4.30)
, (4.30)
Если расчетная длина lp гладкой (неподкрепленной кольцами) обечайки lp > l0, то оболочка является длинной, а при lp £ l0 – короткой.
Длинные цилиндрические обечайки и трубы теряют устойчивость с образованием двух волн смятия, т.е. они сплющиваются. Короткие цилиндрические оболочки, закрепленные по торцам, теряют устойчивость с образованием трех, четырех и более волн смятия показаны на рисунке 4.10, а.
Рисунок 4.10 – Схемы к определению расчетной длины
цилиндрической обечайки
а – волны смятия;
б – корпус аппарата с эллиптическим днищем и рубашкой;
в – корпус аппарата с коническим днищем
Цилиндрическая обечайка, боковая поверхность которой нагружена наружным давлением, теряет устойчивость с образованием одной полуволны, двух и более волн в кольцевом сечении показана на рисунке 4.11.
|
Рисунок 4.11 – Образование волн смятия
Наружное давление является основной нагрузкой для тех элементов конструкции аппаратов, которые находятся под «рубашкой» которые показаны на рисунке 4.1, а или работают под вакуумом.
|
|
|
При расчете аппаратов с «рубашкой» за расчетное наружное давление рн.р. следует принимать давление, которое может возникнуть при самых неблагоприятных условиях эксплуатации. Так, для аппарата, изображенного на рисунке 4.1,а в связи с возможностью сброса внутреннего давления
, (4.31)
где 
. и 
– соответственно расчетное и рабочее давления в рубашке, МПа;
– гидростатическое давление в рубашке, учитываемое при условии 
.
Если внутри аппарата вакуум, то в этом случае
, (4.32)
где 
–атмосферное давление (ра= 0,1 МПа);
рост – остаточное давление в аппарате, МПа.
Если «рубашки» нет, то 
.
При конструировании химической аппаратуры наиболее часто приходится выполнять расчеты на устойчивость колец жесткости, цилиндрических и конических обечаек, сферических и эллиптических днищ. Кольца жесткости применяются для повышения несущейспособности корпусов тонкостенных аппаратов, сжимаемых наружным давлением согласно рисунку 4.1, б.
Расчетная длина для сосудов и аппаратов с выпуклыми днищами показанная на рисунке 4.10, б определяется следующим образом
|
|
|
, (4.33)
где l – длина обечайки, находящейся под действием наружного давления, м;
h0 – высота цилиндрической части (отбортовки) днища, м;
Н – внутренняя высота выпуклой части днища, м.
Для аппаратов с коническими днищами, согласно рисунку 4.10, в
, (4.34)
где
, (4.35)
где r0 – внутренний радиус отбортовки, м
a – половина угла при вершине конуса.
При выборе расчетной схемы для определения величины критического внешнего давления следует учитывать длину цилиндрической оболочки.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 1064; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!