ГОСТ Р 52857.7-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р

52857.7—

2007

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

Теплообменные аппараты

Издание официальное

ГОСТ Р 52857.7—2007

Предисловие

Цели и принципы стандартизации е Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Ос* ноеные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструктор* ский институт химического машиностроения» (ОАО НИИХИММАШ); Закрытым акционерным обществом «Петрохим Инжиниринг» (ЗАО Петрохим Инжиниринг); Открытым акционерным обществом «Всероссий* ский научно*исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения» (ОАО 8НИИНЕФТЕМАШ); Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК260 « Оборудование химическое и нвфтега* зо перерабатывающее»

3 УТВЕРЖДЕН И8ВЕДЕН8ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. № 503-ст

4 8 настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных и европейских стандартов: Директивы 97/23 ЕС Европейского Парламента и Совета от 29 мая 1997 г. по сближению законодательств государств-членов, касающейся оборудования, работающего под давлением: ЕН 13445*3:2002 «Сосуды, работающие под давлением. Часть 3. Расчет» (EN 13445-3:2002 «Unfired pressure vessel — Part 3: Design»)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется е ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация. уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования— на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2008

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

И

ГОСТ Р 52857.7—2007

Содержание

1 Область применения…………………………………. 1

2 Нормативные ссылки………………………………… 1

3 Обозначения ……………………………………. 2

4 Общие положения …………………………………. 7

5 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов………………. 8

6 Расчет элементов аппаратов воздушного охлаждения………………….. 21

Приложение А (обязательное) Определение коэффициентов изменения жесткости К₉ и для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на

расширителе……………………………… 28

Приложение Б (обязательное) Коэффициенты влияния перфорации на параметры трубной решетки. . 35

Приложение В (обязательное) Определение коэффициентов системы кожух—решетка, обечайка —

фланец камеры и коэффициента жесткости фланцевого соединения при изгибе …. 36 Приложение Г (обязательное) Коэффициенты Г,. Т₃, Т₃,А ив, используемые е формулах для определения сил и моментов в элементах кожухотрубчатых теллообменных аппаратов …. 37 Приложение Д (обязательное) Определение допускаемой амплитуды условных упругих напряжений

при работе материала в условиях ползучести ……………….. 39

Приложение Е (справочное) Допускаемая нагрузка на вальцовочное соединение трубы с решеткой. . 40 Приложение Ж (обязательное) Определение вспомогательных величин для расчета аппаратов воздушного охлаждения ………………………….. 41

Приложение И (обязательное) Коэффициенты податливости элементов аппаратов воздушного охлаждения …………………………………. 43

Приложение К (справочное) Расчетные зависимости для определения величин, приведенных в таблицах и на графиках ……………………………. 45

ill

ГОСТ Р 52857.7—2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сосуды и аппараты

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Теплообменные аппараты

Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Heat-exchangers

Дата введения — 2008—04—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность элементов кожухотрубчатых теллообменных аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в химичесхой. нефтехимической. нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным давлением. Нормы и методы расчета на прочность применимы, если отклонение от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов не превышают допусков, установленных нормативными документами. Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 52857.1.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52857.2—-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ

ГОСТ Р 52857.3—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлении. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер

ГОСТ Р 52857.4—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений

ГОСТ Р 52857.5—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок

ГОСТ Р 52857.6—2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего погьзования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

1

ГОСТ Р 52857.7—2007

3 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А — коэффициент для определения максимального изгибающего момента е перфорированной части трубной решетки:

А_в—суммарная площадь сечения болтов (шпилек) по внутреннему диаметру резьбы или нагруженному сечению наименьшего диаметра, мм²:

А^ — коэффициент формы компенсатора:

Apt. A# — вспомогательные коэффициенты, используемые при расчете теплообменных аппаратов с расширителем на кожухе:

A_f — коэффициент для определения максимального прогиба трубы, мм; а — внутренний радиус кожуха, мм;

а_п — расстояние от оси пучка до оси наиболее удаленной трубы, мм;

a, — расстояние от оси кожуха до оси наиболее удаленной трубы, мм;

б — коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;

В„ — ширина канавки под прокладку в многоходовом аппарате, мм;

Д*_р — ширина перегородки в трубном пространстве, мм:

б_&1. В^ — вспомогательные коэффициенты, используемые при расчете теплообменных аппаратов с расширителем на кожухе;

Во — внутренний размер камеры аппарата воздушного охлаждения в поперечном направлении, мм: б, — ширина зоны решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, в пределах которой толщина решетки равна s,. мм;

В_г — наружный размер прокладки в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18. мм:

б, — расстояние между осями болтов (шпилек) в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18. мм:

В_л — наружный размер в поперечном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18. мм:

В?—расчетный поперечный размер решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;

б_г — расчетная ширина перфорированной зоны решетки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм;

b, — ширина промежуточных пролетов камер (см. рисунки 23.24). мм;

— ширина плоской прокладки, мм;

Pq — эффективная ширина прокладки, мм;

b, — ширина тарелки фланца кожуха, мм;

Ьз — ширина тарелки фланца камеры, мм;

С, — параметр компенсатора;

с— расчетная прибавка ктолщине трубной решетки, крышке плавающей головки, элементам аппаратов воздушного охлаждения, мм. При назначении величины «с» для трубной решетки и крышки плавающей головки следует учитывать коррозию как со стороны трубного, так и межтрубного пространства;

c, —расчетная прибавка к толщине стенки кожуха, мм.

Сп—расчетная прибавка к толщине перегородки теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения. мм. При назначении величины «с„» следует учитывать, что перегородка подвергается двусторонней коррозии;

с» — глубина канавки под прокладку под пробку в задней стенке неразъемной камеры, мм;

О—внутренний диаметр кожуха или плавающей головки, мм:

О_в—наименьший диаметр утоненной части решетки, мм;

D_e—диаметр окружности, вписанной в максимальную беструбную площадь, мм:

Ц«и — наружный диаметр компенсатора, мм:

О_и — наружный диаметр фланца, мм;

D₀ — диаметр сечения полукольца плавающей головки, имеющего наименьшую толщину, мм;

О_с „ — средний диаметр прокладки, мм: й₁ — внутренний диаметр расширителя, мм;

d_£ — эффективный диаметр отверстия в трубной решетке или задней стенке, мм;

2S—15»

2

ГОСТ Р 52857.7—2007

d_MU — внутренний диаметр компенсатора, мм.

— размер отверстий в ни перегородке, мм;

dfp—диаметр резьбы пробок в задних стенках камер аппаратов воздушного охлаждения, мм;

<7, — наружный диаметр трубы, мм; d₀—диаметр отверстия в решетке, мм.

Е— модуль продольной упругости материала крышки камеры аппарата воздушного охлаждения. МПа; Е₉—модуль продольной упругости материала решетки. МПа;

£р, — модуль продольной упругости материала 1-й решетки, если модули упругости двух трубных решеток отличаются друг от друга. МПа;

Еpj — модуль продольной упругости материала 2-й решетки, если модули упругости двух трубных решеток отличаются друг от друга. МПа;

Е_в — модуль продольной упругости материала камеры. МПа;

Е,_t — модуль продольной упругости материала кожуха. МПа;

— модуль продольной упругости материала компенсатора. МПа;

Еп—модуль продольной упругости материала прокладки. МПа;

Е, — модуль продольной упругости материала труб. МПа;

£, — модуль продольной упругости материала фланца кожуха. МПа;

Е₂ — модуль продольной упругости материала фланца камеры. МПа;

Я— суммарная осевая сила, действующая на кожух. Н;

F„ — усилие на прокладке плавающей головки. Н;

F_e — усилие в болтах (шпильках) камеры аппарата воздушного охлаждения в условиях эксплуатации. Н; F₀ — усилие в болтах (шпильках) камеры аппарата воздушного охлаждения в условиях испытания или монтажа. Н;

Я, —усилие от болтовой нагрузки на единицу длины решетки или крышки камеры аппарата воздушного охлаждения. Н/мм;

/„ — коэффициент, зависящий от соотношения сторон перегородки по трубному пространству;

/₀—коэффициент, зависящий от соотношения сторон перфорированной зоны решетки аппарата воздушного охлаждения;

7, — коэффициент, зависящий от соотношения сторон крышки аппарата воздушного охлаждения;

/₂ — коэффициент, зависящий от соотношения сторон крышки аппарата воздушного охлаждения;

/₃ — коэффициент, зависящий от соотношения сторон задней стенки камеры аппарата воздушного охлаждения:

f₄ — коэффициент, зависящий от соотношения сторон боковой стенки камеры аппарата воздушного охлаждения:

Н—глубина крышки камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18). мм; h—выступающая часть отбортовки эллиптического днища плавающей головки, мм; h_n — толщина прокладки, мм;

Л, —толщина тарелки фланца кожуха, мм;

/>2 —толщина тарелки фланца камеры, мм;

/—число труб;

/Со-—жесткость компенсатора. Н/мм;

Кц—коэффициент изменения жесткости системы трубы — кожух при действии осевой силы;

К„* — отношение осевого перемещения компенсатора или расширителя при действии растягивающей силы к осевому перемещению краев корпуса межтрубного пространства без компенсатора и расширителя от действия той же силы;

/С.—коэффициент изменения жесткости системы трубы — кожух при действии давления;

Кр—отношение осевого перемещения компенсатора или расширителя при действии давления к осевому перемещению краев корпуса межгрубного пространства без компенсатора и расширителя от действия того же давления;

— жесткость расширителя, Н/мм;

К, — модуль упругости основания (системы труб), Н/ммз;

К„ — эффективный коэффициент концентрации напряжения;

К® — коэффициент жесткости фланцевого соединения при изгибе, Н мм;

/^, —коэффициент жесткости фланца кожуха при изгибе. Н мм;

3

ГОСТ Р 52857.7—2007

Кф_г — коэффициент жесткости фланца камеры при изгибе, Н мм;

К, — коэффициент жесткости втулки фланца кожуха при изгибе. Н мм;

К* — коэффициент жесткости втулки фланца камеры при изгибе. Н – мм;

К, — коэффициент условий работы при расчете труб на устойчивость;

Lpjt — длина расширителя, мм;

Lp — расчетный размер решетки аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении, мм;

—длина перегородки в трубном пространстве, мм;

Ц — внутренний размер камеры аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении, мм:

L₃ — наружный размер прокладки в продольном направлении для камеры аппарата воздушного охлаждения по рисункам 15—18. мм;

/—половина длины трубы теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения, мм;

/_лр — приведенная длина трубы, используемая при расчете прогиба труб и изгибающего момента, действующего на трубу, мм;

/_а — глубина развальцовки труб, мм;

/„ — расстояние от решетки до перегородки, мм;

— расстояние между отверстиями в Ай перегородке, мм;

/_я — расчетная длина труб при продольном изгибе, мм:

/, — плечо изгибающего момента, действующего на решетку аппарата воздушного охлаждения, мм:

/₂ — плечо изгибающего момента, действующего на фланец крышки аппарата воздушного охлаждения. мм;

/_1Я — максимальный пролет трубы между решеткой и перегородкой, мм;

/_2Я — максимальный пролет трубы между перегородками, мм;

М,г**— максимальный изгибающий момент в перфорированной части трубной решетки. Н мм/мм.

М — расчетный изгибающий момент, действующий на крышку плавающей головки. Н – мм;

М₀—изгибающий момент, распределенный по периметру перфорированной части трубной решетки, Н – мм/мм:

М_к — изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха. Н мм/мм;

М_п — изгибающий момент, распределенный по периметру трубной решетки. Н мм/мм:

M, — изгибающий момент, действующий на трубу. Н • мм;

[М] — допускаемый изгибающий момент для фланца крышки плавающей головки. Н мм;

[M],p — допускаемый изгибающий момент для днища крышки плавающей головки. Н мм; т—прокладочный коэффициент;

т_А — коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;

т_со — коэффициент влияния давления на продольную деформацию труб: т_п —относительная характеристика беструбного края трубной решетки: т, — коэффициент влияния давления на изгиб 1-го фланца, мм*; т₂ — коэффициент влияния давления на изгиб 2-го фланца, мм2;

J, — момент инерции поперечного сечения трубы, мм⁴;

N— количество циклов нагружения за расчетный срок службы (если количество циклов не оговорено, рекомендуется принимать N – 2000);

N, — осевая сила, действующая на трубу. Н;

[W]_mp—допускаемая нагрузка на соединение трубы с решеткой способом развальцовки. Н;

Лим—число линз (волн) компенсатора;

п_в—коэффициент для определения максимального изгибающего момента в перфорированной части трубной решетки;

р— расчетное давление в камере аппарата воздушного охлаждения. МПа;

р„_р—пробное давление при испытании в камере аппарата воздушного охлаждения. МПа:

р_и — расчетное давление в межтрубном пространстве. МПа:

р, — расчетное давление в трубном пространстве. МПа;

р_е —расчетное давление, действующее на решетку кожухотрубчатого теплообменного аппарата. МПа.

Принимается равным максимально возможному перепаду давлений, действующих на решетку; ро— приведенное давление на решетку. МПа; pi — приведенное давление на фланцы. МПа;

[р,]—допускаемое избыточное давление из условий прочности краевой зоны сферического неотбортован-ного днища. МПа:

»•

4

ГОСТ Р 52857.7—2007

Р_б — усилие в шпильках плавающей головки. Н;

Р“ — усилие в шпильках плавающей головки в условиях монтажа. Н;

Р£ — усилие в шпильках плавающей головки в рабочих условиях. Н;

О_а — перерезывающая сила, распределенная по периметру перфорированной зоны решетки. Н/мм.

О_д — равнодействующая давления, действующего на крышку плавающей головки. Н;

О,—усилие, распределенное по периметру кожуха. Н/мм;

О_п — перерезывающая сила, распределенная по краю трубной решетки. Н/мм:

[q] — допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка из условия прочности труб. МПа; [q]_s — допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка из условия прочности крепле-ния трубы в решетке, МПа;

Я— радиус гиба в углу крышки камеры аппарата воздушного охлаждения (см. рисунки 16—18);

R, — радиус центра тяжести тарелки фланца кожуха, мм: r₂ — радиус центра тяжести тарелки фланца камеры, мм: г,^ — радиус гиба при вершине волны компенсатора, мм; s, — толщина стенки кожуха, мм; s_n — толщина трубной решетки в сечении канавки, мм;

^—эквивалентная толщина втулки фланца, мм;

Sp —толщина трубной решетки, мм;

£,_р — толщина 1 -й решетки, если две трубные решетки отличаются друг от друга, мм: е_2р — толщина 2-й решетки, если две трубные решетки отличаются друг от друга, мм;

—толщина трубной решетки в месте уплотнения под кольцевую прокладку, мм.

Sp — расчетная толщина трубной решетки, мм:

а, — толщина стенки трубы, мм;

а, — толщина стенки кожуха в месте соединения с трубной решеткой или с фланцем, мм; а₂ — толщина стенки камеры в месте соединения с трубной решеткой или сфланцем, мм: а_1р—толщина решетки в зоне кольцевой канавки, мм;

Sppp — толщина перегородки по трубному пространству, мм;

Sum — толщина донышка плавающей головки, мм:

а,_А — толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения в пределах зоны перфорации. мм:

^sza—толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения в месте уплотнения, мм;

^S3A — толщина трубной решетки камеры аппарата воздушного охлаждения вне зоны уплотнения, мм;

$4д — толщина донышка крышки для камер по рисункам 15—18, толщина задней стенки для камер по рисункам 19—23. мм;

а_м—толщина стенки крышки в месте присоединения кфланцу—для камер по рисункам 15—17. толщина верхней и нижней стенок—для камер по рисункам 20—23. мм. Для камер по рисункам 18—19:

Se*—толщина фланца крышки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм: s_Tл—толщина боковой стенки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм: s_ni — толщина bit перегородки камеры аппарата воздушного охлаждения, мм:

Т — общая толщина полукольца, мм;

Г_ш — ширина шипа, мм;

Г, ■ 7з< 7*э — коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края и поддерживающие влияние труб; /—безразмерный параметр;

/, — шаг расположения отверстий в решетке аппарата воздушного охлаждения в продольном направлении. мм;

/₂ —шаг расположения отверстий в решетке аппарата воздушного охлаждения в поперечном направлении. мм;

/„ — расстояние между осями рядов отверстий, расположенных с двух сторон от паза, мм:

/_р — шаг расположения отверстий в решетке, мм;

А,—средняя температура стенки кожуха. ^вС;

/, — средняя температура стенок труб. ^вС;

5

ГОСТ Р 52857.7—2007

^ — температура сборки аппарата. *С (?₀ * 20 *С):

W— максимальный прогиб трубной решетки, мм:

(И/) — допустимый прогиб трубной решетки, мм;

У— прогиб трубы, мм;

Хм» У*ом—безразмерные параметры формы волны компенсатора.

у, — угловая податливость крышки от действия внутреннего давления,1/Н мм²;

у” — угловая податливость крышки от действия болтового изгибающего момента. 1/Н мм;

У% —угловая податливость решетки от действия внутреннего давления. 1/Н мм²;

у р — угловая податливость решетки от действия болтового изгибающего момента. 1/Н мм;

у_в—линейная податливость шпилек (болтов), мм/Н; у_П—линейная податливость прокладки. мм/Н:

у_ф—угловая податливость фланца (полукольца) плавающей головки. 1/Н мм: z—число рядов труб в поперечном направлении;

а—коэффициент жесткости фланцевого соединения плавающей головки при нагружении внутренним давлением;

о,,— коэффициент линейного расширения материала кожуха при температуре 1/°С;

o, — коэффициент линейного расширения материала труб при температуре Г_г. 1/°С;

Р—коэффициент системы решетка—трубы. 1 /мм;

Эо — угол наклона стенки расширителя (см. рис. 6)… *:

Р, —коэффициент системы кожух — решетка. 1 /мм;

Рз — коэффициент системы обечайка — фланец камеры. 1/мм:

Ру — расчетный коэффициент, зависящий от соотношения размеров фланца крышки плавающей головки; Р^—отношение внутреннего диаметра компенсатора к наружному диаметру;

Р_р — отношение диаметра кожуха к диаметру расширителя;

Р„ — коэффициент формы днища крышки плавающей головки; у— жесткость фланцевого соединения плавающей головки. Н/мм; б—высота сварного шва в месте приварки трубы к решетке, мм: бь_ом — толщина стенки компенсатора, мм; ё_р—толщина стенки расширителя, мм;

До, — размах первых главных напряжений. МПа:

Доз — размах вторых главных напряжений. МПа;

До₃—размах третьих главных напряжений, МПа:

др—перепад давлений между ходами по трубному пространству, МПа;

П —относительная характеристика площади решетки аппарата воздушного охлаждения; ц_и. я, — коэффициенты влияния давления на трубную решетку со стороны межгрубного и трубного прост* ранства;

Пе — коэффициент податливости фланцевою соединения крышки и решетки аппарата воздушного охлаждения;

Л’р — безразмерная характеристика нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения болтовым изгибающим моментом:

Л₀—безразмерная характеристика нагружения решетки аппарата воздушною охлаждения болтовым изгибающим моментом;

К— параметр, используемый при расчете на продольный изгиб;

X — относительная ширина беструбного края решетки аппарата воздушного охлаждения;

X — параметр, используемый при расчете прогиба трубы: р — приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха:

p, — приведенное отношение жесткости труб кжесткости фланцевою соединения: о_р1 — иэгибные напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом. МПа; о_р2—изгибные напряжения в перфорированной части трубной решетки. МПа:

б_Мд — мембранные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в меридиональном направлении, МПа;

а_их — иэгибные напряжения в кожухе вместе присоединения к решетке в меридиональном направлении. МПа:

6

ГОСТ Р 52857.7—2007

ем»—мембранные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в окружном направлении. МПа: <*»«.—изгибные напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке в окружном направлении. МПа: а, — суммарные напряжения в трубах в осевом направлении. МПа;

<т„ — мембранные напряжения в трубах в осевом направлении. МПа; о₂, — мембранные напряжения в трубах в окружном направлении. МПа;

[<т]—допускаемое напряжение для материала камеры аппарата воздушного охлаждения. МПа;

ОД]—допускаемая амплитуда упругих напряжений. МПа;

ОД — допускаемое напряжение для материала кожуха теплообменного аппарата или крышки аппарата воздушного охлаждения. МПа.

ОД—допускаемое напряжение д ля материала решетки теплообменного аппарата или аппарата воздушного охлаждения. МПа;

ОД—допускаемое напряжение для материала перегородки. МПа;

ОД — допускаемое напряжение для материала труб. МПа;

ОД — допускаемое напряжение для фланца крышки плавающей головки. МПа:

(о]^ — допускаемое напряжение для днища крышки плавающей головки, МПа;

ОДе —допускаемое напряжение для болтов (шпилек) при затяжке. МПа:

[o]g — допускаемое напряжение для болтов (шпилек) в рабочих условиях. МПа. т_р, — касательные напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом. МПа; т_Р2 — касательные напряжения в перфорированной части трубной решетки. МПа; т — напряжения среза в шве приварки трубы к решетке. МПа;

о— относительная характеристика площади сечения трубы аппарата воздушного охлаждения;

Ф,. Ф₂. Ф₃ — коэффициенты, учитывающие поддерживающее влияние труб;

<р—коэффициент прочности сварного шва;

<р,.<р_е—коэффициенты формы крышек камер аппаратов воздушного охлаждения (см. рисунки 15—18): <р_е—коэффициент прочности шва приварки трубы к решетке;

<Р₀—коэффициент ослабления решеток кожухотрубчатых теллообменных аппаратов с неподвижными труб* ными решетками и компенсатором на кожухе;

д_£—эффективный коэффициент ослабления решеток кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с пла-еающей головкой и (Лобразными трубами и решетки и задней стенки камер аппаратов воздушного охлаждения;

<р₇ — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе;

Х,„. Хе — коэффициент сопротивления фланцевой части крышки аппарата воздушного охлаждения;

— безразмерная характеристика нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения давлением, действующим на ее фланцевую часть.

У_р —безразмерная характеристика нагружения решетки аппарата воздушного охлаждения давлением, действующим на беструбную зону;

у—угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне днища крышки плавающей головки и вертикальной осью, град.; у₀—коэффициент жесткости перфорированной плиты;

11 — коэффициент несущей способности трубного пучка аппарата воздушного охлаждения: г»—безразмерный параметр системы решетка — трубы.

4 Общие положения

В настоящем стандарте рассмотрены следующие конструкции кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: с неподвижными трубными решетками, компенсатором на кожухе, аппараты с плавающей головкой. U-обраэными трубами, а также аппараты воздушного охлаждения с камерами разъемной и неразъемной конструкции.

Стандарт позволяет определять допускаемые нагрузки при поверочном расчете и исполнительные размеры элементов аппаратов при проектировании.

7

ГОСТ Р 52857.7—2007

5 Расчет элементов кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

5.1 Расчетные схемы

Основные типы кожухотрубчатых теплообменных аппаратов приведены на рисунках 1 —6.

8

ГОСТ Р 52857.7—2007

Рисунок 5 — Аппарат с плавающей головкой

5.2 Теплообмемные аппараты с неподвижными трубными решетками, компенсатором или расширителем на кожухе

Толщины трубных решеток теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками, компенсатором или расширителем на кожухе назначаются конструктивно с последующей проверкой по формулам настоящего раздела стандарта.

5.2.1 Вспомогательные величины

5.2.1.1 Относительную характеристику беструбного края трубной решетки вычисляют по формуле

т

П

а.

в.

а)

5.2.1.2 Коэффициенты влияния давления на трубную решетку вычисляют по формулам: – со стороны межтрубного пространства:

П«*1

9

(2)

ГОСТ Р 52857.7—2007

• со стороны трубного пространства:

(3)

5.2.1.3 Основные характеристики жесткости элементов теплообменного ап парата. Модуль упругости основания (системы труб) вычисляют по формуле

(4)

Приведенное отношение жесткости труб к жесткости кожуха вычисляют по формуле

(5)

Коэффициенты изменения жесткости системы трубы — кожух вычисляют по формулам:

К, «1 +К_в;

(6)

(7)

К_в = 1₊К_р.

Для аппаратов с неподвижными трубными решетками К_р 0.

Для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на расширите* ле и Кр определяют по приложению А.

Коэффициент системы решетка — трубы вычисляют по формуле

Для теплообменных аппаратов с двумя отличающимися друг от друга по толщине или модулю упру* гости решетками коэффициент (i вычисляют по формуле

Коэффициенты ослабления трубной решетки«р_р. <р_е. жесткости перфорированной плиты у₀<^а также коэффициенты системы кожух—решетка 0,. обечайка—фланец камеры 0_г и коэффициенты жесткости фланцевого соединения при изгибе К_ф приведены в приложениях Б—Е.

5.2.2 Определение усилий в элементах теплообменного аппарата

5.2.2.1 Приведенное давление р₀ вычисляют по формуле

(8)

Безразмерный параметр системы решетка—трубы вычисляют по формуле

Ра,.

(10)

Ро ^г К (*« – <Ь) – «Ч <«* – *о)1 ¹ * £П» – 1 ⁺ + т_л (т„ * 0.5р К₀)] р, –

– [п_м – 1 4 т_ср + т„ (т„ ♦ О.Зр К_р)] р_м.

(11)

где т_ср — коэффициент влияния давления на продольную деформацию труб:

(12)

26— 1SS9

10

ГОСТ Р 52857.7—2007

5.2.2.2 Приведенное отношение жесткости труб к жесткости фланцевого соединения вычисляют по формуле

Pi

*v^aei

(1^гк_ф ft,

(13)

5.2.2.3 Коэффициенты, учитывающие влияние беструбного края и поддерживающие влияние труб ФьФг.Фз. определяют по таблице 1.

Таблица 1 — Коэффициенты Ф,, Ф₂. Ф₃

О)	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
ф,	2	2.0	2.06	2.28	2.79	3.58	4.5	5.39
ф2	0	0.02	0.19	0.62	1.32	2.16	2.94	3.59
фз	0	0.19	0,76	1.65	2,75	3.76	4.65	5.36

Окончание таблицы 1

ш	4	5	6	7	8	9	10	> 10
ф.	6.19	7.65	9.08	10.51	11.94	13.36	14.78
фг	4.13	5.13	6.15	7.17	8.19	9.2	10.21	(D
фз	6.03	7.38	8.81	10.24	11.66	13.08	14.5

5.2.2.4 Значения Г,. Т₂, Т₃ определяют по приложению Ж в зависимости от ь> и т„ или вычисляют по формулам:

	7>Ф,[тп+0,5(1+тЛ0(*-1)];	(14)
	Г2=ФгГ.	(15)
	ГэвФз го*.	(16)
где	t – 1 + 1,4о> (т„ – 1).	(17)
5.2 2.5 Изгибающий момент и перерезывающую силу, распределенные по краю трубной решетки, вычисляют по формулам: – для изгибающего момента:
	.. fe,) Pifo+PKJ-Pb7* n“^J(ri + pKe)(r3+Pl)-7-J’	(18)
	• для перерезывающей силы:
	Ро(гз+Р|)-Р1Г2 n“a,(WKq)(W.)-rf	(19)
где	Р’ = Р^Кр-“тгР.):	(20)
	3 к -*>	(21)
	1+Мг тг»—V-2-. 2 2р|	(22)

11

ГОСТ Р 52857.7—2007

S.2.2.6 Изгибающий момент и перерезывающие силы, распределенные по периметру перфорированной зоны решетки, вычисляют по формулам:

• для изгибающего момента:

M_e = M₀>{a-a₁)Q„: (23)

• для перерезывающей силы:

О, = л?„ 0„. (24)

5.2.2.7 Осевую силу и изгибающий момент, действующие на трубу, вычисляют по формулам:

• для осевой силы:

N. Р- – П. Р, )*, + ФА + Ф_гРЦ, \

– для изгибающего момента:

^М‘^К^^+Ф^)-

(25)

(26)

/по — вычисляют по формулам, приведенным в 5.27.4.

5.2.2.8 Усилия в кожухе вычисляют по формулам:

• усилие, распределенное по периметру кожуха:

Q.=fp,-Q_n: (27)

• изгибающий момент, распределенный по периметру кожуха:

(28)

• суммарная осевая сила, действующая на кожух:

F*kD<X. (29)

5.2.3 Расчетные напряжения в элементах конструкции

5.2.3.1 Расчетные схемы присоединения решетки к кожуху приведены на рисунках 7—10.

Рисунок 7 — решетка, приваренная втавр к обечайке кожуха

Рисунок в — решетка приваренная встык к обечайке кожуха

»•

12

ГОСТ Р 52857.7—2007

rf

At

b._£ii£R-£il£.

Oi- 5 . «1- л .

5, = S₄.

_t D„-D „ D *D .

*=-“5—: Ai»v

Ь₂=0;Я_г = Я,;Л, =s_p; s_1p = s_p.

Рисунок 9 — решетка, вваренная во фланец

Рисунок 10 — решетка, вваренная в кожух

5.2.3.2 Расчетные напряжения е трубных решетках

Напряжения в трубной решетке в месте соединения с кожухом вычисляют по формулам:

• иэгибные:

о₀₁^Ц-;

К-<?

• касательные:

(30)

^тр1

к-

)■

Напряжения в перфорированной части трубной решетки вычисляют по формулам – изгибные:

о

рЗ

4>_B(sp-c)

> касательные:

т

(31)

(32)

(33)

где М_тах — максимальный расчетный изгибающий момент в перфорированной части трубной решетки. При -1.0 £^^-$1,0 М_тЛ1 вычисляют по формуле

к,,**¹

где А — коэффициент, определяемый по приложению Г в зависимости от to и т_А.

(34)

гид*-оГ

(35)

при ^^а-<-1.0 и Ов

<Эв

>1,0 м_тах

вычисляют по формуле

13

ГОСТ Р 52857.7—2007

ML

(36)

где В — коэффициент, определяемый по приложению Г. е зависимости ото) и п_в:

_л 0*_

“а ~ •

5.2.3.3 Напряжения в кожухе в месте присоединения к решетке вычисляют по формулам: • в меридиональном направлении: мембранные:

изтибные:

^пм* =

_Ы_

О

их

в к

– в окружном направлении: мембранные:

иэгибные:

=

1»_м|а

⁼ О.Зац,.

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

5.2.3.4 Напряжения в трубах вычисляют по формулам: • в осевом направлении: мембранные:

«И –

N

я(ф-5,)5.

суммарные:

+

• в окружном направлении:

(42)

(43)

К-5,)тах{|р,|:|р_м|:|р,-р_и|}

«г,–л;-• W

5.2.4 Проверка прочности трубных решеток

5.2.4.1 Проверку статической прочности проводят по формуле

тах{т_р1: T^JsO.eioJp. (45)

5.2.4.2 Проверку трубной решетки на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ Р 52857.6.

В случае, если в расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.

При проверке трубной решетки на малоцикловую прочность следует принимать:

• в месте соединения с кожухом

Л01^я<*е1. (46)

Ло₂ – Да₃ = 0. (47)

К_л —см. рисунки 7—10;

14

ГОСТ Р 52857.7—2007

• в перфорированной части

д<*1 – <Тр2.	(48)
А02 = Доэ = 0.	(49)
Кя = 1.	(50)

5.2.4.3 Для многоходовых по трубному пространству теплообменных аппаратов прочность трубных решеток в зоне паза под перегородку проверяют по формулам, приведенным в 5.6. При этом следует принимать:

5.2.5 Проверка жесткости трубных решеток

Проверку проводят в случаях, когда к жесткости трубных решеток предъявляются какие-либо дополнительные требования, например для аппаратов со стекающей пленкой, с перегородками по трубному пространству, если недопустим переток между ходами.

Условие жесткости:

№=-^-|г₁0_п+7_грм_Л|&(№]. {52)

Рекомендуемые допустимые величины прогибов трубных решеток [IV], мм. в зависимости от диаметра аппарата приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Допустимые величины прогибов трубных решеток

О	D S 0.6 м	0.6 м < D £ 1 м	1м < D&2м	£>>2м
т	0.7 мм	0.9 мм	1.1 мм	1.2 мм

5.2.6 Расчет прочности и устойчивости кожуха

Проверку прочности кожуха в месте присоединения к решетке следует проводить только для конструкций. приведенных на рисунках 7.8 и 10.

5.2.6.1 Условие статической прочности кожуха в месте присоединения к решетке:

о_ш£1,3 [аЪ. (53)

5.2.6.2. Проверку кожуха на малоцикповую прочность в месте присоединения к решетке проводят по ГОСТ Р 52857.6. В случае, если в расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.

При проверке кожуха на малоцикловую прочность следует принимать:

+	(54)
До2 – оМр ♦ ои„.	(55)
До3 — 0;	(56)

К„— см. рисунки 7—10.

5.2.6.3 Если условие прочности кожуха в месте соединения с решеткой по 5.2.6.1 и 5.2.6 2 не выполняется. можно установить переходный пояс увеличенной толщины длиной не менее 2^ Os,.

15

ГОСТ Р 52857.7—2007

S.2.6.4 В случае, если осевая сила в кожухе F < 0, следует провести проверку кожуха на местную устойчивость от действия сжимающей силы F по ГОСТ Р 52857.2.

5.2.7 Расчет труб на прочность, устойчивость и жесткость и расчет крепления труб в решетке

5.2.7.1 Условие статической прочности труб:

maxfo^cj^Jslo],. (57)

5.27.2 Проверку труб на малоцикловую прочность проводят по ГОСТ Р 52857.6.8 случае, если при расчете должна учитываться ползучесть материала, допускается проводить проверку на малоцикловую прочность по приложению Д.

При проверке труб на малоцикловую прочность следует принимать

До, = о,; (58)

До₂ – Да₃ = 0; (59)

К„ = 1. (60)

5.2.7.3 Проверку труб на устойчивость проводят в случае, если N, < 0. Условие устойчивости:

Ои^фДс],.

(61)

где ф, — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе, определяемый по графику на рисунке 11. в зависимости от л.

А.вК,

(62)

где К, = 1.3 — для рабочих условий:

К, = 1.126 — для условий гидроиспытания; f_R -1—для аппаратов без перегородок:

(_R = max{/„:0.7/,_s} — для аппаратов с перегородками.

Рисунок 11 — коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе

5.27.4 Проверка жесткости труб

Проверку проводят в случаях, когда кжесткости труб предъявляют какие-либо дополнительные требования. например для аппаратов со стекающей пленкой. Проверку жесткости труб проводят только при

Прогиб трубы вычисляют по формуле

|м,

^УвАг^’ (63)

гдеД,—коэффициент, определяемый по графику, приведенному на рисунке 12. в зависимости от

16

ГОСТ Р 52857.7—2007

«Ы_

* e,v_T

где /_пр = I—для аппаратов без перегородок в кожухе. /_пв«’« —для аппаратов с перегородками.

Рисунок 12 — Коэффициент для определения максимального прогиба трубы

(64)

Во всех случаях прогиб трубы не должен превышать зазор между трубами в пучке и приводить к их соприкосновению.

5.2.7.S Проверка прочности крепления трубы в решетке

Если трубы крепятся в решетке с помощью развальцовки, должно выполняться условие:

|лфМф- ^(65>

Допускаемая нагрузка на соединение трубы с решеткой (W)_rp определяется на основании испытаний или по нормативным документам.

При отсутствии данных о прочности вальцовочного соединения допускается принимать [Л/),., по при-ложениюЕ.

Если трубы крепятся к решетке способом приварки или приварки с подвальцоекой, должно выполняться условие:

_T=M^lN_{£(Pcmin [olp}j

(66)

где ф_с = min {0.5; (0,95 – 0.2 tg N)}. (67)

В случае крепления труб к решетке способом развальцовки с обваркой должно выполняться условие:

max

<Ре”пл{Ю,:[оЬ} _лв[А0,_р. [Nit, |

-:-^t0–⁶WWl

ai.

(68)

5.3 Теплообменные аппараты с плавающей головкой

5.3.1 Толщина трубной решетки в зоне перфорации должна отвечать условию

SpZ s£ + с.

| ^pf

(69)

(70)

<р_е—эффективный коэффициент ослабления решетки определяют по приложению Б. 17

ГОСТ Р 52857.7—2007

5.3.2 Расчет элементов плавающей головки (см. рисунок 13).

. Т

Чж

Пелуюльц

Рисунок 13 — Элементы плавающей головки

5.3.2.1 Усилия, действующие на шпильки, и усилие на прокладке. Проверка прочности шпилек и прокладки

Проверку прочности шпилек и прокладки выполняют по ГОСТ Р 52857.4. Усилия, действующие на

шпильки плавающей головки при монтаже р” и в рабочих условиях и равнодействующую внутренне*

го давления О_д определяют по ГОСТ Р 52857.4. При этом коэффициенты жесткости фланцевого соединения а и у определяют по ГОСТ Р 52857.4. как для соединения фланца с крышкой, угловая податливость фланца (полукольца) у_ф принимается равной нулю.

Угловую податливость сферических неотбортованных крышек определяют по ГОСТ Р 52857.4.

Угловую податливость крышек с эллиптическим днищем, отвечающих условию haJOsT. определяют поГОСТ Р 52857.4. как для плоских фланцев с прямой втулкой.

Угловую податливость крышексэллилтичвскимднищем, отвечающих условию . определяют

по ГОСТ Р 52857.4. как для сферической неотбортованной крышки с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны.ввершинеэллиптическогоднищавсоответствиисГОСТ Р 52857.2.

В случае использования привалочной поверхности с шипом шириной Т_ш и плоской металлической прокладки шириной Ь_п эффективную ширину прокладки бц вычисляют по формуле

Средний диаметр плоской прокладки D_e „ в случае использования привалочной поверхности с ши* пом принимается равным полусумме наружного и внутреннего диаметров шипа.

Проверку прочности шпилек и прокладки плавающей головки выполняют по ГОСТ Р 52857.4. Усилие на прокладке плавающей головки в условиях монтажа равно:

5.3.2.2 Расчет на прочность при действии внутреннего давления крышек плавающих головок со сферическим неотбортованным днищем выполняют по ГОСТ Р 52857.2 (пункт 6.5).

В случае, если условие М £ \М] при расчете на прочность крышек плавающих головок со сферическим неотбортованным днищем по ГОСТ Р 52857.2 не выполняется, допускаемое избыточное давление из условий прочности краевой зоны [р,] вычисляют по формуле

(71)

Усилие на прокладке плавающей головки в рабочих условиях:

(72)

(73)

(74)

где

(75)

37—15»

4

18

ГОСТ Р 52857.7—2007

Р„

0.5* ^tgv

– с)

11 cosv

(76)

М. \М)и у определяют по ГОСТ Р 52857.2 (пункт 6.5).

Расчет сферического неотбортованного донышка крышки на действие наружного давления выполняют по ГОСТ Р 52857.2 (пункт 6.5).

5.3.2.3 Расчет допускаемого избыточного давления из условий прочности краевой зоны крышек с эллиптическим днищем, отвечающих условию h <₁jDs_i. выполняют так же. как и для крышек плавающих

головок со сферическим неотбортованным днищем с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны, в вершине соответствующего эллиптического днища по ГОСТ Р 52857.2 (пункт 6.5). При этом у принимают равным 0.

Расчет фланцевой части и примыкающей к ней отбортовки крышек с эллиптическим днищем, отвечающих условию h < ^Dsi. выполняют по ГОСТ Р 52857.4, как плоского фланца с прямой втулкой.

Расчет эллиптического днища на внутреннее и наружное давления выполняют по ГОСТ Р 52857.2 (пункт 6.3).

5.3.2.4 Толщину полукольца (см. рисунок 13)определяют из условий изгиба по формуле

га

+с.

(77)

где Щ. определяют по ГОСТ Р 52857.4.

5.3.2.5 Толщину наименьшего сечения полукольца определяют из условий среза по формуле

f_n<»max

а

; 26мм)* с.

(78)

5.3.2.6 Расчет по 5.3.2.2—5.3.2.5 следует выполнять как для рабочих условий, так и для условий

монтажа до подачи внутреннего давления. При расчете в рабочих условиях следует принимать Р_в » Р%,

а при расчете в условиях монтажа P_e * P’1.

5.4 Теплообменные аппараты с U-образными трубами

5.4.1 Толщина трубной решетки в зоне перфорации должна отвечать условию:

sȣs$+c, (79)

^{где s}p⁼ 3.4 [oJj, ■ t®°)

—эффективный коэффициент ослабления решетки, определяют по приложению Б.

5.4.2 В случае, если кжесткости трубных решеток аппаратов с U-образными трубами предъявляют специальные требования (недопустим остаточный прогиб решетки), расчетную толщину вычисляют по формуле

s° = 0.82а,

I

«Рв1<тЬ

max

1:

O_eB-2a,(l-4»_f) ⁺ И>

(81)

19

ГОСТ Р 52857.7—2007

5.5 Дополнительные требования ктолщинам трубных решеток

5.5.1 При наличии беструбной зоны (см. рисунок 14) принятая толщина трубной решетки должна до* полнительно удовлетворять условию

s_p*0_t5D_e

(82)

I . пА|

Рисунок 14 — Диаметр окружности, вписанной в максимальную беструбную площадь

5.5.2 Толщина решеток аппаратов с плавающей головкой и U-обраэными трубами в месте уплотнения под кольцевую прокладку должна отвечать условию

Sp,^max

[⁰‘⁷¹^5сЧ°“-⁰“Ь ^wd-ж[*^с–

(83)

5.5.3 Для многоходовых по трубному пространству аппаратов толщина трубной решетки в сечении канавки должна быть не менее

s„a(s_p-c)max 1

(84)

5.5.4 Для трубных решеток, выполненных заодно с фланцем, принятая толщина должна быть не менее толщины кольца ответного фланца. Допускается уменьшение толщины решетки по сравнению с толщиной ответного фланца при условии подтверждения плотности и прочности фланцевого соединения специальным расчетом.

5.6 Перегородки между ходами по трубному пространству кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

Толщина перегородки должна отвечать условию

^sn» ^а О-?¹ ^~ЩГ* ^с« ■

(85)

ГОСТ Р 52857.7—2007

6 Расчет элементов аппаратов воздушного охлаждения

6.1 Условия применения расчетных формул

6.1.1 Расчетные формулы применяют, если расчетная температура не превышает значений, при которых возникает ползучесть материалов (ГОСТ Р52857.2. пункт 5.2.2).

6.1.2 Расчетные формулы применяют, если разность температур между смежными потоками а многоходовых секциях не превышает 100 °С.

6.1.3 Расчетные формулы применяют при выполнении следующих условий:

Vs0*	(87)
	(88)

6.1.4 Расчетные формулы применяют, если обеспечено свободное перемещение пучка в результате температурных удлинений.

6.1.5 Допускается использовать расчетные формулы для аналогичных схем камер аппаратов воздушного охлаждения, не приведенных на рисунках 15—23.

Рисунок 15 — Камера разъемной конструкции со сварной крышкой

Рисунок 16 — Камера разъемной конструкции с питой крышкой

21

ГОСТ Р 52857.7—2007

Рисунок 17 — Камера разъемной конструкции с лигой или штампованной крышкой

Рисунок 18 — Камера разъемной конструкции со сварной полуцилиндричесхой крышкой

6.2 Расчет камер разъемной конструкции

6.2.1. Схемы камер разъемной конструкции приведены на рисунках 15—18.

6.2.2 Расчет элементов камер разъемной конструкции

6.2.2.1 Формулы для определения вспомогательных величин для расчета камер разъемной конструкции приведены в приложении Ж.

6.2 2.2 Усилие в болтах (шпильках) в условиях эксплуатации:

F_a = p[L_vP_p+2b₀m{L₉ + B_p)]. (89)

в.2.2.3 Усилие в болтах (шпильках) в условиях испытания или монтажа

F₀=max|-^F_e; _Р(в[т1рЦВ_р + 2Ь₀т(Ц ₊ е_р)]|. (90)

в.2.2.4 Величины L_e и 8_Р определяют по приложению Ж. Характеристики прокладки Ь© и m— по ГОСТ Р 52857.4.

Коэффициент п_р для фланцевых соединений с эксцентрично расположенной прокладкой в первом приближении принимают равным 2. Уточненное значение определяют по приложению И. Если предус

мотрены специальные конструктивные меры, позволяющие разгрузить элементы разъемных камерот действия болтового изгибающего момента, то т)_р принимают равным 1.

в.2.2.5 Условие прочности шпилек (болтов)

	(91)
	(92)

где (<: [o)g —допускаемые напряжения для материала шпилек (болтов) по ГОСТ Р 52857.4.

22

ГОСТ Р 52857.7—2007

6.2.3 Расчет трубной решетки

6.2.3.1 Толщина трубной решетки е пределах зоны перфорации должна отвечать условию

S_iA 2 0,71Вг ^(^лр ⁺ % ⁺ )⁺1 q>_£^<т]р ^{+ с}– (93)

Безразмерную характеристику нагружения решетки болтовым изгибающим моментом Лр вычисляют по формуле

л –

^р p(^+£^)sf’ (94)

Безразмерную характеристику нагружения решетки давлением, действующим на беструбную зону Тр, вычисляют по формуле

% = Ар (>._в + 2).

(95)

Коэффициент несущей способности трубного пучка 12 вычисляют по формулам прирп*<р_г 1<?) г:

£2 =

Р

IqF+рп*

(96)

при РП ><Prto)r^:

p²*(pn-4^rtolr){tolr-p(2-n)}

р[<?}гИ+ч>г)

(97)

Коэффициент, зависящий от соотношения сторон перфорированной зоны решетки f₀, вычисляют по формуле

(98)

/|,6_Г, л_р. i) и to)_r определяют по приложению Ж.эффвктиеный коэффициент ослабления ф_Е—по приложению Б. коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе <р_г — по 5.2.7.3. При £2 > 1 следует увеличивать толщину труб для выполнения условия £2 £1.

6.2.3.2 Толщины трубной решетки в месте уплотнения и вне зоны уплотнения должны отвечать условиям:

s_2A 20,71

ini j4/i+16(₀^+с;

(99)

S_3A 20,71

(100)

Усилие от болтовой нагрузки на единицу длины решетки или крышки F_t вычисляют по формуле

F..-&__fi-

¹

(101)

6.2.3.3 Условие прочности крепления труб в решетке

23

(102)

ГОСТ Р 52857.7—2007

Коэффициенты z_F и г_ы определяют по графику, приведенному на рисунке 19 в зависимости от величины

Шз1

„ Вт 4Л>$|А

•⁶*7 \~й~

(ЮЗ)

***и
ад *А iA
			%
и	гл зд «

Рисунок 19

Коэффициенты п и v вычисляют по Ж.2 приложения Ж.

6.2.4 Расчет крышки

6.2.4.1 Толщина донышка крышки (см. рисунки 15—17) должна отвечать условию ^S-*⁰‘^71B* Г_а [+15^ «.

(104)

Безразмерную характеристику нагружения крышки аппарата воздушного охлаждения болтовым изгибающим моментом л,_р вычисляют по формуле

л .

” P[L <¹⁰⁵>

Безразмерную характеристику нагружения крышки давлением, действующим на ее фланцевую часть вычисляют по формуле

V.

ч>

(106)

Коэффициенты, зависящие от соотношения сторон крышки /, и /₂. вычисляют по формулам:

1

f,=-

1 +

(107)

/₂ * 0.5/,.

Коэффициент сопротивления фланцевой части крышки х_ф вычисляют по формуле

*» =тг{[«(в, -в,)-*.,|(^)^г + [з(н -S.,)+ 2*_м|.

6.2.4.2 Толщина донышка крышки (см. рисунок 18) должна отвечать условию

е_оа0.71Д>

+с.

(108)

(109)

(110)

24

ГОСТ Р 52857.7—2007

Коэффициент сопротивления фланцевой части крышки вычисляют по формуле

(111)

6.2.4.3 Толщина стенки крышки в месте присоединения к фланцу должна отвечать условию:

где F, — расчетное усилие, вычисляемое по формуле (101);

Хс —коэффициент для крышек{см. рисунки 15—17), вычисляемый по формуле (111);

— коэффициент вычисляют по формуле (109). в.2.4.4 Толщину фланца крышки вычисляют по формуле (99) при ОД = ОД.

6.2.4.5 Толщина боковой стенки s_7A крышек (см. рисунки 15—17) должна отвечать условию:

(112)

(113)

а крышек (см. рисунок 18) — условию:

(114)

6.3 Расчет камер неразъемной конструкции

6.3.1 Схемы камер неразъемной конструкции приведены на рисунках 20—24.

Рисунок 20 — Камера неразъемной конструкции с полуцилиндрической задней стенкой

25

ГОСТ Р 52857.7—2007

%

#

Н

Рисунок 21 — Сварная камера без перегородок

Рисунок 22 — Штампосварная камера без перегородок

Рисунок 23 — Сварная камера с перегородками

	1
“ЕЗ” •	Л v\ щ ||	h* &
JZ22ZZZГ
” ^ V,	«с? к ‘V/M
Ьл	И %	\

Рисунок 24 — Шгампосвариая камера с перегородками

6.3.1.1 Толщина задней стенки камеры должна отвечать условию:

(115)

2»—1559

*«^гадЧ.^|’*5П5г[¹Ч£) J^+c+^

26

ГОСТ Р 52857.7—2007

Коэффициент f₃, зависящий от соотношения сторон задней стенки камеры, вычисляют по формуле

6*

2 +

(116)

Для камер с перегородками (см. рисунки 23.24) f₃ = 1.

Расчетный поперечный размер камеры 6_р определяют по приложению Ж. эффективный коэффициент ослабления <р_Е — по приложению Б.

Толщину решетки s,_A следует принимать

$1Д – &ЛА- (117)

в.3.1.2 Толщины верхней и нижней стенок для конструкций, приведенных на рисунках 21 и 23, должны отвечать условию:

(118)

а конструкций, приведенных на рисунках 22 и 24. — условию:

= s,a- (119)

6.3.1.3 Толщины усиливающих перегородок в камерах (см. рисунки 23.24) должны отвечать условию:

s_R, *-

2(<r]min

+с„

6.3.1.4 Толщина боковой стенки должна отвечать условию:

(120)

s^i0.71W

+1.5

<P^ZN

+с.

(121)

Коэффициент f₄. зависящий от соотношения сторон боковой стенки, вычисляют по формуле

и*

1 +

(122)

6.3.2 Расчет камер неразъемной конструкции с полуцилиндрической задней стенкой (см. рисунок 19).

6.3.2.1 Толщину трубной решетки s₁₄ вычисляют по формуле (93) при л,, = 0.

6.3.2.2 Толщину полуцилиндрической задней стенки э_4Д определяют по ГОСТ Р 52857.2, как цилиндрической обечайки, внутренний диаметр которой равен во.

6.3.2.3 Толщину боковой стенки s_7A определяют по формуле (114).

6.3.3 Условие прочности крепления труб в решетке:

min{[Q]_T; fol,}*p(1-Ti). (I²³)

Коэффициент!) вычисляют по Ж.2 приложения Ж.

27

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение А

(обязательное)

Определение коэффициентов изменения жесткости К’₉ и Кр для аппаратов с компенсатором на кожухе, расширителем на кожухе и компенсатором на расширителе

А.1 Коэффициент К_ч определяют как отношение осевого перемещения компенсатора (расширителя) при

действии растягивающей силы к осевому перемещению краев корпуса межтрубного пространства без компенсатора (расширителя) от действия той же силы.

Коэффициент К_р определяют как отношение осевого перемещения компенсатора (расширителя) при действии внутреннего давления к осевому перемещению краев корпуса межтрубного пространства без компенсатора (расширителя) от действия того же давления.

Коэффициенты К₄ и К_р для аппаратов с компенсатором на расширителе допускается определять, как суммы соответствующих для аппаратов с компенсатором и расширителем.

При определении коэффициентов К₄ и К_р не у-ытывают влияние трубного пучка и равнодействующую внутреннего давления, действующую на края корпуса в осевом направлении.

Допускается определять К_в и К_р с помощью численных методов теории пластик и оболочек.

А.2 Для аппаратов с компенсатором на кожухе коэффициенты К. и К. допускается вычислять по форму

лам:

/к.

(А.1)

x(o^_M-d,²CM)e,Ss_l

^кр^я згес

(А.2)

Жесткость компенсатора ^_оы следует определять по нормативным документам.

Для ненормализованных компенсаторов допускается вычислять осевую жесткость по формуле

	р вЗ 1/ смы °*оы « 2 Л Юм • лкоы “кои	(А.З)
	. 6.8P10M(1 + PWJ
где		(А.4)
	о 4ом PtOH – r, ими	(А.5)

Параметр жесткости компенсатора С, определяют по графику, приведенному на рисунке 25. в зависимости от

X

■сон

4 Icon Р«ом {t – 8а ОМ )

(А.6)

и

Y

ми ⁼

(А.7)

»•

28

ГОСТ Р 52857.7—2007

*

А.З Для аппаратов с расширителем на кожухе при р₀ = 90* коэффициент К₀ допускается вычислять по формуле

«о =

Э2у

*_м< WJ’

(А.8)

а коэффициент К_р — по формуле

где

х_Р=-

as«	(1-Pp)	лЕ^ Lptc	Л „ я*-оас
Ж	4.8	[Kppp+^DTJ

(А.9)

вв=0.; Ир О,	(А-Ю)
E.SJ Х©а«“ ^2 А>-	(А.11)

— определяют по таблице А.1 в зависимости от

29

ГОСТ Р 52857.7—2007

Таблица А.1 — КоэффициентыА_р

К	0.51	0.52	0.53	0.54	0.55	0.56	0,57	0.58
\	23.4	26.0	29.0	32.3	35.9	40.1	44.8	50.0
к	0.59	0.60	0.61	0.62	0.63	0.64	0.65	0.66
	56.0	62.7	70.3	78.9	88.8	100	113	128
Рр	0.67	0.68	0.69	0.70	0.71	0.72	0.73	0.74
\	145	164	187	214	245	281	324	375
h	0.75	0.76	0.77	0.78	0.79	0.60	0.81	0.62
	436	509	597	704	834	996	1197	1451
Рр	0.83	0.84	0.85	0.86	0.87	0.88	0.89	0.9
\	1770	2190	2740	3460	4450	5820	7770	10600

А.4 Для аппаратов с расширителем на кожухе при 15* £ £ 60* коэффициент К_а‘

допускается вычислять по

формуле

К

Q

(А. 12)

а коэффициент К_р —по формуле

т

(А. 13)

Коэффициенты А_р1. А_р2, В_ру В_р2 определяются по таблице А.2 е зависимости от р₀ (см. рисунок 3) и р_р. Таблица А2 — Вспомогательные коэффициенты

е»	Ро			Вр.
	15*	8.695	0.204	-1.452	0.488
0.35	30*	5.600	0.899	-7.650	2.144
45*	5.939	2.436	-20.866	5.813
	60*	9.698	6.145	-60.596	14.664
	15*	8.462	0.205	-1.525	0.457
Л АЛ	30*	5.449	0.903	-7.278	2.010
U.4D	45*	5.779	2.449	-19.675	5.450
	60*	9.438	6.177	-56.996	13.748
	15*	8.235	0.207	-1.586	0.429
0.37	30*	5.303	0.908	-6.932	1.887
45*	5.624	2.461	-18.575	5.116
	60*	9.185	6.209	-53.677	12.906
	15*	8.014	0.208	-1.636	0.403
0.38	30*	5.160	0.913	-6.608	1.774
45*	5.473	2.474	-17.557	4.808
	60*	8.938	6.241	-50.609	12.129
	15*	7,799	0.209	-1.677	0.380
0.39	30*	5.022	0.917	-6.306	1.669
45*	5.327	2.486	-16.612	4.524
	60*	8.698	6.272	-47.768	11.412

30

ГОСТ Р 52857.7—2007

Продолжение таблицы А.2

р.	Рс			Вр.	в*
	15*	7.589	0.210	-1.709	0.357
0.40	30*	4.887	0.922	-6.022	1.572
	45*	5.183	2.498	-15.733	4.260
	60*	8.464	6.303	-45.130	10.747
	15*	7.384	0.211	-1.733	0.337
0.41	30*	4.755	0.926	-5.755	1.481
	45*	5.044	2.510	-14.914	4.016
	60*	8.236	6.333	-42.678	10.131
	15*	7.185	0.212	-1.751	0.318
0.42	30*	4,627	0.930	-5.504	1.398
	45*	4.907	2.522	-14.149	3.789
	60*	8.014	6.363	-40.393	9.558
	15*	6.990	0.213	-1.762	0.300
0.43	30*	4.501	0.935	-5.267	1.320
45*	4.774	2.534	-13.434	3.577
	60*	7.796	6.393	-38.260	9.024
	15*	6.800	0.214	-1.768	0.284
0.44	30*	4.379	0.939	-5.043	1.247
45*	4.644	2.546	-12.764	3.380
	60*	7.584	6.422	-36.266	8.527
	15*	6.613	0.215	-1.770	0.268
	30*	4.259	0.943	-4.831	1.179
0.45	45*	4.517	2.557	-12.135	3.196
	60*	7.376	6.451	-34.399	8.062
	15’	6.431	0.216	-1.767	0.254
0.46	30*	4.141	0.947	-4.631	1.115
45*	4.393	2.568	-11.544	3.023
	60*	7.173	6.479	-32.647	7.627
	15*	6.253	0.216	-1.760	0.240
0.47	30*	4.027	0.952	-4.440	1.056
45*	4.271	2.580	-10.987	2.862
	60*	6.975	6.508	-31.001	7.220
	15*	6.079	0.217	-1.750	0.227
0.46	30*	3.914	0.956	-4.258	1.000
45*	4.152	2.591	-10.463	2.711
	60*	6.780	6.536	-29.453	6.838
	15*	5.908	0.218	-1.737	0.216
0.49	30*	3.805	0.960	-4.085	0.947
45*	4.035	2.602	-9.967	2.568
	60*	6.590	6.563	-27.995	6.479
	15*	5.741	0.219	-1.721	0.204
0.50	30*	3.697	0.964	-3.920	0.898
45*	3.921	2.613	-9.499	2.434
	60*	6.403	6.591	-20.619	6.141
	15*	5.577	0.220	-1.702	0.194
0.51	30*	3.591	0.968	-3.763	0.852
45*	3.809	2.623	-9.055	2.306
	60*	6.220	6.618	-25.320	5.823

31

ГОСТ Р 52857.7—2007

Продолжение таблицы А.2

К	К	V		вр,
	15*	5.416	0.221	-1.682	0.184
0.52	30*	3.488	0.972	-3.612	0.808
45*	3.699	2.634	-8.635	2.190
	60*	6.041	6.645	-24.091	5.524
	15*	5.258	0.222	-1.659	0.174
0.53	30’	3.386	0.976	-3.468	0.766
45*	3.591	2.645	-8.236	2.077
	60*	5.865	6.672	-22.927	5.241
	15*	5.103	0.223	-1.634	0.165
0.54	30*	3.286	0.979	-3.330	0.727
45*	3.486	2.655	-7.856	1,971
	60*	5.692	6.698	-21.824	4.973
	15*	4.951	0.224	-1.608	0.157
0.55	30*	3.188	0.983	-3.197	0.690
45’	3.382	2.665	-7.496	1.871
	60*	5.523	6.724	-20.778	4,720
	15*	4.802	0.225	-1.581	0.149
0.56	30*	3.092	0.987	-3.070	0.655
45*	3.290	2.676	-7.152	1.776
	60’	5.356	6.750	-19.784	4.481
	15*	4.656	0.225	-1.552	0.141
0.57	30*	2.998	0.991	-2.947	0.622
45*	3.180	2.686	-6.825	1.686
	60*	5.193	6,776	-18.839	4.254
	15*	4.512	0.226	-1.522	0.134
0.56	30*	2.905	0.995	-2.829	0.591
	45’	3.081	2.696	-6.512	1.601
	60’	5.032	6.801	-17.939	4.038
	15*	4.370	0.227	-1.491	0.128
0.59	30’	2.814	0.998	-2.716	0.561
	45*	2.985	2.706	-6.214	1.520
	60’	4.874	6.826	-17.082	3.834
	15*	4.231	0.228	-1.459	0.121
0.60	30’	2.724	1.002	-2.606	0.532
45*	2.890	2.716	-5.929	1.443
	60*	4.719	6.851	-16.264	3.639
	15*	4.094	0.229	-1,426	0.115
0.61	30*	2.636	1.006	-2.500	0.505
45*	2.796	2.726	-5.656	1.369
	60’	4.566	6,676	-15.484	3.454
	15*	3.959	0.230	-1.393	0.109
0.62	30*	2.550	1.009	-2.398	0.479
45’	2.704	2.736	-5.394	1.300
	60*	4.416	6.901	-14.739	3.278
	15*	3.827	0.230	-1.359	0.103
0.63	30*	2.464	1.013	-2.299	0.455
	45’	2.614	2.745	-5.144	1.233
	60*	4.268	6.925	-14.026	3.111

32

ГОСТ Р 52857.7—2007

Продолжение таблицы А.2

	Рс	А«.	Ай1
	15*	3.696	0.231	-1.324	0.098
0.64	30*	2.380	1.016	-2.204	0.431
	45*	2.525	2.755	-4.903	1.170
	60*	4.123	6.950	-13.344	2.951
	15*	3.568	0.232	-1.289	(ШЗ
0.65	30*	2.298	1.020	-2.111	0.409
45*	2.437	2.764	-4.672	1.109
	60*	3.979	6.974	-12.691	2.798
	15*	3.441	0.233	-1.253	0.088
0.66	30*	2.216	1.023	-2.021	0.388
	45*	2.351	2.774	-4.451	1.051
	60′	3.838	6.997	-12.065	Т652
	15*	3.317	0.234	-1.217	0.084
0.67	30*	2.136	1.027	-1.935	0.367
45“	2.265	2,Ш’Л	-4.23/	—сшс-
	60*	3.699	7.021	-11.465	2.513
	15*	3.194	0.234	-1.181	0.079
0.68	30*	2.057	1.030	-1.850	0.348
45*	2.182	2.792	-4.032	0.943
	60*	3.563	7.045	-10.889	2.380
	15*	3.073	0.235	-1.144	0.075
0.69	30*	1.979	1.034	-1.768	0.329
45*	2.099	2.802	-3.834	0.893
	60*	3.428	7.068	-10,336	2.253
	15*	2.954	0.236	-1.107	0.071
0.70	30*	1.902	1.037	-1.689	0.312
45’	2.018	2.811	-3.644	0.845
	60*	3.295	7.091	-9,804	2.131
	15*	2.837	0.237	-1.070	0.067
0.71	30*	1.827	1.040	-1.611	0,294
45*	1.937	2.820	-3.460	0.798
	60*	3.164	7.114	-9.293	2.014
	15’	2.721	0.237	-1.033	(ШЗ
0.72	30’	1.752	1.044	-1.536	51278
45*	1.858	2.829	-3.283	0.754
	О) о	3.035	7.137	-8.801	1.902
	15*	2.606	0,238	-0.995	0.060
0.73	30*	1.678	1.047	-1.463	0.262
45’	1.780	2.838	-3.112	0.711
	о to	2.907	7.160	-8.327	1.794
	15*	2.494	0.239	-0.958	0.056
0.74	30*	1.606	1.050	-1.391	0.247
45*	1.703	2.847	-2.946	0.670
	60*	2.782	7.182	-7.870	1.691
	15*	2.383	0.240	-0.920	0.053
0.75	30*	Г334	1.054	-1.322	0.233
45*	1.627	2.856	-2.786	0.631
	60“	2.658	7,204	-7.430	1.592

33

ГОСТ Р 52857.7—2007

Окончание таблицы А. 2

*р	h			в>.	в*
	15*	2.273	0.240	-0,882	0.050
0.76	30е	1.464	1.057	-1.254	0.219
45е	1.552	2.865	-2.632	0.593
	60е	2.535	7.227	-7.005	1.497
	15е	2.165	0.241	-0.845	0.047
0.77	30*	1.394	1.060	-1.188	0.206
45“	1.479	2.873	-2.482	0.557
	60“	2.414	7.249	-6.595	1.406
	15“	2.058	0.242	-0.807	0.044
0.78	30“	1,325	1.063	-1.123	0.193
45“	1.406	2.882	-2,337	0.522
	60*	2.295	7.271	-6.199	1.318
	15“	1.952	0.243	-0.769	0.041
	30″	1.257	1.066	-1.060	0.180
0.79	45“	1.333	2.891	-2.197	0.489
	60“	2.178	7.292	-5.817	1.233
	15*	1.848	0.243	-0.732	0.038
0.80	30“	1.190	1.070	-0.998	0.168
	45“	1.262	2.899	-2.060	0.456
	60*	2.061	7.314	-5.447	1.151
	15“	1.745	0.244	-0.694	0.036
Л О 4	30“	1.124	1.073	-0.938	0.157
U.ol	45*	1.192	2.908	-1.928	0.425
	60*	1.947	7.336	-5.090	1.073
	15“	1.644	0.245	-0.656	0.033
0.82	30“	1.058	1.076	-0.879	0.146
45*	1.123	2.916	-1.800	0.395
	60*	1.833	7.357	-4.743	0.997
	15“	1.543	0.245	-0.619	0.031
0.83	30*	0.994	1.079	-0.822	0.135
	45“	1.054	2.925	-1.676	0.366
	60*	1.721	7.378	-4.408	0.924
	15“	1.444	0.246	-0.581	0.028
0.84	30“	0.930	1.082	-0,766	0.125
	45″	0.986	2.933	-1.555	0.339
	60″	1.611	7.399	-4.084	0.854
	15*	1.346	0.247	-0.544	0.026
0.85	30*	0.867	1.085	-0.710	0.115
45*	0.919	2.941	-1.437	0.312
	60*	1.501	7.420	-3.769	0.786

29-1558

34

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение Б

(обязательное)

Коэффициенты влияния перфорации на параметры трубной решетки

Б.1 Коэффициент ослабления трубной решетки при расчете хожухотрубчатых теплообмекных аппаратов с неподвижными трубными решетками и компенсатором на кожухе вычисляют по формуле

(Б.1)

Б.2 Эффективный коэффициент ослабления <р_е при расчете кожухотрубчатых геплообменных аппаратов с плавающей головкой. U-образными трубами и аппаратов воздушного охлаждения вычисляют по формуле

(Б.2)

где d_E = d₀– 2s, — для решеток с трубами, закрепленными на всю толщину решетки:

d_e » d₀ – s_T — для решеток с трубами, закрепленными в части толщины решетки: d_£ = d₀ — для стальных решеток с трубами из цветных металлов: d_g = d — для перфорированной задней стенки аппаратов воздушного охлаждения.

Б.Э Коэффициент жесткости перфорированной плиты ч>₀ в зависимости от ц, приведен в таблице Б.1.

Таблица Б.1 — Коэффициент жесткости перфорированной плиты цг₀

ч,	0.4	0.45	0.5	0.55	0.6	0,65	0.7	0.75	0.8	0.85
V0	0.12	0.15	0.2	0.25	0.3	0.37	0.44	0.51	0.59	0.68

35

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение В

(обязательное)

Определение коэффициентов системы кожух — решетка, обечайка — фланец камеры и коэффициента жесткости фланцевого соединения при изгибе

Коэффициенты системы кожух — решегхэ. обечайка — фланец камеры и коэффициент жесткости фланцевого соединения при изгибе вычисляют по формулам:

А 1.3 VSSt	(B.t)
А « P2=-J—• Vas2	(В-2)
K,~ S.5Rt ■	(В.З)
Ki—5isrq~-	(В.4)
	(В-5)
	(В.6)
кф=кф1+кф2.	(В.7)

»•

36

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение Г

(обязательное)

Коэффициенты 7,. Т₂, Т₃, Ап В, используемые в формулах для определения сил и моментов в элементах кожухотрубчатых теплообменных аппаратов

Коэффициенты 7,. Т₂. Т₃ в зависимости от о» иш_л приведены в таблице Г.1. коэффициент А в зависимости от ш и — в таблице Г.2. коэффициент В в зависимости от ш и п_в — в таблице Г.З

Таблица Г.1 — Коэффициенты 7,. Т₂. 7₃

“>я
0	0.S	1.0	1.5	2.0	2.5	Э.О	3.5	4.0	5.0	6.0	7.0	8.0	9.0	10,0
л
1.0	2.00	2.00	2.06	2.28	2.79	3.58	4.50	5.39	6.19	7.65	9.08	10.5	11.9	13.4	14.8
1.1	2.20	2.35	2.59	3.07	4.02	5.51	7.39	9.44	11.6	16.2	21.6	28.1	35.6	44.3	54.3
1.2	2.40	2.73	3.21	4.04	5.61	8.14	11.5	15.5	19.8	30.2	43.4	60.0	80.4	105	134
1.3	2.60	3.14	3.92	5.22	7.64	11.6	17.1	23.9	31.6	50.8	76,3	109	151	202	263
1.4	2.80	3.59	4.74	6.65	10.2	16.0	24.4	35.0	47.5	79.2	122	179	251	341	450
1.5	3.00	4.07	5.67	8.35	13.3	21.6	33.7	49.3	68.0	116	183	273	387	529	703
1.0	0.00	0.02	0.19	0.62	1.32	2.16	2.94	3.59	4.13	5.13	6.13	7.17	8.19	9.20	10.2
1.1	0.00	0.02	0.22	0.75	1.69	2.92	4.18	5.36	6.46	8.75	11.3	14.2	17.4	20.9	24.6
1.2	0.00	0.02	0.24	0.88	2.06	3.68	5.43	7.13	8.79	12.4	16.6	21.3	26.7	32.5	39.0
1.3	0.00	0.02	0.27	1.01	2.44	4.44	6.67	8.90	11,1	16.0	21.8	28.4	35.9	44.2	53.4
1.4	0.00	0.03	0.30	1.14	2.81	5.21	7.91	10.7	13.4	19.6	27.0	35.5	45.1	55.9	67.8
1.5	0.00	0.03	0,32	1,28	3.18	5.97	9.16	12.4	15.8	23.2	32.2	42.5	54.4	67.6	82.2
1.0	0.00	0.19	0.76	1.65	2.75	3.76	4.65	5.36	6.03	7.38	8.81	10.2	11.7	13.1	14.5
1.1	0.00	0.21	0.64	1.81	3.02	4.14	5.11	5.90	6.63	8.12	9.69	11.3	12.8	14.4	15.9
1.2	0.00	0.23	0.91	1.98	3.30	4.51	5.58	6.43	7.24	8.86	10.6	12.3	14.0	15.7	17.4
1.3	0.00	0.25	0.99	2.14	3.57	4.89	6.04	6.97	7.84	9.59	11.4	13.3	15.2	17.0	18.8
1.4	0.00	0.27	1.06	2.31	3.85	5.26	6.51	7.50	8.44	10.3	12.3	14.3	16.3	18.3	20.3
1.5	0.00	0.28	1.14	2.47	4.12	5.64	6.97	8.04	9.04	11,1	13.2	15.4	17.5	19.6	21.7

37

ГОСТ Р 52857.7—2007

Таблица Г.2 — Коэффициент А

“>А	4»
0.S	1.0	1.5	2.0	Э.О	4.0	5.0	2 10
-1.0	0.726	0.754	0.783	0.813	0.858	0.В78	0.885	0.898
-0.9	0.656	0.683	0.712	0.740	0.781	0,797	0.802	0.811
-0.8	0.586	0.613	0.641	0.668	0.705	0.716	0.720	0.724
-0.7	0.516	0.543	0.570	0.596	0.628	0.636	0.637	0.637
-0.6	0.446	0.473	0.500	0.524	0.551	0.555	0.554	0.550
-0.5	0.376	0.403	0.429	0.451	0.474	0.474	0.471	0.463
-0.4	0.306	0.333	0.358	0.379	0.397	0.393	0.388	0.376
-0.3	0.236	0.262	0.287	0.307	0.320	0.313	0.305	0.289
-0.2	0,166	0.192	0.274	0.355	0.305	0.273	0.289	0.308
-0.1	0.096	0.216	0.338	0.408	0.337	0.319	0.338	0.359
0	0.144	0.284	0.402	0.461	0.376	0.370	0.392	0.414
0.1	0.214	0.353	0.466	0.514	0.420	0.426	0.450	0.474
0.2	0.284	0,422	0.530	0.567	0.470	0.485	0.511	0.537
0.3	0,354	0.491	0.593	0.620	0.523	0.546	0.575	0.603
0.4	0.424	0.559	0.657	0.672	0.580	0.610	0.641	0.671
0.5	0.494	0.628	0.721	0.725	0.639	0.677	0.709	0.742
0.6	0.564	0.697	0.785	0.778	0.701	0.745	0.779	0.814
0.7	0.634	0.766	0.849	0.831	0,765	0.814	0.851	0.888
0.8	0.704	0.834	0.913	0.884	0.830	0.В85	0.923	0.963
0.9	0.773	0.903	0.977	0.937	0.896	0.956	0.997	1.040
1.0	0.843	0.972	1.041	0.991	0.964	1.030	1.071	1.117

Таблица Г.З—Коэффициенте

“а	0»
0.S	1.0	1.5	2.0	Э.О	4.0	5.0	i 10
1.0	0.843	0.972	1.041	0.991	0.964	1.029	1.071	1.117
0.9	0.829	0.943	1.000	0.949	0.940	1.000	1.040	1,083
0.8	0.815	(Щ4	0.960	0.908	0.910	0.971	1.009	1.051
0.7	0.800	0.886	0.920	0.871	0.884	0.944	0.979	1.020
0.6	0.786	0.858	0.880	0.836	0.860	0.918	0.951	0.990
0.5	0.771	0.829	0.840	0.804	0.839	0.894	0.925	0.963
0.4	0.757	0.801	0.799	0,777	0.819	0.871	0.900	0.938
0.3	0.742	0.773	0.761	0.754	0.802	0.852	0.878	0.915
0.2	0.728	0.744	0.732	0.737	0.789	0.835	0.860	0.896
0.1	0.714	0.716	<Ш4	0.727	0.780	0.823	0.846	0.882
0	0.700	0.702	0.709	0.725	0.776	0.816	0.837	0.874
-0.1	0.703	0.707	0.716	0.732	0,778	0.815	0.835	0.873
-0.2	0.705	0.712	0.723	0.741	0.787	0.821	0.841	0.876
-0.3	0.708	0.717	0.730	0.750	0.796	0.828	0.846	0.879
-0.4	0.711	0.722	0.738	0.759	0.805	0.835	0.852	0.882
-0.5	0.713	0.728	0.745	0.768	0.814	0.842	0.857	0.884
-0.6	0.716	0.733	0.753	0.777	0.823	0.850	0.863	0.887
-0.7	0.718	0.738	0.760	0.786	0.832	0.857	0.869	0.890
-0.8	0.721	0.743	0.768	0.795	0.841	0.864	0.874	0.893
-0.9	0.723	0.748	0.775	0.804	0.849	0.871	0,880	0.895
-1.0	0.726	0.754	0.783	0.813	0.858	0.878	0.885	0.898

38

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение Д

(обязательное)

Определение допускаемой амплитуды условных упругих напряжений при работе материала в условиях ползучести

При температуре рассчитываемых элементе» теплообменных аппаратов из низколегированных и коррозионно-стойких хромистых сталей от 420 ‘С до 500 *С допускается определять |о_А] по графику, приведенному на рисунке Д.1.

п*г э В 10*®2 г в 10*®2 8 ft 1D^H2 8 В 10** 2 3В 10**2 3 б

Рисунок Д.1 — Расчетные кривые усталости для низколегированных и коррозионно-стойких хромистых сталей

при длительности нагружения 2 – 10^s ч

При температурах рассчитываемых элементов из аустенитных сталей от 525 *С до 600 *С допускается определять [о_д] по графику, приведенному на рисунке Д.2.

Рисунок Д.2 — Расчетные кривые усталости коррозионно-стойких сталей аустенитного класса при длительности

нагружения 2 -10* ч

39

ГОСТ Р 52857.7—2007

Если температура рассматриваемых элементов из углеродистых сталей превышает 360 *С. из низколегированных коррозионно-стойких хромистых сталей — 500 *С и из аустенитных сталей — 600 *С, следует при выполнении расчета элементов теппообмвнных аппаратов на малоцикловую усталость принимать:

[о_Л] = 0.65[о]. (Д-1)

где [о] — допускаемое напряжение по ГОСТ Р 52857.2 для рассчитываемого элемента при расчетной температуре.

Приложение Е (справочное)

Допускаемая нагрузка на вальцовочное соединение трубы с решеткой

При отсутствии более точных данных допускается вычислять допускаемую нагрузку на вальцовочное соединение грубы с решеткой по формулам:

– для гладкозавальцованных труб:

[«J_tp = 05i_ts_[(tf_I-s_r)minjA.:1.6jmln{[rt],;|o^}: (Е.1)

– для труб, за вальцованных в пазы при наличии одного паза:

lN],p = 0.e*s^<-Si)min{[e|_I:[_OJ_p}. (Е.2)

но не менее, чем для такого же соединения г ладкоза вальцованных труб;

– для груб, завапьцовакных в пазы с двумя или более пазами:

-sjmin {[e]_t; (о|р}. (Е.З)

40

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение Ж

(обязательное)

Определение вспомогательных величин для расчета аппаратов воздушного охлаждения

Ж.1 Геометрические характеристики решетки

Ж.1.1 Расчетный поперечный размер решетки вычисляют по формулам:

– для камер разъемной конструкции (см. рисунки 15—18):

(Ж.1)

– для камер неразъемной конструкции без перегородок (см. рисунки 20—22):

В_р = В₀; (Ж.2)

• для камер неразъемной конструкции с перегородками (см. рисунки 23—24):

8р ■ max {6,}.

<Ж.З)

Ж.1.2 Расчетный размер решетки в продольном направлении вычисляют по формулам:

– для камер разъемной конструкции (см. рисунки 15—18):

Ц,=Ц-й₀: (Ж.4)

– для камер неразъемной конструкции без перегородок (см. рисунки 20—24):

Ч = ^>- (Ж.5)

Ж.1.Э Расчетную ширину перфорированной зоны решетки вычисляют по формуле

В₇ = min {zt₂: Sj}. (Ж.6)

где t₂ — см. рисунки Ж.1 и Ж.2.

■Ф-о-о-

Ф-ЙгФ-

Рисунок Ж.1 — Расположение отверстий по вершинам прямоугольников

Рисунок Ж.2 — Расположение отверстий по вершинам треугольников

41

ГОСТ Р 52857.7—2007

Ж. 1.4 Относительную ширину беслрубного края вычисляют по формуле

**⁼~ВГ-

Ж.2 Вспомогательные коэффициенты вычисляют по формулам:

и=-

М

1*2

П=1-

Mr •

где f, —см. рисумси Ж.1 и Ж.2.

.3 Допускаемая нагрузка на единицу площади сечения трубного пучка .3.1 Допускаемую нагрузку из условия прочности труб выделяют по формуле:

(Ж.7)

(Ж.8)

(Ж.9)

РК.10)

Ж.3.2 Допускаемую нагрузку из условия прочности крепления грубы в решетке вычисляют по формулам: – для развальцовки:

it I > Mtp

[Q], = |qlt=-—-

1’2

– для приварки:

*_emin{l0]_t; [oJ_p}sd?S

“

iQl-lQla

– для развальцовки с обваркой:

{Ol, =max{[g]_s2 +0.6[q]₁₁; [g]_s,J.

(Ж.11)

(Ж.12)

(Ж. 13)

где <р_е — коэффициент прочности шва приварки грубы к решетке, определяемый по 5.2.7.5. Ж.4 Плечи изгибающих моментов в камерах (см. рисунки 15—18) вычисляют по формулам:

0.5 (в} – flp).	(Ж.14)
0.5(Sj-B2).	(Ж.15)

30—15»

42

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение И

(обязательное)

Коэффициенты податливости элементов аппаратов воздушного охлаждения

И. 1 Угловые податливости крышки от действия внутреннего давления и от действия болтового изгибающего момента вычисляют по формулам:

– от действия внутреннего давления:

y>’03Sт es4 А		’]w	Фл +	(*5-			(И.1)
• от действия болтового изгибающего момента:
уЧ =10.9-5-^-г 2E..l4L,*Bp)	Фл +(Ф5	-Ф6)|	Six ssa	)]i,.		(И-2)
где коэффициенты ф, – <pg	вычисляют по формулам:
	<р. = 1+0.85-^–1255^-13.70-£ Bg Ч»	R* ‘Я8*			(И.З)
	_ «н3 „НЛ2 -Я3				(И.4)
	12Н2 5вД_4«6Д е2 в0 в3				(И.5)
	ч»4-1-1	■К-					(И.6)
	Л о н Ф5=2^						(И.7)
	Ф6 = 2	Чл во ‘					(И-8)

В формулах (И.3). (И.4), (И.6). (И.7) для крышек по рисунку 15 следует подставлять

X, — коэффициент, определяемый 8 зависимости от / В₀ и л, по графику, приведенному на рисунке И.1. Х_г — коэффициент, определяемый в зависимости от Lq f Sj> и ц, по графику, приведенному на рисунке И.2,

где *к=4.4-^-

(И.9)

— коэффициент, вычисляемый по формуле (106).

И.2 Угловые податливости решетки от действия внутреннего давления и болтового изгибающего момента вычисляют по формулам

– от действия внутреннего давления:

/S-0.23

е?

+1-⁷(v_p«,+4«₂

(И.10)

43

ГОСТ Р 52857.7—2007

• от действия болтового изгибающего момента:

В,

Ур = 27

*•(£) *^м*

где а, — коэффициент, определяемый в зависимости от ш по графику, приведенному на рисунке И.З. а₂ — коэффициент, определяемый в зависимости от <о по графику, приведенному на рисунке И.4.

Рисунок И.4 — График коэффициента а?

коэффициента а,

Хр. v₀. о — коэффициенты, вычисляемые по формулам (Ж.5). (95) и (103).

И.З Линейную податливость шпилек (болтов) у_б определяют по ГОСТ Р 52857.4. И.4 Линейную податливость прокладки вычисляют по формуле

‘2Е_п(^аХ (^и–¹²,

И.5 Коэффициент податливости фланцевого соединения крышки и решетхи вычисляют по формуле

Лр =

(И. 13)

30*

Уб + У«+(/?+Ур)^

44

ГОСТ Р 52857.7—2007

Приложение К

(справочное)

Расчетные зависимости для определения величин, приведенных в таблицах и на графиках

v₀=nV³:

=y*-|ber²to+bei²to+^-{ber^,e)beice-bei‘tobera>)|;

Ф_г =уЦЬег<оЬег’ ш + betca be7a>);

Ф₃ =^-|ber^<o +bei’²(uj;

A=-^i{/,{u>)bei^x -1₂ (wjber^x + m_A (ber’w ber^,7x + be/oi bei^xjj;

6 = -у^-|л_в [/_|(ш)Ье/^/х-Г2(ш)Ьег”х|+ЬбЛ1>Ьег”х + ЬеЛ>>ЬеГ^;х}.

где Т_ф я– i₂(«) bet¹’®-fj(to)ber’ox

V^ta)⁼^‘ber’ta+beia);

/₂(<o)=5Zbei'{fl-ber(a

x — величина, принадлежащая отрезку x в [O.co] при to 2 3 или отрезку х е [0. (ш-3)] при о>> 3. выбираемая таких) образом, чтобы коэффициент А или 8 соответственно принимал максимальное значение ber”. be?’’, ber’. be?, ber. bet — функции Бесселя.

1

J U к*

1 – cos^7

cos

13.8

Mp)ⁿ

¹-K¹-Pp}⁺S(¹-Pp

20′

при (L > 0.9;

Л.1 –—;— In J-:

sinftjcos²^ %

(cosM*

®P1=

-1,06

sin Po cos 8o

^lnc⁺

1 |(0.3cos* p₀ +1.5 sin² p₀-0,5 cos² p₀ +sin^x p„J

45

ГОСТ Р 52857.7—2007

„ 0.965sin² р„

Вр2=-—

(OOSP₀)2

2с ш (i>

Chb> + C08li>

IK

Ш + в1П<1>

_<o^J sh co-sin о). ^u ~ 4 shco+sino)’

X, =0.0206

I

1

Л)

:«*.-(«» thOrt + ljlha^Jx _к П.К~(«_т1Ьа_д-1)Ц1а_т] _л * 2+rniv|a_m-(«_mlha_/n-1)lha_m] ^m

sin

Ш.

X₂ = 0.406^- 2

^ m-VJ.S

где

_m*B₀

^amS‘2U

[а_л – (a_m th a*> -1) tha_m | sin-^-т^г+тг^ая, -(a* tho„-1)tha_m ]}

₀ У_а-У_аУ_<-4>У₄У₃

’ Цпп->1)

Y_tY_i+Y₃-V*

где У, ■ c*ua cos со:

Y₂ = (ch ca sin со+sh со cos со):

y₃sy shcosinco:

Y₄ =-j(cho>s*nco-sh{flCOSCo).

46

ГОСТ Р 52857.7—2007

УДК 66.023:006.354 ОКС 71.120 Г02 ОКП361500

75.200

Ключевые слова: сосуды и аппараты, теплообменники, аппараты воздушного охлаждения, нормы и методы расчета на прочность

47