 |
|
ПОЛУСФЕРИЧЕСКИЕ ДНИЩА.
Полусферические днища (полушаровые) (рис.5.1б), выполненные в виде полусферы, наиболее выгодны в отношении использования материала. Они изготавливаются из нескольких частей сварными (из центрального сферического сегмента и шарового пояса, составленного из нескольких кусков выполненных в виде штампованных лепестков). Диаметр сегмента и части шарового пояса выбираются из рационального раскроя листа. Полусферические днища, согласно мембранной теории, хотя и получаются по расчёту более тонкими, чем стенки цилиндрической обечайки, но трудоёмки в изготовлении, обходятся дороже штампованных днищ и, кроме того, увеличивают длину (высоту) аппарата.
Сферические днища имеют смысл применять в аппаратах большого диаметра (свыше 4м), работающих под давлением.
Расчет полусферического днища производят исходя из уравнения равновесия элемента (уравнение Лапласа, БТТО):
Для оболочки, нагруженным газовым давлением Р имеем:
-Z= P
и для сферы имеем :R1 = R2 = R
Выразим уравнение Лапласа через напряжения (см. БТТО):
но для сферы:σT = σS = σ , тогда получим :
где R – серединный радиус сферы;
δ1 - толщина стенки сферы .
Перейдем от серединног радиуса сферы к внутреннему RB :
Выражая условие прочности [σ] ≥ σили точнее [σ]φ ≥ σи подставляя значеня R, получим:
Найдем толщину стенки:
В ГОСТе 14249 – 89 расчетная толщина полусферического днища представлена в таком виде:
где S1p - расчётная толщина стенки полусферического днища;
Р – расчётное давление ;
φ – коэффициент прочности продольного сварного шва.
Исполнительная толщина полусферического днища равна:
Допускаемое внутреннее избыточное давление для полусферического днища следует расcчитывать по формуле:
Если исполнительная толщина стенки полусферического днища принята меньшей, чем для цилиндрической части аппарата, то соединение днища с корпусом выполняется согласно рисунка:
Расчетные формулы применимы при условии:
0,002 ≤ 
и 
Согласно МН 4704 – 63 стальные полусферические днища изготавливаются D = (3,6 - 12) м, с толщиной стенок 10 – 36мм.