MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Kazánok
2., javított kiadás
7.2.2.1. Belső nyomásból, külső terhelésekből adódó feszültségek
Feszültségeloszlás: A kazánok nyomástartó részét alkotó kazándobokban, kamrákban, lángcsövekben és más hasonló, hengeres övek falában a belső, külső nyomás hatására többtengelyű feszültségállapot alakul ki (7.17. ábra). A feszültségek nagysága [N/mm2] az egyes irányokban a következő képletekkel számítható [7.14]:
-
Érintőirányban:
-
Sugárirányban:
-
Hosszirányban:
ahol
Az átmérőviszony bevezetésével , illetve adódik. A feszültségek falvastagság menti lefutását a 7.17. ábra mutatja. A HMH-elmélet szerint számított redukált feszültség, a belső nyomáshoz viszonyítva, az általában nagyon kicsi külső nyomás elhanyagolásával:
-
A tartály belső felületén
-
A tartály külső felületén
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5044/#m713kaz_5044 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5044/#m713kaz_5044)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5044/#m713kaz_5044)
7.17. ábra. A feszültségeloszlás a tartály falvastagsága mentén
Kazánformula: A méretezési szabványokban megadott összefüggések nem az előbbi általánosan érvényes, vastag falú, hanem membránfelületnek feltételezett hengeres övekre levezett képletekből indulnak ki, vastag falú elemként a gyakorlatban általában csak a > 1,6 átmérőviszonnyal jellemezhető szerkezeti elemeket számítják. A 7.18. ábrán vázolt, vékony hengerfelület esetén a tangenciális feszültség a hengerfélre ható erőből számítható:
ahol
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5050/#m713kaz_5050 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5050/#m713kaz_5050)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5050/#m713kaz_5050)
7.18. ábra. A hengerpalástra ható erők
Hasonlóan (a zárt tartály fenekére ható erőből és az azzal egyensúlyt tartó, tartályfalban ébredő axiális erőből) felírható a membránfelületben ébredő axiális feszültség is
Átrendezve és figyelembe véve, hogy a redukált feszültség maximális értéke a megengedett feszültséggel (szilárdsági jellemzővel) lehet azonos:
a hengeres öv minimális falvastagságát megadó, közismert kazánformula adódik, ahol
Méretezés: A méretezés doboknál, kamráknál alapvetően a belső nyomásra, lángcsöveknél a külső nyomásra történik. Emellett mindig vizsgálni kell [7.17]:
-
az önsúlyból, töltet súlyából adódó terhelések hatását,
-
a megtámasztások, függesztések hatását,
-
a csatlakozó csövek által közvetített terhelések hatását,
-
a normál esetben terhelésmentesen csatlakozó csőrendszer és a vizsgált szerkezeti elem közötti átmeneti hőmérséklet-különbségből vagy a csatlakozó csőrendszer korlátozott hőtágulási lehetőségeiből adódó terhelések hatását,
-
a szerkezeti elem kerülete, illetve sugara mentén kialakuló hőmérséklet-különbségekből eredő feszültségeket,
-
a nyomás és a hőmérséklet gyors és gyakori változásának hatását.
ahol
A dob gyártójának meg kell adni, hogy a dob belső vagy külső átmérőjét vegye alapul, és a másik méret adódjon a gyártási folyamatok eredőjeként.
Méretezési nyomás: A legnagyobb megengedett nyomás általában a kazánra felszerelt biztonsági szelepek legnagyobb beállítási nyomása. A kazánok alsóbb részeire beépített szerkezeti elemeknél a kazán töltetének hidrosztatikai nyomását is figyelembe kell venni. A kazánokat nemcsak az üzemi nyomásra, hanem a próbanyomásra is ellenőrizni kell. A próbanyomás értéke az alábbi két érték közül a nagyobb [7.17], [7.101]:
illetve
ahol
Méretezési hőmérséklet: Általában az adott szerkezeti elemet kitöltő, azon átáramló közeg átlagos hőmérséklete alapján vehető fel. Természetes cirkulációjú kazánok dobjainál, elgőzölögtető csőrendszeri kamráinál a megengedhető nyomáshoz tartozó telítési hőmérséklet. Kényszer-átáramlású kazánok kamráinál, vízleválasztó edényeinél, túlhevítő, újrahevítő kamráknál az átáramló közeg közepes hőmérsékletét kell alapul venni, amelyet a hőmérséklet-szabályozás minőségétől függően 5–15 °C pótlékkal növelni kell. Forróvízkazánoknál a szerkezeti elem várható hőmérsékletét kell méretezési hőmérsékletként figyelembe venni.
A kazán füstjárataiban elhelyezett (részben elfalazott vagy tűzálló hőszigeteléssel védett) kamráknál, lángsugárzásnak kitett doboknál minden esetben vizsgálni kell és figyelembe kell venni a füstgázoldali hőátadás esetleges hatását a falhőmérsékletre. Részletes számítások hiányában a hőmérsékletpótlék értéke kamráknál (76,2 mm külső átmérő felett) döntően sugárzásos hőátadás esetén 30 + 3, döntően konvektív hőátadás esetén 15 + 2 °C nagyságú, de egyik esetben sem lehet kisebb 50 °C-nál. A külső fűtésből a szerkezeti elem falában kialakuló hőmérséklet-különbség a 30 °C értéket nem haladhatja meg [7.17].
Szilárdsági jellemző, biztonsági tényezők: A szerkezeti elemeket minden esetben ellenőrizni kell szobahőmérsékleten szavatolt szakítószilárdsággal, méretezési hőmérsékleten szavatolt egyezményes folyáshatárral, a kúszási hőmérséklet tartományában üzemelő elemeknél – a tervezett élettartam figyelembevételével – a méretezési hőmérsékleten érvényes időtartam- (kúszási) szilárdsággal, illetve a próbanyomásra történő ellenőrzéshez szobahőmérsékleten mért egyezményes folyáshatárral. A megengedhető feszültség (figyelembe vehető szilárdsági jellemző) a szerkezeti anyagra jellemző előbbi szilárdsági jellemzők (szilárdsági jellemzőtől függő) biztonsági tényezővel történő osztásával adódik:
A belső nyomásra történő méretezésnél különféle tervezési állapotokra, anyagokra figyelembe vehető szilárdsági jellemzők és biztonsági tényezők értékét [7.17] alapján hengerelt, kovácsolt acélokra, az ausztenites acélokat kivéve, a 7.12. táblázat foglalja össze. 10 000 óra tervezett élettartam alatt, kúszásra történő méretezésnél, 10 000 h-ra vonatkozó tartamszilárdság-értékek is figyelembe vehetők, 1,25 nagyságú biztonsági tényezővel. Az európai szabványok hatályba lépését megelőzően széleskörűen alkalmazott TRD-előírásokban [8] a kúszásra vonatkozó méretezésnél kisebb biztonsági tényezőt írtak elő. Ausztenites acéloknál, 35% szakadási nyúlás felett, az egyezményes folyáshatár-értéket a 0,2% maradó alakváltozáshoz tartozó érték helyett az 1% maradó alakváltozáshoz tartozó értékkel lehetett figyelembe venni. Az egyéb anyagokra, hegesztési varratokra figyelembe veendő szilárdsági jellemzők, biztonsági tényezők a hivatkozott [7.17] szabványban megtalálhatók.
7.12. táblázat [7.17], [7.101]
|
Anyagra jellemző szilárdsági jellemző
|
||
|
Normál üzemállapotra
|
||
|
Szobahőmérsékleten (20 °C) mért szakítószilárdság
|
2,4
|
|
|
Méretezési hőmérsékletre (t °C) vonatkozó egyezményes folyáshatár
|
1,5
|
|
|
Méretezési hőmérsékletre (t °C), 200 000 (h) időtartamra vonatkozó időtartam-szilárdság
|
1,25
|
|
|
Méretezési hőmérsékletre (t °C), 100 000 (h) időtartamra vonatkozó időtartam-szilárdság
|
1,5
|
|
|
Próbanyomásra történő ellenőrzés
|
||
|
Szobahőmérsékletre (20 °C) vonatkozó egyezményes folyáshatár
|
1,05
|
|
Furatgyengítés: A hengeres övekhez a munkaközeg be- és elvezetésére szolgáló csővezetékek csatlakoznak, ezért az öveken szabályos vagy szabálytalan elrendezésben több furat található. A betekintésre, belső ellenőrzések elvégzésére nyílásokat is készítenek. A furatok, nyílások méretének általában kisebbnek kell lenni a tartályok belső átmérőjének harmadánál. Amennyiben a nyílás kihúzással, kiperemezéssel készül, átmérője normál esetben elérheti a tartály belső átmérőjének 80%-át is, kivéve a kúszási hőmérséklet- tartományban üzemelő szerkezeti elemeket, amelyeknél csak a belső átmérő 70%-át meg nem haladó méretű nyílás alkalmazható azzal, hogy a gyengítési tényezőt 0,9-cel szorozni kell. A furatok, nyílások miatti folytonossági hiány következtében az alapanyagban a nyílás környezetében nagyobb feszültség ébred. Ennek megítélése függ attól, hogy a folytonossági hiányok merevítettek-e, illetve egyedi furatokról vagy furatsorokról, furatmezőkről van-e szó. Önmagában a szerkezeti anyag külön megerősítés nélkül is kellő merevítést tud biztosítani, amennyiben a furat átmérője nem nagy és az úgynevezett hatásos merevítő- (együttműködő)
méreten belül más nyílás nem helyezkedik el. Az előbbi képletben
A merevítéstől egyedül álló furat esetén akkor lehet eltekinteni, ha a furat átmérője nem nagyobb a hatásos merevítőméret 14%-ánál, illetve a tartály külső átmérőjének 10%-ánál. Ebben az esetben a gyengítési tényezőt a
összefüggéssel lehet meghatározni [7.17], ahol a csatlakozó cső külső átmérője. Megjegyezzük, hogy a TRD 301 [8] ez esetben is a (7.39), illetve (7.39/a) képlet alkalmazását írja elő, mivel a furathoz csatlakozó csőcsonk hozzájárulhat a nyílás merevítéséhez. Olyan esetben, amikor a hengeres öv a furat környezetében vastagabb a tartály általános falvastagságánál és a vastagítás furatperemtől mért szélessége kisebb a (7.33) képletből meghatározott együttműködő méretnél, az előbbi összefüggésbe csak a tényleges szélességet (7.19. ábra) szabad behelyettesíteni. Behengerelt, illetve tömítő hegesztéssel csatlakozó csövek esetén a cső külső átmérője helyett a furat átmérőjét kell az előbbi képletbe helyettesíteni.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5087/#m713kaz_5087 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5087/#m713kaz_5087)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5087/#m713kaz_5087)
7.19. ábra. A nyílások merevítése
Több, egymás mellett elhelyezkedő nyílás (7.20. ábra) akkor tekinthető különálló nyílásnak, ha a közöttük lévő osztásra teljesül a
feltétel, ahol
Amennyiben a nyílások nem tekinthetők különállóknak, a gyengítési tényezőt a
képlettel kell meghatározni, ahol
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5097/#m713kaz_5097 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5097/#m713kaz_5097)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5097/#m713kaz_5097)
7.20. ábra. Szabálytalanul elhelyezkedő nyílások
Különböző átmérőjű szomszéd csövek esetén helyébe az átmérők átlagát kell helyettesíteni. A (7.35) képlet szerinti feltétel teljesülése esetén is vizsgálandó, hogy a nyílások merevítésétől az egyedül álló furatra vonatkozó szabályok alapján el lehet-e tekinteni vagy sem. Minden más esetben a nyílások merevítése (a tartály falvastagságának helyi növelésével, merevítőcsonkok vagy merevítőtárcsák beépítésével: 7.19. ábra) szükséges. A (7.36) összefüggésből a hosszirányú osztásokra (7.20. ábra) vonatkozó = 0, illetve a keresztirányú osztásokra vonatkozó = 90 fok értékének behelyettesítésével:
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5102/#m713kaz_5102 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5102/#m713kaz_5102)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5102/#m713kaz_5102)
7.21. ábra. A furatok elrendezése
A 7.21. ábrán (c) vázolt eltolt osztás esetén, ferde irányban:
A merevítés mérete: A merevítésekkel beépítendő többlet teherviselő keresztmetszet nagyságát, illetve a merevítés figyelembevételével adódó gyengítési tényezőt a merevítés környezetének egyensúlyi feltételeiből lehet meghatározni. A 7.19. ábra (a) bal oldalán vonalkázott, belső nyomással terhelt palástfelületek, illetve a Mohr-elmélet szerinti redukált feszültségből számítható, tangenciális irányban megengedhető feszültséggel terhelhető teherviselő felületek egyensúlya alapján
ahol a már ismert jelöléseken túlmenően:
Az előbbi összefüggést átrendezve
amelyből a merevítés egyik oldali minimális keresztmetszete:
Az esetben, ha a merevítés megengedhető szilárdsági jellemzője eltér az alapanyagétól, az egyensúlyt kifejező egyenlet:
ahol
Ebből a merevítés egyik oldali minimális keresztmetszete
gyengítési tényező is levezethető.
Az és merevítő-keresztmetszetek számításánál csak az öv, illetve a csőcsonk vagy a merevítőtárcsa együttműködő hosszúságát szabad figyelembe venni. A csőcsonkoknál figyelembe vehető együttműködő hosszúság (7.19. ábra (a)) számítása a hengeres övhöz hasonlóan történhet:
ahol
Az öv vagy a csőcsonk merevítendő nyílás közelében történő megvastagítása esetén az együttműködő hosszúság nem lehet nagyobb a megvastagított szakasz hosszánál.
A gyakorlatban, az előzőekben vázlatosan bemutatott folytonossági hiányokon túlmenően, sok másféle nyílás, csőcsatlakozás, övgyengítés is előfordul, ezek közül a gyakrabban alkalmazottakra (ferde, Y alakú csonkok merevítése, kovácsolt idomok, elliptikus alakú nyílások stb.) a hivatkozott szabványok ([7.17], [7.101], [7.104]) adnak eligazítást. Ilyenek hiányában véges elemes számításokkal, kísérleti vizsgálatokkal kell az alkalmazni tervezett megoldás megfelelőségét igazolni.
Merevítőtárcsa: Merevítőtárcsát, a kivágás merevítésére, csak ciklikus igénybevételnek ki nem tett nyomástartó edényeknél, 250 °C alatti tervezési hőmérséklet esetén szabad alkalmazni. Méreteinek választásánál a következőket kell figyelembe venni:
A különféle csonkátmérők, csonk/hengeres öv átmérőarányok esetén betartandó egyéb feltételeket a 7.13. táblázat tartalmazza. Az st hengeres öv falvastagság értelmezést a 7.19. ábra (a) mutatja.
Az előbbiekben csak a furatok és más nyílások által okozott gyengítés hatását mutattuk be. Ezek mellett mindig ellenőrizni kell a hengeres övön lévő varratok jósági fokát is. A hegesztési varratot metsző nyílásokat kerülni kell. Amennyiben mégis előfordul, a nyílás miatti gyengítés és varrat jósági fokának együttes hatását (a két jósági fok szorzatával) kell a gyengítési tényező megállapításánál figyelembe venni. A (2.1/b) képletbe az érintőirányra meghatározott gyengítési tényezők közül a legkedvezőtlenebb értéket kell behelyettesíteni.
Ma a kazándobokon behengerelt csőcsatlakozásokat már nem készítenek. A gyakorlatban azonban még lehet ilyen megoldásokkal találkozni. Ezek ellenőrzésénél, javításánál figyelembe kell venni, hogy a hossz-, ferdeirányú gátak legkisebb méretének a csőátmérő 80%-ánál, a keresztirányú gátaknak a csőátmérő 50%-ánál nagyobbnak kellett lenni [7.14].
A hegesztési varrat gyengítési tényezője: A hegesztési varrat minőségét megfelelően kivitelezett, szükség szerint hőkezelt varratok esetén általában = 0,8 értékkel lehet figyelembe venni. Nagyobb, akár = 1,0 érték figyelembevétele csak a vonatkozó szabályzatok alapján minősített technológiák, gyártóművek (kézi hegesztésnél: hegesztők) esetén lehetséges. Kedvezőtlen esetben (egy oldalról, kézzel hegesztett tompavarratok, kézzel hegesztett sarok-, T varratok) a = 0,7 érték felvétele nagyobb biztonságot ad.
Alátámasztás, függesztés: A dobok, kamrák alátámasztása, felfüggesztése a hőtágulásból adódó feszültségek minimalizálására fix pont választásával és ehhez képest a szabad elmozdulást lehetővé tevő módon történik. Az egyes szerkezeti kialakítások jellemzőit a nagy vízterű gőzkazánokkal (2.2.1. fejezet), illetve a vízcsöves kazánokkal (2.2.2.1. fejezet) összefüggésben ismertettük. Az alátámasztások, függesztések szilárdságtani szempontból általában kéttámaszú tartóként vizsgálhatók (7.22. ábra), csak hosszabb kamráknál fordul elő a többtámaszú alátámasztás, megfogás. Ez esetben az egyes alátámasztásoknál/függesztéseknél ébredő erő – és ezzel a hajlítónyomaték-eloszlás – a szerkezeti elem hőmérséklet-eloszlástól függő alakváltozása következtében üzem közben változhat. Az önsúlyból és a töltet súlyából megoszló terhelés adódik, csak esetenként kell külső terhelésből adódó, koncentrált erőket figyelembe venni [7.104]. A hajlítónyomaték nagyságának csökkentésére a hengeres övek az alátámasztásokon, függesztéseken mindkét végükön túlnyúlnak.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5142/#m713kaz_5142 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5142/#m713kaz_5142)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5142/#m713kaz_5142)
7.22. ábra. Hengeres övek alátámasztása, felfüggesztése
Kéttámaszú tartóként vizsgálható kialakítást feltételezve az önsúlyból, a töltet súlyából adódó maximális hajlítónyomaték [Nmm] értéke:
-
az alátámasztás/függesztés síkjában
-
a két alátámasztás/függesztés között
ahol
|
az önsúlyból és a töltet súlyából adódó vonalterhelés [N/mm],
|
||
|
az alátámasztások/függesztések közötti távolság [mm],
|
||
|
túlnyúlás [mm],
|
||
|
a nyomástartó edény hosszegységre eső fajlagos tömege [kg/mm],
|
||
|
a töltet hosszegységre eső fajlagos tömege, az üzemállapotok függvényében változhat [kg/mm],
|
||
|
nehézségi gyorsulás [m/s2].
|
||
ahol
|
az önsúlyból, a töltet súlyából, valamint a külső terhelőnyomatékok összegéből adódó mértékadó (maximális) hajlítónyomaték [Nmm],
|
|
|
a hengeres öv másodrendű nyomatéka [mm4]. Miután értéke a hengeres öv gyengítésétől függően változhat, a hajlítófeszültség számítását a legveszélyesebb keresztmetszetre kell elvégezni,
|
|
|
a szélső szál távolsága a hajlítás tengelyétől [mm].
|
ahol a már ismert jelöléseken túlmenően
Falvastagság-pótlékok: A falvastagság növelése a szerkezeti elem készítéséhez felhasznált félgyártmányok negatív gyártási tűrése, illetve az üzem közben valószínűsíthetően bekövetkező korrózió miatt szükséges. Utóbbira normál üzemi körülményeket feltételezve általában csak 30 mm falvastagság alatt vesznek fel pótlékot, ≥0,75 mm értékben [7.101]. Nagyobb korrózió veszélye esetén a pótlék értékét növelni kell. Ausztenites acélok esetén a korróziós pótlék a gyártó és megrendelő közötti külön megállapodás hiányában elhagyható. Dobok, kamrák falvastagságának minimális értéke 300 mm külső átmérő alatt nem lehet kisebb 6 mm-nél, efölötti külső átmérő esetén 9,5 mm-nél [7.17]. A falvastagság értékénél a felhegesztéssel felvitt védőrétegeket nem lehet figyelembe venni.
Feszültségkoncentráció: Egyetlen furat körül a sík lemezben ébredő feszültségek (7.23. ábra) a az átlagos feszültséghez viszonyítva Kirsch alapján [7.9], [7.105] a 7.14. táblázatban összefoglalt képletekkel számíthatók. A képletek változóinak értelmezése a 7.23. ábrán látható.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5161/#m713kaz_5161 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5161/#m713kaz_5161)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5161/#m713kaz_5161)
7.23. ábra. Feszültségkoncentráció kör és ellipszis alakú folytonossági hiány esetén
kell figyelembe venni. Egyoldali húzó igénybevétel esetén, mint a 7.14. táblázatban és a 7.24. ábrán látható, = 3. A kazándobban, más hengeres övekben többtengelyű feszültségállapot ébred. Ezeknél a radiális feszültségek elhanyagolása esetén, kétoldali húzó igénybevétel (7.24. ábra) feltételezésével, ideális esetben = 2,5 adódik. A valóságban a kazándob nem sík lemez, a radiális feszültségek nem hanyagolhatók el, a furat pereme a szerkezeti kialakítástól függően nem éles, így tényleges értéke különböző értékű lehet. A TRD 301 Anlage 1. [8] alapján:
tényezővel növelni kell),
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5174/#m713kaz_5174 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5174/#m713kaz_5174)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5174/#m713kaz_5174)
7.24. ábra. Furat mentén ébredő feszültségek egyoldali, illetve kétoldali húzó igénybevétel esetén [7.106]
A vízcsöves kazánok szilárdsági méretezésére vonatkozó szabvány [7.17] a leggyakrabban alkalmazott, kívülről ráhegesztett, kimunkált gyökökkel készített csőcsonkokra, a feszültségkoncentrációs tényező értékének felvételére (véges elemes számítási, illetve mérési eredmények hiánya esetére) a következő összefüggés alkalmazását írja elő:
ahol
a csonk és a tartály falvastagságától, illetve a csonk és a tartály közepes átmérőjétől függő tényezők. A (7.48) összefüggésből adódó érték a csonkok kialakításától függően csökkenthető vagy növelendő [7.17].
feszültségeloszlás alakul ki, ahol
A kör alaktól való eltérés: A hengeres övek gyártása során az öv profilja eltérhet a kör alaktól. A belső nyomás hatására a hengeres öv a kör profil felvételére törekszik. Ebből adódóan az öv falában hajlítófeszültség ébred. A furatok peremén a hajlítófeszültségből adódóan is többletfeszültségek jönnek létre.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5190/#m713kaz_5190 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5190/#m713kaz_5190)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5190/#m713kaz_5190)
7.25. ábra. Profiltorzulások a hengeres övön [7.109]
A körprofiltól történő eltérés a dobok, kamrák, csövek gyártási módjától függően sokféle lehet, amelyek közül néhányat a 7.25. ábra mutat. Hegesztett, esetleg több lemezből összeállított doboknál a torzulás általában a lemezek csatlakozásánál, a hengerlési, hegesztési [7.118] eltérésekből adódik. Általános esetben (7.25. ábra (a)) a profilok Fourier-sorokkal közelíthetők, amelynek állandóit a profil mérése (a dob kerülete mentén kellő sűrűséggel felvett szögeknél a körprofiltól való eltérés) alapján lehet meghatározni [7.108]:
ahol
Az előbbi képletben
A számítások egyszerűsítésére a hajlítófeszültséget is a (7.46) képletből számítható átlagos membránfeszültségre vonatkoztatjuk.
ahol a (7.51) és a (7.46) összefüggések hányadosaként:
A tényleges alak ellenőrzését követően az hajlítófeszültség-tényező értéke és ezzel a profileltérésből adódó hajlítófeszültség kiszámítható. A gyakorlatban a profil eltérését általában az átlagos köregyenlőtlenséggel (ovalitással) veszik figyelembe, mely a legnagyobb () és a legkisebb () dobátmérő mérése alapján a
képlettel számítható. Szabályos (például a 7.25. ábrán (b) vázolt elliptikus) ovalitás esetén a (7.52/a) képlet egyszerűsíthető. Gyakorlati számítások céljára elégséges a hajlítófeszültség-tényező maximális értékének számítása:
Háromszögletű profilra (7.25. ábra (c)) , egy oldalon csúcsos profilra (7.25. ábra (d)) . Más profilok esetén az irodalomban (például [7.14], [7.109]) található összefüggésekkel számítható.
A furatok peremén az előbbiekben meghatározott hajlítófeszültség feszültségkoncentrációs tényezővel növelt értéke jelentkezik. A hajlítófeszültségre vonatkozó feszültségkoncentrációs tényező elméleti [7.106] értéke:
A furat és az ovalitás együttes hatása: Az előbbiek alapján a furatok peremén ébredő csúcsfeszültséget
Feszültséganalízis: A hatályos méretezési szabvány [7.17] alapján a feszültséganalízis során a következő ellenőrzéseket is el kell végezni:
-
Axiális irányú feszültség nagyságának ellenőrzését a hengeres öv hosszirányú terhelésének figyelembevételével:
-
A hosszirányú hajlításból adódó feszültségek nagyságának ellenőrzését:
-
A ferde gátakban ébredő feszültségek nagyságának ellenőrzését:
Az előbbi összefüggésekben
|
a hengeres öv hosszirányú terhelése [N],
|
|||
|
a dob keresztmetszete a gyengítések, megerősítések figyelembevételével [mm2],
|
|||
|
az önsúlyból, a töltet súlyából, a külső terhelésekből adódó hajlítófeszültség, (7.43), [N/mm2],
|
|||
|
a ferde gátra merőleges átlagfeszültség1, [N/mm2],
|
|||
|
a ferde gát irányú átlagfeszültség [N/mm2],
|
|||
|
átlagos nyírófeszültség a ferde gátban [N/mm2].
|
|||
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m713kaz_5224/#m713kaz_5224 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m713kaz_5224/#m713kaz_5224)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m713kaz_5224/#m713kaz_5224)
7.26. ábra. Eltolt (ferde) osztású furatmező
A tangenciális membránfeszültség (7.26. ábra) értékét a (7.46) képlet alapján kell helyettesíteni. Az átlagos axiális feszültség értékét a
Tartalomjegyzék
- Kazánok
- Impresszum
- Előszó a második kiadáshoz
- Bevezetés
- 1. Kazánok általános jellemzői
- 2. Kazántípusok általános ismerte
- 3. Kétfázisú hőátadás, áramlás fűtött felületen
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 3.2. Forrás végtelen térben [3.1]
- 3.3. Hőátadás és gőzfejlesztés csőben
- 3.4. A kétfázisú közeg áramlásának alapjai
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 4. Vízoldali folyamatok, vízelőkészítés, gőztisztaság
- 5. Hőtechnikai számítások
- 6. Füstgázoldali folyamatok, légtechnikai számítások
- 7. Gőzkazánok elemeinek szilárdsági számítása
- 8. A gőzkazánok üzemeltetése
- Függelék
- 1. függelék
- 2. függelék
- 3. függelék
- 4. függelék
- 5. függelék
- Szerkezeti anyagok
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- b) Hagyományos lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- c) Növelt szilárdságú lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- d) Jellemző dobanyagok tartamszilárdsága [7.63]
- e) Kamrák lemezanyagainak tartamszilárdsága [7.63]
- f) Rozsdamentes lemezanyagok folyáshatára [7.65]
- g) Rozsdamentes lemezanyagok tartamszilárdsága [7.65]
- h) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok folyáshatára [7.70]
- i) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- j) Hagyományos csőanyagok folyáshatára [7.70]
- k) Hagyományos csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- l) Növelt szilárdságú csőanyagok folyáshatára [7.70]
- m) Növelt szilárdságú csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- n) Rozsdamentes csőanyagok folyáshatára [7.71]
- o) Rozsdamentes csőanyagok tartamszilárdsága [7.71]
- p) Korszerű anyagok folyáshatára [7.30], [7.74, 7.75, 7.76], [7.79, 7.80], [7.83]
- q) Korszerű anyagok tartamszilárdsága [7.25], [7.74, 7.75], [7.79, 7.80, 7.81, 7.82, 7.83]
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- Szerkezeti anyagok
- Irodalom
Kiadó: Akadémiai Kiadó
Online megjelenés éve: 2020
ISBN: 978 963 454 492 0
Háztartásokban, ipari üzemekben, erőművekben széleskörűen alkalmaznak tüzelőanyag elégetésével vagy más módon bevezetett hőmennyiség hőhordozó közeggel történő hasznosítására szolgáló berendezéseket: kazánokat. A könyv ezek tervezésének, üzemeltetésének, vizsgálatának szerteágazó konstrukciós, hőtechnikai, áramlástani, szilárdságtani, vegyészeti és más ismereteit foglalja össze, az egyetemi oktatásban és a gyakorlati életben is hasznosítható módon. Az elméletet élő gyakorlattal ötvözve elsősorban erőműi, ipari, távhőszolgáltató kazánokkal foglalkozik, de a folyamatokra, szerkezeti kialakításra, gyakorlati viselkedésre vonatkozó utalások kisebb berendezéseknél is alkalmazhatók.
Hivatkozás: https://mersz.hu/gerse-kazanok//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
