Оглавление

1.	Расчет на прочность эллиптической крышки аппарата
2.	Расчет на прочность сферического днища аппарата
3.	Расчет на прочность цилиндрической обечаек реактора
4.	Расчет на прочность конической обечайки реактора и нетороидального перехода цилиндрической обечайки реактора (большего диаметра) в коническую
5.	Расчет массы аппарата и подбор опор
	Используемая литература

Перед расчетом определимся с выбором конструкционного материала в зависимости от необходимой химической стойкости. По табл.III.19. «Нержавеющие стали, сортамент, свойства и области применения» [1] выбираем листовую сталь марки 03Х18Н11. Сварные соединения  из этой стали, обладают высокой стойкостью против МКК в средах окислительного характера, не подвержены ножевой коррозии. Используется для сварного оборудования емкостного, теплообменного и трубопроводов. Применяется от  -253 до +610 °С.
Разрушающее действие среды на материал учитываем введением прибавки С к номинальной толщине детали:
С=П∙τ_а,
где τ_а – амортизационный срок службы аппарата (принимаем τ_а =20 лет);
П – коррозионная проницаемость, мм/год. По табл.III.21. «Коррозионная стойкость аустенитных и аустенитно-ферритных нержавеющих сталей» [1] принимаем П=0,025 мм/год.
С=П∙τ_а=0,025∙20= =0,025*20 0,5мм

1.     РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ЭЛЛИПТИЧЕСКОЙ КРЫШКИ
АППАРАТА
Расчет толщины стенки эллиптической крышки, нагруженного избыточным внутренним давлением.
Толщину стенки крышки рассчитываем по формулам (52)-(54) [2]:
,
где , R=D с Н=0,25D.
 =1,47*2/(2*0,9*112-0,25*1,47) \# "0,0000" 0,0146 м.
s₁ = 14,6+0,5 = 15,1 мм
Принимаем толщину крышки s₁ = 16 мм.
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитаем по формуле (54) [2]:
 =2*(0,016-0,0005)*0,9*112/(2+0,5*(0,016-0,0005)) \# "0,0000" 1,5564 МПа
Проведем проверку на необходимость укрепления отверстия для штуцера.
Согласно формуле (26) [3]
 =2*((0,016-0,0005)/0,0146-0,8)*(( 4*(0,016-0,0005))^0,5) \# "0,0000" 0,1303 м
где D_p=2D=2∙2=4 м при х=0 согласно (5) [3].
Толщину стенки крышки, при которой не требуется укрепление отверстия, определим подбором:
 =2*((0,025-0,0005)/0,0146-0,8)*((4*(0,025-0,0005))^0,5) \# "0,0000" 0,5498 м.
Исполнительная толщина крышки аппарата принимается s₁=25 мм.
Допускаемое внутреннее избыточное давление:
 =2*(0,025-0,0005)*0,9*112/(2+0,5*(0,025-0,0005)) \# "0,0000" 2,4546 МПа
Согласно ГОСТ 6533-78 по таблице 7.2 [7] принимаем h₁=60 мм.
Проведем проверочный расчет по п. 3.3.1.4. [2]:
0,8 =0,8∙  = 0,8*(2000*(25-0,5))^0,5 \# "0,00" 177,09>h₁.
Согласно условиям п. 3.3.1.4. [2] принимаем толщину стенки 25 мм.
Расчет толщины стенки эллиптического днища, нагруженного избыточным наружным давлением.
Наружное избыточное давление принимаем равным атмосферному р=0,101 МПа, при абсолютном давлении внутри аппарата 0 МПа.
Толщину стенки днища рассчитываем по формулам (56)-(58) [2]
;
,
где К_э=0,9 для предварительного расчета [2].
{ = (0,9*2/510)*(0,101*2,4/0,19)^0,5 \# "0,0000" 0,0040; = 0,101*2/(2*112)\# "0,0000" \* MERGEFORMAT 0,0009}=4,0 мм.
Дальнейший расчет проводим из условия толщины стенки s₁=25 мм.
          Определим допускаемое наружное давление по формуле (58) [2]:

где допускаемое давление [p]_п из условия прочности:
 = 2*112*(0,025-0,0005)/(2+0,5*(0,025-0,0005)) \# "0,00" 2,73 МПа,
допускаемое давление [p]_Е из условия устойчивости в пределах упругости:
 = (2,6*1,9*(100*(0,025-0,0005)/(0,91*2,0))^2)/2,4\# "0,00" \* MERGEFORMAT 3,73 МПа,
где К_э=  = (1+(2,4+8*0,18)*0,18)/(1+(3+10*0,18)*0,18)\# "0,00" \* MERGEFORMAT 0,91,
   = 10*(0,025-0,0005)*(2,0/(2*0,50)-(2*0,50)/2,0)/2,0\# "0,00" \* MERGEFORMAT 0,18.
Допускаемое наружное давление:
 = 2,73/(1+(2,73/3,73)^2)\# "0,00" \* MERGEFORMAT 1,78 МПа
Проверяем условие :
  - условие соблюдается.
Принимаем эллиптическое днище с отбортовкой h₁=60 мм толщиной стенки s₁=25 мм по ГОСТ 6533-78.

2.     РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ СФЕРИЧЕСКОГО ДНИЩА
КОРПУСА
Толщину стенки сферического днища корпуса, нагруженного внутренним избыточным давлением, рассчитываем по формуле:
,
Расчетная толщина стенки днища
 =1,51*0,8/(2*0,9*112-0,5*1,51) \# "0,0000" 0,0060 м
где R=0,5D с Н=0,25D; Р=р+ ρgh=1,47∙10⁶+1000∙4,1∙9,81= = (1,47*1000000+1000*4,1*9,81)/1000000 \# "0,00" 1,51 МПа; р – давление внутри аппарата – 1,47 МПа, ρ=1000 кг/м³ – плотность воды при гидроиспытании аппарата, h=L₁+L₂+L_к+0,5D₀=1200+1800+300+0,5∙1600=4100 мм.
Толщина стенки с надбавкой:
s_1р = 6+0,5=6,5 мм;
Таким образом, по [4] принимаем толщину стенки 8 мм
Допускаемое внутреннее избыточное давление рассчитываем по формуле:

 =(2*(0,008-0,0005)*0,9*112)/(0,8+0,5*(0,008-0,0005)) \# "0,000" 1,881 МПа
Проверяем условие :
  - условие соблюдается.
В результате произведённых расчётов и полученной толщины сферического днища корпуса аппарата под внутренним давлением принимаем толщину сферического днища 8 мм.
Согласно ГОСТ 6533-78 по таблице 7.2 [7] принимаем длину отбортованной части днища h₁=40 мм.
Проведем проверочный расчет по п. 3.3.1.4. [2]:
0,3 =0,3∙  = 0,3*(1600*(8-0,5))^0,5 \# "0,00" 32,86<h₁.
Согласно условиям п. 3.3.1.4. [2] принимаем толщину стенки равной толщине обечайки, рассчитанной в п. 3.2 – 12 мм.
Расчет толщины стенки полусферического днища, нагруженного избыточным наружным давлением.
Наружное избыточное давление принимаем равным атмосферному р=0,101 МПа, при абсолютном давлении внутри аппарата 0 МПа.
Толщину стенки днища рассчитываем по формулам (56)-(58) [2]
;
,
где К_э=1,0 для предварительного расчета [2].
{ = (1*0,8/510)*(0,101*2,4/0,19)^0,5 \# "0,0000" 0,0018; = 0,101*0,8/(2*112)\# "0,0000" \* MERGEFORMAT 0,0004}=1,8 мм.
Дальнейший расчет проводим из условия толщины стенки s₁=12 мм.
          Определим допускаемое наружное давление по формуле (58) [2]:

где допускаемое давление [p]_п из условия прочности:
 = 2*112*(0,012-0,0005)/(0,8+0,5*(0,012-0,0005)) \# "0,00" 3,20 МПа,
допускаемое давление [p]_Е из условия устойчивости в пределах упругости:
 = (2,6*1,9*(100*(0,012-0,0005)/(1*0,8))^2)/2,4\# "0,00" \* MERGEFORMAT 4,25 МПа,
где К_э=1 [черт. 13; 2],
Допускаемое наружное давление:
 = 3,20/(1+(3,20/4,25)^2)\# "0,00" \* MERGEFORMAT 2,04 МПа
Проверяем условие :
  - условие соблюдается.
Принимаем полусферическое днище с отбортовкой h₁=40 мм толщиной стенки s₁=12 мм по ГОСТ 6533-78.
Проведем проверку на необходимость укрепления отверстия для штуцера.
Согласно формуле (26) [3]
 =2*((0,012-0,0005)/0,006-0,8)*((1,6*(0,012-0,0005))^0,5) \# "0,0000" 0,3029 м
где D_p=2R=D=1,6 м (7) [3].
Исполнительная толщина днища аппарата принимается s₁=12 мм.

3.     РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
ОБЕЧАЕК РЕАКТОРА
3.1. Расчет цилиндрической обечайки диаметром 2000 мм
Толщину стенки рассчитываем по формулам 8 и 9 [2]:
s ³ s_Р+с
где
где s_Р – расчетная толщина стенки, мм;
      p – внутреннее избыточное давление (в нашем случае оно равно давлению внутри аппарата p =15 кг/см² = 1,47 МПа);
     D – диаметр обечайки (D =2 м);
     [s] – допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа;
     φ_р – расчетный коэффициент прочности сварного шва.
Принимаем вид сварного шва – стыковой с двусторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой. По табл.20 приложения 5 [2] найдем значение коэффициента прочности φ_р =1,0.
 =(1,47*2)/(2*112*1-1,47) 0,0132 м
s = 13,2+0,5 = 13,7мм
Принимаем толщину стенки s = 16 мм (см. п. 2).
Допускаемое избыточное внутреннее давление будет равным (формула 10 [2]):
 =(2*112*(0,016-0,0005))/(2+(0,016-0,0005)) \# "0,00" 1,72 МПа.
Определим допускаемое наружное давление по формуле 13 [2]:

где допускаемое давление из условий прочности определяем по формуле 14 [2]:
 =2*112*(0,016-0,0005)/(2+(0,016-0,0005)) \# "0,00" 1,72 МПа
Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяем по формуле 15 [2]:

где , расчетная длина обечайки l=L₁+l_3эл+l_3кон+L₂+l_3сф, ;  =( (2-1,6)/2)*((2^0,5)/2) \* MERGEFORMAT 0,14м; ; l=2,0+0,167+0,14+1,8+0,267=4,374м
 =(9,45*2/4,374)*(2/(100*(0,016-0,0005)))^0,5 \# "0,00" 4,91
значит, выбираем B₁ = 1.
 =(20,8*1,9*0,1/(2,4*1))*(2/4,374)*(100*(0,016-0,0005)/ 2)^2,5 \# "0,000" 0,398 МПа
 =1,72/((1+(1,72/0,398)^2)^0,5) \# "0,000" 0,388 МПа
Принимаем толщину стенки корпуса s=16мм.
Расчёт цилиндрической части корпуса нагруженной осевыми усилиями.
Толщина стенки обечайки нагруженной осевым растягивающим усилием должна соответствовать условию:
 
где  =4,62/(3,14*2*112*1) \# "0,0000" 0,0066 м
Осевое растягивающее усилие:
 =(3,14*1,47*2^2)/4 \# "0,00" 4,62 МН.
Допускаемое осевое растягивающее усилие:

= =3,14*(2-(0,016-0,0005))*(0,016-0,0005)*112*1 \# "0,00" 10,82 МН ≥4,62 МН.
Условия s≥s_p+c и [F]≥F выполняются.
Осевое сжимающее усилие рассчитываем по формуле (21) [2]:

Допускаемое осевое сжимающее усилие:
- из условия прочности (22) [2]
3,14∙(2+0,016-0,0005)∙(0,016-0,0005)∙112= =3,14*(2+0,0155)*0,0155*112 \# "0,00" 10,99 МН
- в пределах упругости из условия устойчивости (23) [2]
[F]_Е = min{[F]_E1;[F]_E2}
но при условии  l/D=4,374/2,0= = 4,374/2 \* MERGEFORMAT 2,187<10    [F]_Е = [F]_E1 ,
тогда [F]_E1  находим по формуле (24) [2]

 =(31*1,9/2,4)*(2^2)*(100*0,0155/2)^2,5 \# "0,00" 51,91 МН
с учетом обоих условий по формуле (21) [2]:
=  =10,99/((1+(10,99/51,91)^2)^0,5) \# "0,00" 10,75 МН
Осевое сжимающее усилие – это усилие прижатия днища к обечайке атмосферным давлением, которое может быть рассчитано (Приложение 3 «Пример расчета аппарата»[5]):
F=0,25∙π∙(D+2s)²∙p=0,25∙3,14∙(2,0+2∙0,016)²∙0,101= =0,25*3,14*0,101*(2+2*0,016)^2 \# "0,00" 0,33 МН
Так как обечайка корпуса при атмосферном давлении и отсутствия давления внутри аппарата работает под совместным действием наружного давления 0,1 МПа и осевого сжимающего усилия F, должно выполняться условие устойчивости:

Проверяем условие устойчивости:
 =0,101/0,388+0,33/10,75 \# "0,00" 0,29≤1
Устойчивость обечайки корпуса с толщиной стенки 16 мм выполняется.
Принимаем толщину стенки обечайки s=16 мм.
3.2. Расчет цилиндрической обечайки диаметром 1600 мм
Толщину стенки рассчитываем по формулам 8 и 9 [2]:
s ³ s_Р+с
где
где s_Р – расчетная толщина стенки, мм;
      p – внутреннее избыточное давление (в нашем случае оно равно давлению внутри аппарата p =15 кг/см² = 1,47 МПа);
     D – диаметр обечайки (D =1,6 м);
     [s] – допускаемое напряжение при расчетной температуре, МПа;
     φ_р – расчетный коэффициент прочности сварного шва.
Принимаем вид сварного шва – стыковой с двусторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой. По табл.20 приложения 5 [2] найдем значение коэффициента прочности φ_р =1,0.
 =(1,47*1,6)/(2*112*1-1,47) 0,0106 м
s = 10,6+0,5=11,1 мм
Принимаем толщину стенки s = 12 мм.
Допускаемое избыточное внутреннее давление будет равным (формула 10 [2]):
 =(2*112*(0,012-0,0005))/(1,6+(0,012-0,0005)) \# "0,00" 1,60 МПа.
Определим допускаемое наружное давление по формуле 13 [2]:

где допускаемое давление из условий прочности определяем по формуле 14 [2]:
 =2*112*(0,012-0,0005)/(1,6+(0,012-0,0005)) \# "0,00" 1,60 МПа
Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости определяем по формуле 15 [2]:

где , расчетная длина обечайки l=L₁+l_3эл+l_3кон+L₂+l_3сф, ;  =( (2-1,6)/2)*((2^0,5)/2) \* MERGEFORMAT 0,14м; ; l=2,0+0,167+0,14+1,8+0,267=4,374м
 =(9,45*1,6/4,374)*(1,6/(100*(0,012-0,0005)))^0,5 \# "0,00" 4,08
значит, выбираем B₁ = 1.
 =(20,8*1,9*0,1/(2,4*1))*(1,6/4,374)*(100*(0,012-0,0005)/1,6)^2,5 \# "0,000" 0,264 МПа
  =1,60/((1+(1,60/0,264)^2)^0,5) \# "0,000" 0,260 МПа
Принимаем толщину стенки корпуса s=12мм.
Расчёт цилиндрической части корпуса нагруженной осевыми усилиями.
Толщина стенки обечайки нагруженной осевым растягивающим усилием должна соответствовать условию:
 
где  =3,22/(3,14*1,6*112*1) \# "0,0000" 0,0057 м
Осевое растягивающее усилие:
 =(3,14*1,6*1,6^2)/4 \# "0,00" 3,22 МН.
Допускаемое осевое растягивающее усилие:

= =3,14*(1,6+0,012-0,0005)*(0,014-0,0005)*112*1 \# "0,00" 7,65 МН ≥3,22 МН.
Условия s≥s_p+c и [F]≥F выполняются.
Осевое сжимающее усилие рассчитываем по формуле (21) [2]:

Допускаемое осевое сжимающее усилие:
- из условия прочности (22) [2]
3,14∙(1,6+0,012+0,0005)∙(0,012-0,0005)∙112= =3,14*(1,6+0,012-0,0005)*(0,012-0,0005)*112 \# "0,00" 6,52 МН
- в пределах упругости из условия устойчивости (23) [2]
[F]_Е = min{[F]_E1;[F]_E2}
но при условии  l/D=4,374/1,6=2,73<10    [F]_Е = [F]_E1 ,
тогда [F]_E1  находим по формуле (24) [2]

 =(31*1,9/2,4)*(1,6^2)*(100*(0,012-0,0005)/1,6)^2,5 \# "0,00" 27,52 МН
с учетом обоих условий по формуле (21) [2]:
=  =6,52/((1+(6,52/27,52)^2)^0,5) \# "0,00" 6,34 МН
Осевое сжимающее усилие – это усилие прижатия днища к обечайке атмосферным давлением, которое может быть рассчитано (Приложение 3 «Пример расчета аппарата»[5]):
F=0,25∙π∙(D+2s)²∙p=0,25∙3,14∙(1,6+2∙0,012)²∙0,101= =0,25*3,14*0,101*(1,6+2*0,012)^2 \# "0,00" 0,21 МН
Так как обечайка корпуса при атмосферном давлении и отсутствия давления внутри аппарата работает под совместным действием наружного давления 0,1 МПа и осевого сжимающего усилия F, должно выполняться условие устойчивости:

Проверяем условие устойчивости:
 =0,101/0,26+3,22/6,34 \# "0,00" 0,90≤1
Устойчивость обечайки корпуса с толщиной стенки 12 мм выполняется.

4.     РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ КОНИЧЕСКОЙ ОБЕЧАЙКИ
РЕАКТОРА И  НЕТОРОИДАЛЬНОГО ПЕРЕХОДА
4.1 Расчетные параметры
Расчетные длины для нетороидальных переходов (рис. 1) рассчитываем по формулам:
,

Рис. 1. Соединение цилиндрической и конической обечаек.
Расчетный диаметр гладкой конической обечайки с нетороидальным переходом
.
Расчетный коэффициент сварных швов по табл. 4 [2]

Толщина стенки конической обечайки

где

4.2. Толщина стенки нетороидального перехода
Толщина стенки перехода определяется по формуле (108) [2]
,
где  [(109) 2].
Коэффициент β₃ определяем по формуле (97) [2]

где коэффициент β=1,45 находим по черт. 27 [2] при условиях  и 0,013;
Толщина стенки
 =1,47*2*1,5/(2*1*112-1,47) \# "0,000" 0,020 м, тогда s₂=20+0,5=20,5 мм.
Принимаем s₁=s₂=22 мм
Допускаемое внутреннее избыточное давление из условия прочности переходной части
 =2*1*112*(0,022-0,0005)/(2*1,45+(0,022-0,0005)) \# "0,00" 1,65 МПа.
Допускаемое наружное избыточное давление из условия прочности переходной части
 =2*1*112*(0,022-0,0005)/(2*3,75+(0,022-0,0005)) \# "0,00" 0,64 МПа.
где коэффициент β=3,75 находим по черт. 27 [2] при условиях  и 0,001;
Условие прочности выполняется.
Расчетные длины нетороидального перехода
 =0,7*((2/((2^0,5)/2))*(0,022-0,0005))^0,5 \# "0,00" 0,17 м
 =0,7*(2*(0,022-0,0005))^0,5 \# "0,00" 0,15 м
4.3. Толщина стенки конической обечайки

 =(1,47*1,832/(2*1*112-1,47))*(1/((2^0,5)/2)) \# "0,0000" 0,0171 м
 =2-1,4*0,17*((2^0,5)/2) \# "0,000" 1,832 м.
согласно условию =17,1+0,5=17,6 мм принимаем толщину стенки конической обечайки s_к=0,018 м
Допускаемое внутреннее избыточное давление определяем по формуле (87) [2]
 =2*112*1*(0,018-0,0005)/((1,151/((2^0,5)/2))+(0,018-0,0005)) \# "0,00" 2,38 МПа
Согласно условиям п. 5.2.7 [2] принимаем толщину стенки нетороидольного перехода 22 мм.
Толщину стенки обечайки, нагруженную избыточным наружным давлением в первом приближении определяем по п. 2.3.2.1. [2] согласно п. 5.3.2.2. [2].
s ³ s_Р+с,
где
Коэффициент К₂=0,15 определяем по номограмме черт. 5 [2];
при  =0,101/0,19 \# "0,00" 0,53;  =0,283/2,427 \# "0,00" 0,12,
где  =(2-1,6)/(2^0,5) \# "0,000" 0,283 м,
=

=max{ =(1,832+1,6)/(2^0,5) \# "0,000" 2,427;  =(1,832/((2^0,5)/2))-(0,31*(1,832+1,6)*(((1,832+1,6)/(0,022-0,0005))^0,5)*1) \# "0,000" -10,851}=2,427м
max{ =0,15*2,427*0,01 \# "0,000" 0,004;  =1,1*0,101*2,427/(2*112) \# "0,0000" 0,0012}=0,004 м.
Толщина стенки s ³ s_Р+с=4+0,5=4,5 мм, исполнительная толщина стенки принимается s=22 мм
Допускаемое наружное давление определяем по формуле:
,
где допускаемое давление из условия прочности
 =2*112*(0,022-0,0005)/((1,832/((2^0,5)/2))+(0,022-0,0005)) \# "0,00" 1,84 МПа;
и допускаемое давление из условия устойчивости
,
 =(2,08*1,9/(2,4*1))*(2,427/0,283)*(100*0,0215/2,427)^2,5 \# "0,00" 10,43 МПа
где ,
 =(9,45*2,427/0,283)*(2,427/(100*0,0215))^0,5 \# "0,00" 86,11
значит, выбираем B₁ = 1.
  =1,84/((1+(1,84/10,43)^2)^0,5) \# "0,00" 1,81 МПа
Толщина стенки конической обечайки, нагруженной осевыми усилиями
s_к ³ s_кр+с
где s_кр=  =(0,21/(3,14*1,6*1*112))*(1/((2^0,5)/2)) \# "0,0000" 0,0005 м.
Допускаемая осевая растягивающая сила (п.5.4.1.[2])
 =3,14*1,6*(0,022-0,0005)*1*112*((2^0,5)/2) \# "0,00" 8,55 МН
Допускаемая осевая сжимающая сила (п. 5.4.2. [2])

где допускаемая осевая сила из условия прочности
 =3,14*2,772*(0,022-0,0005)*112*((2^0,5)/2) \# "0,00" 14,82 МН
и допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости

 =(31*1,9/2,4)*((2,772*((2^0,5)/2))^2)*(100*0,0215/2,772)^2,5 \# "0,00" 49,95 МН
где  =(0,9*2+0,1*1,6)/((2^0,5)/2) \# "0,000" 2,772м.
Соединение обечаек без тороидального перехода
Допускаемая осевая растягивающая или сжимающая сила перехода из условий п.5.4.3.[2]

где коэффициент формы β₅=max{1,0;(2β+1,2)}.
По диаграмме черт. 28 [2] β=1,5, тогда β₅=2∙1,5+1,2=4,2
 = 3,14*2*(0,022-0,0005)*112*1/4,2 \* MERGEFORMAT 3,60053 МН.
Проверяем условие устойчивости:

 =0,101/1,81+0,21/3,6 \# "0,00" 0,11≤1
Устойчивость перехода с толщиной стенки 12 мм выполняется.

5. РАСЧЕТ МАССЫ АППАРАТА И ПОДБОР ОПОР
Массу аппарата определяем как массу корпуса аппарата и массу воды, заливаемой для гидравлического испытания аппарата.
5.1.          Масса корпуса аппарата
5.1.1. Масса крышки со штуцером и фланцами
Площадь поверхности крышки F_к=4,71 м² (табл. 7.2 [7]).
М_к=F_к∙s∙ρ=4,71∙0,025∙7850= =4,71*0,025*7850 \# "0,00" 924,34 кг
Массу штуцера и фланца принимаем 45 кг
Масса фланца крышки М_фк=(3,14∙2,185²∙0,1/4-3,14∙2²∙0,1/4)∙7850= =(3,14*(2,185^2)*0,1/4-3,14*(2^2)*0,1/4)*7850 \# "0,00" 477,10 кг.
Общая масса М₁=924+45+477= = 924+45+477 \* MERGEFORMAT 1446 кг
5.1.2. Масса обечайки диаметром 2000 мм
М_о2000=(3,14∙2,032²∙1,2/4-3,14∙2²∙1,2/4)∙7850= =(3,14*(2,032^2)*1,2/4-3,14*(2^2)*1,2/4)*7850 \# "0,00" 954,09 кг.
Масса фланца обечайки М_фо= М_фк=477 кг
Общая масса М₂=954+477= = 954+477 \* MERGEFORMAT 1431 кг
5.1.3. Масса конической обечайки
М_ок=  =(3,14*0,3*(((2,044^2)+2,044*1,644+1,644^2)-(( 2^2)+ 2*1,6+1,6^2))*7850)/3 \# "0,00" 1185,64 кг
5.1.4. Масса обечайки диаметром 1600 мм
М_о800=(3,14∙1,624²∙1,8/4-3,14∙1,6²∙1,8/4)∙7850= =(3,14*(1,624^2)*1,8/4-3,14*(1,6^2)*1,8/4)*7850 \# "0,00" 858,26 кг.
5.1.5. Масса днища со штуцером и фланцем
Площадь поверхности днища F_д=2,15 м² (табл. 7.8 [7]).
М_д=F_д∙s∙ρ=2,15∙0,012∙7850= =2,15*0,012*7850 \# "0,00" 202,53 кг
Массу штуцера и фланца принимаем 20 кг
Общая масса М₅=202+20=222 кг
Общая масса аппарата М=1446+1431+1186+858+222= = 1446+1431+1186+858+222 \* MERGEFORMAT 5143 кг
5.2. Объем аппарата
5.2.1. Объем эллиптической крышки примем как объем сферической крышки
V₁=2∙3,14∙1³/3= =(3,14*(1^3)*2)/3 \# "0,00" 2,09 м³
5.2.2. Объем обечайки диаметром 2000 мм
V_о2000=3,14∙2²∙1,2/4= =3,14*(2^2)*1,2/4 \# "0,00" 3,77 м³.
5.2.3. Объем конической обечайки
V_ок=  =(3,14*0,3*((2^2)+2*1,6+1,6^2))/3 \# "0,00" 3,06 м³
5.2.4. Объем обечайки диаметром 1600 мм
V_о1600=3,14∙1,6²∙1,8/4= =3,14*(1,6^2)*1,8/4 \# "0,00" 3,62 м³.
5.2.5. Объем днища
V₅=2∙3,14∙0,8³/3= =(3,14*(0,8^3)*2)/3 \# "0,00" 1,07 м³
V=2,9+3,77+3,06+3,62+1,07= =2,9+3,77+3,06+3,62+1,07 \# "0,00" 14,42 м³
Масса воды М_в=14,42∙1000=14420 кг
Общая масса аппарата М=5143+14420= = 5143+14420 \* MERGEFORMAT 19563 кг
Принимаем округленно 20000 кг
5.3. Подбор опор аппарата
Сила с которой аппарат воздействует на опоры
Q_о=20000∙9,81= = 20000*9,81 \* MERGEFORMAT 196200 Н
Принимаем количество опор для аппарата - 4, тогда сила действующая на одну опору
Q=196200/4= = 196200/4 \* MERGEFORMAT 49050 Н=49 кН
Согласно табл. 14.1 [7] принимаем опору типа 1 (лапа) с накладным листом по ОСТ 26-665-79.
Опора 1-6300 ОСТ 26-665-79 имеет следующие типоразмеры, мм

Размеры накладного листа по ОСТ 26-665-79, мм

Н=490; В=300; с=24; s_н=16.
Принимаем: Накладной лист 1-6300-16 ОСТ 26-665-79.

Используемая литература

1.                 Конструкционные материалы: Справочник/Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А. Буше и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. – М.: Машиностроение, 1990. – 688 с.; ил.
2.                 ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. – М.: Издательство стандартов,1989. - 79с.
3.                 ГОСТ 24755-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий. – М.: Издательство стандартов,1989. - 79с.
4.                 Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Т.1. – Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 2002. -852 с.
5.                 Михалев М.Ф. и др. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи. -  Л.: Машиностроение, 1984. -301 с.
6.                 К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А.Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.Л.:Химия,1987.
7.                 Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1981. – 382 с., ил.
8.                 Смирнов Г.Г., Толчинский А.Р., Кондратьева Т.Ф.  Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств. – Л.: Машиностроение, 1988. -303 с.